Kāda ir vara vadītspēja?

Jūs varat vislabāk zināt metāla varu no vecākiem santīmiem, kas ir izgatavoti no vara un citiem metāliem. Bet vara unikālo īpašību dēļ spēlē daudz izšķirošu lomu visā pasaulē. Viena no šīm īpašībām ir tā vadītspēja vai spēja vadīt elektrību. Vara augstā vadītspēja padara to ideāli piemērotu elektriskiem mērķiem.

TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)

Varš ir dārgmetāls, sarkanā zelta krāsas metāls ar augstu elektrovadītspēju. Faktiski vara vadītspēja ir tik augsta, ka to uzskata par standartu, pēc kura tiek salīdzināti citi dārgmetāli un sakausējumi. Vara vadītspēju ietekmē citu metālu pievienošana sakausējumu ražošanai.

Varš ir pievilcīgs sarkanā zelta krāsas metāls. Tas ir nosaukts vara pēc senās angļu valodas vārda "coper", kas radies no "Cyprium aes", kas ir latīņu vārds metālam no Kipras. Vara atoma simbols ir “Cu”, un tā atomskaitlis ir 29. Varš bija pirmais metāla cilvēks, kāds jebkad strādājis. Galu galā cilvēki atklāja, ka, apvienojot varu ar metāla alvu, viņi varētu izgatavot jauna veida metālu, ko sauc par bronzu. Tas aizsāka to, ko mēs saucam par bronzas laikmetu, kurā civilizācija lēca uz priekšu ar metāla vara palīdzību. Bronza tika izmantota valūtā un instrumentos, kas palīdzēja mainīt sabiedrību.

Varš bieži sastopams blakus sēram. Svarīgi vara avoti ir halkopirīts un bornīts. Varš tiek iegūts no iegūtās vara sulfīda rūdas, kausējot un pēc tam rafinējot, izmantojot elektrolīzi.

Noderīga vara īpašība ir tā elastība vai spēja izstiepties. Varu var vilkt un savīt, tomēr tas nesalūzīs. Tas padara to ideāli izmantojamu kā vadu. Varš ir kaļams metāls, kas nozīmē, ka to var viegli veidot un manipulēt. Kā tāds tas ir nedaudz mīksts. Vēl viena vara īpašība ir tā lieliskā spēja vadīt siltumu. Varš nepakļaujas korozijai kā daži citi metāli, kā arī neoksidējas un nerūsē kā dzelzs. Varš faktiski ir izturīgs pret daudziem organiskiem savienojumiem, un, iespējams, tā visvērtīgākā īpašība ir tā augstā vadītspēja.

Varš ir lielisks metāls apstrādei un savienošanai, jo to ir viegli veidot un lodēt. Turklāt izcila un vērtīga vara īpašība ir tā spēja pārstrādāt. Nav svarīgi, vai vara avots ir no raktuvēm vai no pārstrādātiem materiāliem. Tās daudzās noderīgās īpašības saglabājas neatkarīgi no avota.

Sakausējumi ir metālu maisījumi, piemēram, vara un alvas maisījums bronzas iegūšanai, kas ir cietāks metāls nekā varš. Metāla sakausējumiem piemīt dažas tās pašas pamatmetālu īpašības, taču to uzvedība var izrādīties ļoti atšķirīga. Sakausējuma maisījumi var ietekmēt, piemēram, metālu elektrisko vadītspēju. Dažādu metālu un vara kombinācija rada unikālas iezīmes katram sakausējumam. Ja vara tiek kombinēta ar sudrabu, iegūtajam sakausējumam piemīt daudzas tādas pašas īpašības kā tīram varam. Bet, ja varš tiek kombinēts ar fosforu, iegūtais sakausējums izturas pavisam citādi.

Dažādi vara sakausējumi nodrošina dažādu lietojumu. Diezgan sakausējumus ražo vai nu, lai stiprinātu varu, vai arī palielinātu tā elektrovadītspējas īpašības.

Metālu vadītspēja attiecas uz metālu spēju vadīt elektrību. Vadītspēja var mainīties, pievienojot citus metālus, piemēram, izgatavojot sakausējumus. Metāls ar vislielāko vadītspēju ir dārgmetāla sudrabs. Sudraba izmaksas neļauj tam būt ekonomiski izdevīgam plaša mēroga elektriskām vajadzībām. Starp dārgmetāliem vara vai Cu vadītspēja ir visaugstākā. Tas nozīmē, ka varš var pārvadāt vairāk elektriskās strāvas nekā citi dārgmetāli. Faktiski citu dārgmetālu vadītspēju salīdzina ar varu, jo varš ir kļuvis par galveno standartu.

