Co je vodivost mědi?

Kovovou měď možná znáte nejlépe ze starších haléřů, které jsou vyrobeny z mědi a jiných kovů. Ale měď hraje díky svým jedinečným vlastnostem po celém světě mnoho zásadních rolí. Jednou z těchto vlastností je jeho vodivost nebo schopnost vést elektřinu. Díky vysoké vodivosti mědi je ideální pro elektrické účely.

TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)

Měď je vzácný kov červené barvy s vysokou elektrickou vodivostí. Ve skutečnosti je vodivost mědi tak vysoká, že se považuje za standard, podle kterého se srovnávají jiné nekovové kovy a slitiny. Vodivost mědi je ovlivněna přidáním dalších kovů k výrobě slitin.

Měď je atraktivní červeno-zlatý kov. Pojmenován je podle staroanglického slova „coper“, které pochází z „Cyprium aes“, což je latinské slovo pro kov z Kypru. Atomový symbol mědi je „Cu“ a jeho atomové číslo je 29. Měď byla prvním kovovým člověkem, jaký kdy pracoval. Nakonec lidé zjistili, že kdyby kombinovali měď s kovovým cínem, mohli by vyrobit nový druh kovu zvaného bronz. Tím se zahájila doba, kterou nazýváme dobou bronzovou, ve které civilizace vyskočila vpřed pomocí kovové mědi. Bronz byl používán v měně a nástrojích, které pomohly změnit společnost.

Měď se často nachází vedle síry. Mezi důležité zdroje mědi patří chalkopyrit a bornit. Měď se extrahuje z vytěžené rudy sulfidu měďnatého tavením a následnou rafinací elektrolýzou.

Užitečnou vlastností mědi je její tažnost nebo schopnost protáhnout se. Měď může být tažena a zkroucena, přesto se nezlomí. Díky tomu je ideální pro použití jako drát. Měď je tvárný kov, což znamená, že s ní lze snadno tvarovat a manipulovat. Jako takový je poněkud měkký. Další vlastností mědi je její vynikající schopnost vést teplo. Měď nepodléhá korozi jako některé jiné kovy, ani neoxiduje ani nekoroduje jako železo. Měď je ve skutečnosti odolná vůči mnoha organickým sloučeninám a pravděpodobně její nejcennější vlastností je její vysoká vodivost.

Měď je vynikající kov pro obrábění a spojování, protože se snadno tvaruje a pájí. Vynikající a cennou vlastností mědi je také její schopnost recyklovat. Nezáleží na tom, zda je zdroj mědi z dolu nebo z recyklačních materiálů. Jeho mnoho užitečných vlastností zůstává bez ohledu na jeho zdroj.

Slitiny jsou směsi kovů, jako je směs mědi a cínu k výrobě bronzu, který je tvrdším kovem než měď. Kovové slitiny mají některé stejné vlastnosti jako jejich základní kovy, ale také se mohou chovat velmi odlišně. Směsi slitin mohou například ovlivnit elektrickou vodivost kovů. Kombinace různých kovů s mědí má za následek jedinečné vlastnosti každé slitiny. Když je měď kombinována se stříbrem, výsledná slitina má mnoho stejných vlastností jako čistá měď. Pokud se ale měď kombinuje s fosforem, výsledná slitina se chová úplně jiným způsobem.

Různé slitiny mědi poskytují různá použití. Poměrně často se slitiny vyrábějí buď k posílení mědi, nebo ke zvýšení jejích vlastností elektrické vodivosti.

Vodivost kovů se týká schopnosti kovů vést elektřinu. Vodivost se může měnit přidáním dalších kovů, například při výrobě slitin. Kov s největší vodivostí je stříbro z drahých kovů. Náklady společnosti Silver zabraňují tomu, aby byla ekonomicky životaschopná pro široké elektrické využití. Mezi drahými kovy je nejvyšší měď nebo měď. To znamená, že měď může nést více elektrického proudu než jiné drahé kovy. Ve skutečnosti je vodivost jiných nekovových kovů srovnávána s mědí, protože měď se stala nejvyšším standardem.

