Quando você considera a usabilidade de qualquer metal, a condutividade deve ser levada em conta. Condutividade realmente consiste de duas propriedades, elétricas e térmicas (calor). Embora o cobre tenha sido valorizado por suas excelentes propriedades de calor e condutividade elétrica, outros fatores, como resistência à corrosão, resistência e maleabilidade também devem ser considerados. Soluções para problemas levantados por essas considerações podem afetar a condutividade.
Condutividade Elétrica
Keytometals.com afirma que o cobre eletrolítico de passo forte (ETP), o material preferido para membros transportadores de corrente, tem uma condutividade. classificação de 101 por cento IACS (International Annealed Copper Standard) em temperamento suave com 220 MPa (megapascais, uma unidade de tensão) resistência à tração, e 97 por cento em temperado laminado a mola em 345 a 380 MPa de resistência à tração. Sob o padrão, a condutividade é expressa como uma porcentagem do padrão. Cem por cento IACS representa uma condutividade de 58 megasiemens por metro (MS /m), equivalente a uma resistividade de 1/58 ohm por metro para um fio de um milímetro quadrado em seção transversal. ETP é 99,9% de cobre e 0,04% de oxigênio. Um megapascal é igual a 10 bar ou aproximadamente 145,038 libras por polegada quadrada.
Condutividade Térmica
A transferência de calor condutiva é calculada usando a Lei de Fourier, q = kA dT /s, onde q é igual ao calor transferido por unidade de tempo (watts ou British Thermal Units [BTU] por hora), A é igual à área de transferência de calor (metros quadrados ou pés quadrados), k equivale à condutividade térmica do material (watts por metro vezes graus Kelvin ou watts por metro vezes graus centígrados ou Btu por [horas vezes graus Fahrenheit vezes pés quadrados divididos por pés]), dT é igual a diferença de temperatura em todo o material (em Kelvin ou graus centígrados ou graus Fahrenheit) e s é igual à espessura do material (metros ou pés). Portanto, o cobre a 25, 125 e 225 graus centígrados tem uma condutividade térmica de 401.000, 400.000 e 398.000 watts por metro Kelvin, respectivamente.
Condutividade e outras considerações
Somente a prata é uma melhor condutor elétrico do que cobre. Resistência à corrosão, usinabilidade, características de fadiga, maleabilidade, formabilidade e resistência são outros fatores considerados em aplicações de metal. O cobre tem sido preferido em relação à prata para aplicações elétricas por causa do gasto relativo de prata e da velocidade com que a prata corrói. Para melhorar outras características além da condutividade, o cobre é ligado a outros metais. A diluição do cobre a partir do seu estado puro causa um rápido declínio no seu poder condutor. Latões e bronzes, que são 60 a 80% de cobre, têm classificações de condutividade de 25 a 50% IACS.
Considerações sobre projeto
O uso de cobre e a extensão ou seleção de material a ser ligado estão sujeitos a considerações de desempenho significativas, em que a resistência e a não maleabilidade são compensações em relação à condutividade. Uma consideração de design se torna se a condutividade diminuída é aceitável.
O Futuro
Com ênfase crescente no uso eficiente de energia, a indústria de energia tem procurado materiais condutivos aprimorados para ambientes normais, enquanto o busca por supercondutores continua.