Vadītspējas standartu sauc par Starptautisko atlaidinātā vara standartu jeb IACS. Vielas IAKS procentuālais daudzums attiecas uz tās elektrovadītspēju, un tīra vara IAKS procentuālais daudzums tiek uzskatīts par 100 procentiem. Turpretī alumīnija vadītspēja ir 61% IAKS. Cu vadītspēju ietekmē dažādu metālu pievienošana sakausējumu veidošanai. Vara sakausējumus, kuros vara saturs pārsniedz 99,3 procentus, sauc par “Vara”. Daži sakausējumi satur ļoti lielu vara procentuālo daudzumu, un tādi ir ko sauc par “augsta vara sakausējumiem”. Kaut arī vara procentuālais daudzums ietekmē Cu vadītspēju, visspilgtāk to ietekmē tas, kādi materiāli tas ir apvienojumā ar. Kompromiss parasti notiek, kad vara sakausējumi ir izturīgāki. Parasti šo sakausējumu vadītspēja ir zemāka.

Cu-ETP (elektroniskajam pieskārienam) ir 100% IAKS, un tas apzīmē vara veidu, ko izmanto vados, kabeļos un kopnēs. Lietais varš jeb Cu-C ir 98 procenti IAKS, tāpēc tam ir arī augsta vadītspēja. Kad sakausējumu ar varu pievienošanai tiek pievienota alva, magnijs, hroms, dzelzs vai cirkonijs, metāla izturība palielinās, bet tā vadītspēja samazinās. Piemēram, vara-alvas vai CuSnO.15 Cu vadītspēja ir tikai 64 procenti IAKS. Atkarībā no sakausējuma funkcijas Cu vadītspēja var ievērojami samazināties. Joprojām ir sakausējumi, kas nodrošina gan labu apstrādājamību, gan augstu vadītspēju kopā. Viņa piemēri ir vara telūrs (CuTep) un vara-sēra (CuSP) sakausējumi. Viņu vadītspēja svārstās no 64 līdz 98 procentiem IAKS. Šie sakausējumi izrādās diezgan noderīgi pusvadītāju stiprinājumiem un pretestības metināšanas padomiem. Dažreiz uz vara bāzes izgatavotiem materiāliem ir nepieciešama augsta cietība un izturība ar mērenu Cu vadītspēju; piemērs ir vara, niķeļa un silīcija maisījums, kas nodrošina Cu vadītspēju no 45 līdz 60 procentiem IAKS. Skalas zemas vadītspējas galā misiņi ir vara sakausējumi, kas ir lieliski piemēroti liešanai. Viņu IAKS procentuālais daudzums svārstās ap 20. Viens no šiem zemās Cu vadītspējas sakausējumiem ir vara-cinks. Dažreiz līdzsvarots sakausējums nodrošina zemu vai mērenu Cu vadītspēju, kas ir noderīga elektriskām vajadzībām. Šajā kategorijā ietilpst vara un cinka misiņi, un to vadītspēja svārstās no 28 līdz 56 procentiem IAKS. Neticama ir vara milzīgā daudzpusība un spēja veidot noderīgus sakausējumus ar tik daudziem dažādiem metāliem.

Tā kā Cu vadītspēja ir tik augsta, tā spēja pārraidīt siltumu ir arī diezgan augsta. Lai izgatavotu vara sakausējumus ar augstu vadītspēju, ir nepieciešams, lai sakausējumi būtu izturīgi pret pārkaršanu, ja tiem ir elektriskā strāva. Tas ir izšķiroši enerģijas pārvadei, jo lielāks siltums ietekmēs pretestību.

Vara tiek izmantota daudzos veidos, gan fiziski, gan bioloģiski. To izmanto arī lauksaimniecībā kā indi. Vara šķīdumus parasti izmanto kā ķīmisko testu daļu. Ķermenī varam ir būtisks elements, kas nepieciešams enerģijas pārnešanai šūnās. Daži vēžveidīgie kā galveno skābekļa pārvadātāju pat dzelzi izmanto varu.

Vara, protams, tiek izmantota monētu izgatavošanā; vecāki santīmi ir viens piemērs. Patiesībā vairumā monētu tajās ir vismaz nedaudz vara.

Vara pārsvarā tiek izmantota elektroenerģijas pārvadei un piegādei visām jūsu ikdienas lietām. Vara tiek plaši izmantota elektroinstalācijā, celtniecībā, mašīnās, telekomunikācijās, elektropārvades, transporta un citās rūpniecības vajadzībām. To var izmantot kabeļiem, transformatoriem un savienotāju daļām. Vara tiek izmantota arī datoros un mikroshēmās.

Pieaugot ilgtspējīga enerģijas tirgum, pieaug arī pieprasījums pēc vara. Varš ir ļoti noderīgs daudzās jomās, un to var arī atkārtoti pārstrādāt. Tāpēc tā ir atjaunojamo energoresursu sistēmu galvenā sastāvdaļa. Faktiski saules, vēja un elektrisko transportlīdzekļu rūpniecība paļaujas uz varu, lai tos savienotu ar elektrotīklu. Elektriskajiem transportlīdzekļiem ir nepieciešams daudz vairāk vara nekā ar gāzi darbināmiem transportlīdzekļiem. Vara augstā vadītspēja padara to ļoti efektīvu. Šķiet piemēroti, ka vecākais cilvēku izmantotais metāls turpinās piedāvāt priekšrocības arī nākotnē.