कॉपर की चालकता क्या है?

आप तांबे और अन्य धातुओं से बने पुराने पेनीज़ से धातु तांबे को सबसे अच्छी तरह से जान सकते हैं। लेकिन तांबे अपने अद्वितीय गुणों के कारण दुनिया भर में कई महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इन गुणों में से एक इसकी चालकता, या बिजली का संचालन करने की क्षमता है। कॉपर की उच्च चालकता इसे विद्युत प्रयोजनों के लिए आदर्श बनाती है।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

कॉपर एक गैर-कीमती, लाल-सोने के रंग की धातु है जिसमें उच्च विद्युत चालकता होती है। वास्तव में, तांबे की चालकता इतनी अधिक होती है कि इसे वह मानक माना जाता है जिसके द्वारा अन्य गैर-कीमती धातुओं और मिश्र धातुओं की तुलना की जाती है। मिश्रधातु बनाने के लिए अन्य धातुओं को मिलाने से तांबे की चालकता प्रभावित होती है।

कॉपर एक आकर्षक लाल-सोने रंग की धातु है। पुराने अंग्रेजी शब्द "कॉपर" के बाद इसका नाम तांबा रखा गया है, जो "साइप्रियम एईएस" से उत्पन्न हुआ है, जो साइप्रस से धातु के लिए लैटिन शब्द है। कॉपर का परमाणु चिन्ह "Cu" है और इसका परमाणु क्रमांक 29 है। तांबा मानव द्वारा काम किया गया पहला धातु था। आखिरकार, लोगों ने पाया कि अगर वे तांबे को धातु के टिन के साथ मिला दें, तो वे एक नई तरह की धातु बना सकते हैं जिसे कांस्य कहा जाता है। इसने वह शुरू किया जिसे हम कांस्य युग कहते हैं, जिसमें सभ्यता धातु तांबे की सहायता से आगे बढ़ी। मुद्रा और औजारों में कांस्य का उपयोग किया जाता था जिसने समाज को बदलने में मदद की।

कॉपर अक्सर सल्फर के साथ पाया जाता है। तांबे के महत्वपूर्ण स्रोतों में च्लोकोपीराइट और बोर्नाइट शामिल हैं। तांबे को खनन किए गए कॉपर सल्फाइड अयस्क से गलाकर और फिर इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से परिष्कृत करके निकाला जाता है।

तांबे का एक उपयोगी गुण इसकी लचीलापन, या खिंचाव की क्षमता है। तांबे को खींचा और घुमाया जा सकता है, फिर भी यह टूटेगा नहीं। यह तार के रूप में उपयोग के लिए इसे आदर्श बनाता है। कॉपर एक निंदनीय धातु है, जिसका अर्थ है कि इसे आसानी से आकार और हेरफेर किया जा सकता है। इस प्रकार, यह कुछ नरम है। तांबे का एक अन्य गुण गर्मी के संचालन की इसकी उत्कृष्ट क्षमता है। कॉपर कुछ अन्य धातुओं की तरह जंग के आगे नहीं झुकता है, न ही यह लोहे की तरह ऑक्सीकरण या जंग करता है। कॉपर वास्तव में कई कार्बनिक यौगिकों के लिए प्रतिरोधी है, और शायद इसकी सबसे मूल्यवान संपत्ति इसकी उच्च चालकता है।

कॉपर मशीनिंग और जॉइनिंग के लिए एक उत्कृष्ट धातु है, क्योंकि इसे आकार देना और मिलाप करना आसान है। इसके अतिरिक्त, तांबे की एक उत्कृष्ट और मूल्यवान संपत्ति इसकी पुनर्नवीनीकरण की क्षमता है। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि तांबे का स्रोत खदान से है या पुनर्चक्रण सामग्री से। इसके कई उपयोगी गुण इसके स्रोत की परवाह किए बिना बने रहते हैं।

मिश्र धातु धातुओं के मिश्रण होते हैं, जैसे तांबे और टिन का मिश्रण कांस्य बनाने के लिए, जो तांबे की तुलना में एक कठिन धातु है। धातु मिश्र धातुओं में उनके मूल धातुओं के समान गुण होते हैं, लेकिन वे व्यवहार में भी काफी भिन्न साबित हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, मिश्र धातु मिश्रण धातुओं की विद्युत चालकता को प्रभावित कर सकते हैं। तांबे के साथ विभिन्न धातुओं के संयोजन से प्रत्येक मिश्र धातु के लिए अद्वितीय लक्षण प्राप्त होते हैं। जब तांबे को चांदी के साथ जोड़ा जाता है, तो परिणामी मिश्र धातु में शुद्ध तांबे के समान कई विशेषताएं होती हैं। लेकिन अगर तांबे को फास्फोरस के साथ जोड़ा जाता है, तो परिणामी मिश्र धातु काफी अलग तरीके से व्यवहार करती है।

