Conductivitatea electrică a cuprului. Cupru: caracteristic

Conductivitatea electrică a cuprului depinde în mod direct de prezența în acest metal a diferitelor impurități. Chiar și în cazul în care se adaugă o mică cantitate de arsen, antimoniu, există o scădere dramatică a valorii conductivității electrice. Dar plumbul, telurul, seleniul și arsenicul nu au un efect semnificativ asupra acestei cantități fizice.

Caracteristicile conceptului

Conductivitatea electrică a cuprului nu este mult mai scăzută decât cea a argintului, ceea ce face ca acest metal să fie necesar în ingineria electrică modernă.

Această cantitate fizică este o caracteristică a capacității unei substanțe de a conduce un curent electric. Este legată de rezistența electrică specifică a metalului direct proporțională cu dependența.

Rezistența electrică a cuprului în Omsdot-mm²/ m este la o temperatură de 20 grade 0,017. Prin valoarea numerică, aceasta este doar puțin mai mică decât cea a argintului.

Conductivitatea electrică a cuprului este o valoare, rezistență inversă, utilizată pentru a caracteriza proprietățile electrice ale unui metal dat. Pentru ao măsura, folosiți siemens corespunzător la 1 / ohm.

Producția de cupru

Deoarece cuprul conduce electricitate, există mai multe moduri de fabricare a acestui metal. Cuprul semiconductor este produs în prezent prin curățarea galvanică a lingourilor în băi electrolitice speciale. Majoritatea produselor din cupru utilizate în industria electrică sunt produse prin laminare, desen, presare.

La desen, firele sunt fabricate având un diametru de cel mult 0,005 mm, folie subțire, bandă de până la 0,1 mm.

Cablajul de cupru este solicitat nu numai atunci când se ridică clădiri de apartamente și spații de birouri, dar și în construcții private.

Informații interesante

Acest metal este adesea găsit în natură sub formă de nugget-uri mari. Chiar și în cele mai vechi timpuri, oamenii au făcut din ea ornamente, vase, arme. Cererea de cupru se explică prin ușurința cu care este procesată și, de asemenea, prin prevalența în natură.

Inițial, procesul de separare a metalului de compușii săi era destul de primitiv, constând în încălzirea minereului de cupru peste foc, urmată de o răcire puternică. Acest tratament a dus la crăparea unor bucăți de minereu, ceea ce a permis oamenilor să extragă metalul în sine.

Pe măsură ce procesele tehnologice de prelucrare a minereurilor metalice la incendii s-au îmbunătățit, aerul a fost alimentat pentru a crește temperatura de încălzire a compusului natural. Treptat, procesul a început să se desfășoare în construcții speciale, care au devenit prototipuri de modern mine de cuptoare.

Rezultatele săpăturilor arheologice mărturisesc că produsele de cupru au fost folosite deja în mileniul al X-lea î.Hr.

Conexiuni naturale

Firele de cupru pentru cablare sunt în prezent fabricate din mai multe tipuri de minereuri care sunt comune în natură. De exemplu, în borditul - aproximativ 65% din metal, în chalcocite - până la 80%, și în cupriți de cupru (calcopirită), cantitatea de cupru nu depășește 30%.

Proprietăți fizice

mare conductivitatea electrică cuprul este una dintre cele mai importante proprietăți ale acestui metal. Culoarea sa variază de la roz deschis la o culoare roșie bogată. Cuprul este un material de tranziție cu o conductivitate termică și electrică ridicată.

Expansiunea termică liniară a acestui metal este de 0.00000017 unități. Produsele din cupru au o rezistență la tracțiune de 22 kgsdot-s / mm². Greutatea specifică a metalului este de 8,94 g / cm³, duritate pe scara Brinell - 35 kgf / mm². Dintre caracteristicile fizice importante ale acestui metal este modulul de elasticitate, care este de 132.000 mN / m².

Proprietățile magnetice ale acestui metal, care este o substanță complet diamagnetică, sunt, de asemenea, unice.

Coeficientul de temperatură al rezistenței cuprului la temperatura camerei este de 4,3 alfa- (10^-3/ K).

Conductibilitatea specifică, ductilitatea a făcut ca acest metal să fie necesar în fabricarea diferitelor elemente pentru inginerie electrică. Aluminiu are caracteristici fizice similare, deci este materia primă pentru a crea cabluri și fire în ingineria electrică modernă.

Proprietăți chimice

Rezistența cuprului, capacitatea unui metal dat de a conduce un curent electric este explicată prin caracteristicile structurale ale atomului acestui element chimic. Cuprul se află în subgrupul secundar al primului grup al mesei periodice, este un element d.

Rezistența cuprului este legată de electronii localizați la nivelul energiei externe. Caracteristicile structurii explică, de asemenea, proprietățile chimice specifice unui metal dat. La umiditate scăzută, cuprul este o substanță destul de inertă, nu prezintă activitate chimică mare.