Standard vodivosti se nazývá Mezinárodní standard žíhané mědi nebo IACS. Procento IACS látky odkazuje na její elektrickou vodivost a procento IACS čisté mědi se považuje za 100 procent. Naproti tomu vodivost hliníku dosahuje 61 procent IACS. Vodivost Cu je ovlivněna přidáním různých kovů za vzniku slitin. Slitiny mědi s obsahem mědi vyšším než 99,3 procent se nazývají „mědi“. Některé slitiny obsahují velmi vysoké procento mědi, a to je s názvem „Slitiny vysoké mědi“. Zatímco procento mědi ovlivňuje vodivost Cu, je nejvýrazněji ovlivněno tím, o jaký druh materiálu jde zkombinováno s. K kompromisu obvykle dochází, když jsou slitiny mědi zesíleny. Obecně mají tyto slitiny nižší vodivost.

Cu-ETP (Electronic Touch Pitch) má 100 procent IACS a je označení pro druh mědi používaný v vodičích, kabelech a přípojnicích. Litá měď neboli Cu-C je z 98 procent IACS, takže má také vysokou vodivost. Když se k výrobě slitin s mědí přidá cín, hořčík, chrom, železo nebo zirkon, pevnost kovu stoupá, ale jeho vodivost klesá. Například měď-cín nebo CuSnO.15 má vodivost Cu až 64 procent IACS. V závislosti na funkci slitiny může vodivost Cu výrazně poklesnout. Stále existují slitiny, které poskytují jak dobrou obrobitelnost, tak vysokou vodivost dohromady. Mezi jeho příklady patří slitiny měď-telur (CuTep) a měď-síra (CuSP). Jejich vodivosti se pohybují od 64 do 98 procent IACS. Tyto slitiny se ukázaly jako velmi užitečné pro polovodičové držáky a odporové svařovací hroty. Někdy materiály na bázi mědi vyžadují vysokou tvrdost a pevnost se střední vodivostí Cu; příkladem je směs mědi, niklu a křemíku, která poskytuje vodivost Cu 45 až 60 procent IACS. Na konci stupnice s nízkou vodivostí jsou mosazi slitiny mědi, které jsou vynikající pro odlévání. Jejich procento IACS se pohybuje kolem 20. Jedním příkladem těchto slitin s nízkou vodivostí Cu je měď-zinek. Vyvážená slitina někdy poskytuje nízkou až střední vodivost Cu, což je užitečné pro elektrické potřeby. Měď-zinek mosazi spadají do této kategorie a jejich vodivost se pohybuje od 28 do 56 procent IACS. Samotná univerzálnost mědi a její schopnost vytvářet užitečné slitiny s tolika různými kovy je neuvěřitelná.

Jelikož je vodivost Cu tak vysoká, je i její schopnost přenášet teplo poměrně vysoká. Výroba slitin mědi s vysokou vodivostí vyžaduje, aby slitiny byly odolné vůči přehřátí, když přenášejí elektrický proud. To je zásadní při přenosu energie, protože vyšší teplo ovlivní odpor.

Měď se používá mnoha způsoby, fyzicky i biologicky. Používá se také v zemědělství jako jed. Roztoky mědi se běžně používají jako součást chemických testů. V těle hraje měď roli zásadního prvku, který je nezbytný pro přenos energie v buňkách. Někteří korýši jako primární transportér kyslíku dokonce místo železa používají měď.

Měď se samozřejmě používá při výrobě mincí; jedním příkladem jsou starší haléře. Ve skutečnosti většina mincí obsahuje alespoň trochu mědi.

Měď se většinou používá při přenosu a dodávce elektřiny ke všem každodenním věcem, které používáte. Měď se hojně používá v elektrických rozvodech, stavebnictví, strojírenství, telekomunikacích, přenosu energie, dopravě a dalších průmyslových využití. Může být použit pro kabely, transformátory a části konektorů. Měď se také používá v počítačích a mikroobvodech.

Jak roste trh s udržitelnou energií, roste i poptávka po mědi. Měď je mimořádně užitečná v mnoha oblastech a je také možné ji znovu a znovu recyklovat. Proto je klíčovou součástí systémů obnovitelné energie. Ve skutečnosti se solární, větrný a elektrický průmysl spoléhá na měď, která je připojuje k energetické síti. Elektrická vozidla vyžadují mnohem více mědi než vozidla na plynový pohon. Díky vysoké vodivosti mědi je velmi efektivní. Zdá se vhodné, že nejstarší kov používaný lidmi bude i nadále nabízet výhody i do budoucna.