विभिन्न तांबा मिश्र विभिन्न उपयोग प्रदान करते हैं। अक्सर, मिश्र धातुओं को या तो तांबे को मजबूत करने या इसके विद्युत-चालकता गुणों को बढ़ाने के लिए बनाया जाता है।

धातुओं की चालकता से तात्पर्य धातुओं की विद्युत का संचालन करने की क्षमता से है। अन्य धातुओं को जोड़ने के साथ चालकता बदल सकती है, जैसे मिश्र धातु बनाते समय। सबसे बड़ी चालकता वाली धातु कीमती धातु चांदी है। चांदी की कीमत इसे व्यापक पैमाने पर बिजली के उपयोग के लिए आर्थिक रूप से व्यवहार्य होने से रोकती है। गैर-कीमती धातुओं में, तांबा या Cu चालकता सबसे अधिक है। इसका मतलब है कि तांबा अन्य गैर-कीमती धातुओं की तुलना में अधिक विद्युत प्रवाह ले सकता है। वास्तव में, अन्य गैर-कीमती धातुओं की चालकता की तुलना तांबे से की जाती है क्योंकि तांबा अंतिम मानक बन गया है।

चालकता के मानक को इंटरनेशनल एनील्ड कॉपर स्टैंडर्ड या आईएसीएस कहा जाता है। किसी पदार्थ के IACS का प्रतिशत उसकी विद्युत चालकता को दर्शाता है, और शुद्ध तांबे का IACS प्रतिशत 100 प्रतिशत माना जाता है। इसके विपरीत, एल्युमीनियम की चालकता 61 प्रतिशत IACS पर है। मिश्र धातु बनाने के लिए विभिन्न धातुओं के जुड़ने से Cu चालकता प्रभावित होती है। 99.3 प्रतिशत से अधिक तांबे की सामग्री वाले कॉपर मिश्र को "कॉपर" कहा जाता है। कुछ मिश्र धातुओं में तांबे का प्रतिशत बहुत अधिक होता है, और वे हैं "उच्च कॉपर मिश्र" कहा जाता है। जबकि तांबे का प्रतिशत Cu चालकता को प्रभावित करता है, यह किस प्रकार की सामग्री से सबसे अधिक प्रभावित होता है के साथ संयुक्त। एक ट्रेडऑफ आम तौर पर तब होता है, जब तांबे के मिश्र धातुओं को मजबूत बनाया जाता है। आम तौर पर इन मिश्र धातुओं की चालकता कम होती है।

Cu-ETP (इलेक्ट्रॉनिक टच पिच) में 100 प्रतिशत IACS है और यह तारों, केबलों और बस बार में इस्तेमाल होने वाले तांबे के प्रकार के लिए पदनाम है। कास्ट कॉपर, या Cu-C, 98 प्रतिशत IACS है, इसलिए यह चालकता में भी उच्च है। जब तांबे के साथ मिश्र धातु बनाने के लिए टिन, मैग्नीशियम, क्रोमियम, लोहा या जिरकोनियम मिलाया जाता है, तो धातु की ताकत बढ़ जाती है, लेकिन इसकी चालकता कम हो जाती है। उदाहरण के लिए, कॉपर-टिन या CuSnO.15 में Cu चालकता 64 प्रतिशत IACS जितनी कम है। मिश्र धातु समारोह के आधार पर, Cu चालकता काफी कम हो सकती है। अभी भी मिश्र धातुएं हैं जो संयुक्त रूप से अच्छी मशीनेबिलिटी और उच्च चालकता दोनों प्रदान करती हैं। उसके उदाहरणों में कॉपर-टेल्यूरियम (CuTep) और कॉपर-सल्फर (CuSP) मिश्र शामिल हैं। उनकी चालकता 64 से 98 प्रतिशत IACS तक होती है। ये अलॉय सेमीकंडक्टर माउंट और रेजिस्टेंस वेल्डिंग टिप्स के लिए काफी उपयोगी साबित होते हैं। कभी-कभी तांबे पर आधारित सामग्रियों को मध्यम Cu चालकता के साथ उच्च कठोरता और शक्ति की आवश्यकता होती है; एक उदाहरण तांबा, निकल और सिलिकॉन का मिश्रण है, जो 45 से 60 प्रतिशत आईएसीएस की घन चालकता देता है। पैमाने के कम चालकता के अंत में, पीतल तांबे के मिश्र धातु होते हैं जो कास्टिंग के लिए उत्कृष्ट होते हैं। आईएसीएस का उनका प्रतिशत लगभग 20 है। इन कम Cu-चालकता मिश्र धातुओं का एक उदाहरण कॉपर-जस्ता है। कभी-कभी एक संतुलित मिश्र धातु कम से मध्यम Cu चालकता प्रदान करती है, जो विद्युत आवश्यकताओं के लिए उपयोगी होती है। कॉपर-जिंक पीतल इस श्रेणी में आते हैं, और उनकी चालकता 28 से 56 प्रतिशत आईएसीएस तक होती है। तांबे की व्यापक बहुमुखी प्रतिभा और कई अलग-अलग धातुओं के साथ उपयोगी मिश्र धातु बनाने की क्षमता अविश्वसनीय है।