Atunci când produsele de cupru sunt utilizate în condiții de umiditate ridicată și de prezența dioxidului de carbon, metalul se oxidează.

Un film verde de carbonat și hidroxid de cupru (2) apare pe suprafața produsului, precum și o varietate de compuși de sulf. Acest film este numit patină, ajută la protejarea produsului împotriva distrugerii chimice ulterioare.

Pe măsură ce crește temperatura, se formează scara de cupru (oxid), care afectează negativ conductivitatea electrică.

Cuprul interacționează ușor cu elemente care aparțin unui subgrup de halogeni.

Dacă se introduce sulf în metal, se observă aprindere. Cuprul este inert la azot, hidrogen, carbon chiar și la temperaturi ridicate.

Interesul din punct de vedere tehnic este interacțiunea acestui metal cu sărurile de fier, ducând la recuperarea acestuia. Această proprietate chimică face posibilă eliminarea depunerii de cupru din produse.

Cuprul formează o varietate de compuși complexi care sunt foarte rezistenți.

Domenii de utilizare

Utilizarea acestui metal este asociată cu conductivitatea sa electrică ridicată. De exemplu, un cablu este produs din acesta. Cuprul are o rezistență mică, proprietăți magnetice unice, prelucrabilitatea ușor, cu toate acestea au susținut în instalații de inginerie și clădiri de birouri. Capacitatea de a conduce căldură permite ca acest material să fie utilizat pentru a crea tevi termice, sisteme de răcire și încălzire prin aer.

Că cupru - material care este indispensabil în producția de coolere care sunt utilizate pentru a reduce temperatura PC-ului. structuri metalice, care conțin elemente de cupru sunt lumină greutate, proprietăți decorative excelente, și, prin urmare, adecvat pentru utilizare în arhitectură, cât și pentru fabricarea unei varietăți de elemente decorative în interior, și pentru a crea fire electrice.

Caracteristicile conductorilor

Pentru a înțelege esența conductivității electrice, să ne ocupăm de caracteristicile conductorilor. Acestea includ materiale care pot conduce curent electric. Cuprul se referă la conductorii de primul tip, deoarece, odată cu creșterea temperaturii, se observă o scădere a conductivității electrice. Calitatea materialului conductor este afectată de proprietăți mecanice, termice și electrice. Pentru un metal precum cuprul, toți acești indicatori au valori bune, ceea ce face ca metalul să fie în cerere în diferite domenii ale ingineriei electrice.

Ductilitatea cuprului, ușurința de prelucrare a acestuia, buna viscozitate, rezistența chimică fac posibilă crearea din acest metal a diferitelor tipuri de produse pentru nevoile tehnice.

specie

Pentru fabricarea cuprului blister, se utilizează reducerea electrolitică a metalului dintr-o soluție de sulfat de cupru. Metalul pur este necesar pentru inginerie radio și electrică. În funcție de procentul de impurități, se disting următoarele mărci: M0 și M1. În primul caz, conținutul cantitativ de metal pur este de 99,95%, pentru a doua variantă 99,9%.

Printre proprietățile fizice de bază care caracterizează datele mărcii de cupru, menționăm:

• densitate de 8900 kg / m³;
• punct de topire: 1083 ° C;
• rezistență mecanică ridicată;
• excelenta lucrabilitate;
• rezistivitate ridicată 1,7241sdot-10^-8 ohmsdot-m.

Când impuritățile sunt introduse în compoziția unui metal pur, valoarea rezistivității crește substanțial, în timp ce conductivitatea electrică scade.

De exemplu, în cazul introducerii a 0,5% aluminiu și nichel, rezistivitatea crește cu 40%.

concluzie

Cuprul este diferit de celălalt conductor de curent de conductivitate electrică ridicată, indicele de rezistență scăzută, ceea ce face popular în producția electrică de astăzi.

Miezuri conductori conductori, cabluri, foi de folie pentru dispozitive de imprimare, foi, benzi, sârmă - aceasta nu este o listă completă a produselor care sunt fabricate din cupru.

Pe lângă utilizarea extensivă a metalului în sine, se folosesc și aliaje principale. De exemplu, bronzul de cadmiu este folosit pentru a crea plăci colectoare și contacte electrice.

Fosforul bronz este necesar pentru producerea de arcuri în dispozitive și dispozitive electronice. Un amestec de cupru și beriliu permite crearea de cleme, contacte culisante, arcuri cu curent.

Bronzul de bronz se numește telefon, pentru că este de la sârmă folosită pentru cablul telefonic.

din cupru-aliaje de zinc produce benzi și foi. Acest material are o rezistență electrică mai mare, astfel încât aliajul are o mare rezistență.

Dintre numeroasele aplicații ale cuprului, industria electrică are o importanță deosebită. Din acest metal sunt create fire electrice de diferite diametre, potrivite pentru producția de aparate electrice și radio moderne de cea mai înaltă precizie. Pentru a crește conductivitatea electrică, inginerii monitorizează puritatea metalului, nu permite penetrarea de impurități suplimentare.