चूंकि Cu चालकता इतनी अधिक होती है, इसलिए इसकी ऊष्मा संचारित करने की क्षमता भी काफी अधिक होती है। उच्च चालकता के साथ तांबे की मिश्र धातु बनाने के लिए मिश्र धातुओं को विद्युत प्रवाह के दौरान अति ताप करने के लिए प्रतिरोधी बनाना पड़ता है। यह ऊर्जा संचरण में महत्वपूर्ण है, क्योंकि उच्च गर्मी प्रतिरोध को प्रभावित करेगी।

तांबे का उपयोग कई तरह से किया जाता है, भौतिक और जैविक दोनों तरह से। इसका उपयोग कृषि में जहर के रूप में भी किया जाता है। तांबे के घोल आमतौर पर रासायनिक परीक्षणों के भाग के रूप में उपयोग किए जाते हैं। शरीर में, तांबा एक आवश्यक तत्व के रूप में भूमिका निभाता है जो कोशिकाओं में ऊर्जा हस्तांतरण के लिए आवश्यक है। कुछ क्रस्टेशियंस अपने प्राथमिक ऑक्सीजन ट्रांसपोर्टर के रूप में लोहे के बजाय तांबे का भी उपयोग करते हैं।

तांबे का उपयोग बेशक सिक्के बनाने में किया जाता है; पुराने पैसे एक उदाहरण हैं। वास्तव में, अधिकांश सिक्कों में कम से कम थोड़ा सा तांबा होता है।

तांबे का उपयोग ज्यादातर आपके द्वारा उपयोग की जाने वाली रोजमर्रा की सभी चीजों को बिजली के पारेषण और वितरण में किया जाता है। तांबे का उपयोग विद्युत तारों, निर्माण, मशीनरी, दूरसंचार, विद्युत पारेषण, परिवहन और अन्य औद्योगिक उपयोगों में बड़े पैमाने पर किया जाता है। इसका उपयोग केबल, ट्रांसफार्मर और कनेक्टर भागों के लिए किया जा सकता है। कॉपर का उपयोग कंप्यूटर और माइक्रो सर्किट में भी किया जाता है।

जैसे-जैसे स्थायी ऊर्जा बाजार बढ़ता है, वैसे-वैसे तांबे की मांग भी बढ़ती है। तांबा कई क्षेत्रों में बेहद उपयोगी है और इसे बार-बार रिसाइकिल भी किया जा सकता है। इसलिए यह अक्षय ऊर्जा प्रणालियों का एक प्रमुख घटक है। वास्तव में सौर, पवन और इलेक्ट्रिक वाहन उद्योग उन्हें पावर ग्रिड से जोड़ने के लिए तांबे पर निर्भर हैं। इलेक्ट्रिक वाहनों को गैस से चलने वाले वाहनों की तुलना में बहुत अधिक तांबे की आवश्यकता होती है। कॉपर की उच्च चालकता इसे अत्यधिक कुशल बनाती है। यह उचित प्रतीत होता है कि मनुष्यों द्वारा उपयोग की जाने वाली सबसे पुरानी धातु भविष्य में अच्छी तरह से लाभ प्रदान करती रहेगी।