Qual é a condutividade do cobre?

Você pode conhecer melhor o cobre metálico com moedas mais antigas, que são feitas de cobre e outros metais. Mas o cobre desempenha muitos papéis cruciais em todo o mundo devido às suas propriedades únicas. Uma dessas propriedades é a condutividade, ou capacidade de conduzir eletricidade. A alta condutividade do cobre o torna ideal para fins elétricos.

TL; DR (muito longo; Não li)

O cobre é um metal não precioso de cor vermelho-ouro com alta condutividade elétrica. Na verdade, a condutividade do cobre é tão alta que é considerado o padrão pelo qual outros metais e ligas não preciosos são comparados. A condutividade do cobre é afetada pela adição de outros metais para fazer ligas.

O cobre é um atraente metal vermelho-dourado. É chamado de cobre após a palavra em inglês antigo “coper”, que se originou de “Cyprium aes”, que é a palavra latina para um metal de Chipre. O símbolo atômico do cobre é "Cu" e seu número atômico é 29. O cobre foi o primeiro metal que os humanos trabalharam. Eventualmente, as pessoas descobriram que, se combinassem o cobre com o estanho metálico, poderiam fazer um novo tipo de metal chamado bronze. Isso deu início ao que chamamos de Idade do Bronze, em que a civilização avançou com a ajuda do cobre metálico. O bronze foi usado como moeda e ferramentas que ajudaram a mudar a sociedade.

O cobre é freqüentemente encontrado ao lado do enxofre. Fontes importantes de cobre incluem calcopirita e bornita. O cobre é extraído do minério de sulfeto de cobre minado por fundição e, em seguida, refino por eletrólise.

Uma propriedade útil do cobre é sua ductilidade ou capacidade de ser esticado. O cobre pode ser puxado e torcido, mas não se quebra. Isso o torna ideal para uso como fio. O cobre é um metal maleável, o que significa que pode ser facilmente moldado e manipulado. Como tal, é um pouco macio. Outra propriedade do cobre é sua excelente capacidade de conduzir calor. O cobre não sucumbe à corrosão como alguns outros metais, nem oxida ou enferruja como o ferro. O cobre, de fato, é resistente a muitos compostos orgânicos, e talvez sua propriedade mais valiosa seja sua alta condutividade.

O cobre é um excelente metal para usinagem e união, pois é fácil de moldar e soldar. Além disso, uma propriedade excelente e valiosa do cobre é sua capacidade de ser reciclado. Não importa se a fonte de cobre é de uma mina ou de reciclagem de materiais. Suas muitas propriedades úteis permanecem independentemente de sua fonte.

Ligas são misturas de metais, como a mistura de cobre e estanho para fazer o bronze, que é um metal mais duro que o cobre. As ligas metálicas possuem algumas das mesmas propriedades de seus metais originais, mas também podem revelar-se muito diferentes no comportamento. Misturas de ligas podem afetar a condutividade elétrica de metais, por exemplo. A combinação de vários metais com cobre resulta em características únicas para cada liga. Quando o cobre é combinado com a prata, a liga resultante possui muitas das mesmas características do cobre puro. Mas se o cobre é combinado com o fósforo, a liga resultante se comporta de uma maneira bem diferente.

Diferentes ligas de cobre fornecem diferentes usos. Muitas vezes, as ligas são feitas para fortalecer o cobre ou aumentar suas qualidades de condutividade elétrica.

A condutividade dos metais se refere à capacidade dos metais de conduzir eletricidade. A condutividade pode mudar com a adição de outros metais, como na fabricação de ligas. O metal com maior condutividade é o metal precioso prata. O custo da prata impede que seja economicamente viável para usos elétricos em larga escala. Entre os metais não preciosos, a condutividade do cobre ou do cobre é a mais alta. Isso significa que o cobre pode transportar mais corrente elétrica do que outros metais não preciosos. Na verdade, a condutividade de outros metais não preciosos é comparada ao cobre porque o cobre se tornou o padrão definitivo.

O padrão de condutividade é denominado International Annealed Copper Standard, ou IACS. A porcentagem de IACS de uma substância se refere à sua condutividade elétrica, e a porcentagem de IACS do cobre puro é considerada 100 por cento. Em contraste, a condutividade do alumínio é de 61 por cento IACS. A condutividade do cobre é afetada pela adição de vários metais para formar ligas. Ligas de cobre com teor de cobre superior a 99,3 por cento são chamadas de "Cobre". Algumas ligas contêm porcentagens muito altas de cobre, e essas são chamado de “Altas ligas de cobre”. Embora a porcentagem de cobre afete a condutividade do cobre, é mais afetada pelos tipos de materiais combinado com. Geralmente ocorre uma troca, quando ligas de cobre são feitas para serem mais fortes. Geralmente essas ligas são mais baixas em condutividade.

Cu-ETP (Electronic Touch Pitch) tem 100 por cento IACS e é a designação para o tipo de cobre usado em fios, cabos e barramentos. O cobre fundido, ou Cu-C, é 98 por cento IACS, portanto, também é de alta condutividade. Quando estanho, magnésio, cromo, ferro ou zircônio são adicionados para fazer ligas com cobre, a resistência do metal aumenta, mas sua condutividade cai. Por exemplo, cobre-estanho ou CuSnO.15 tem uma condutividade de cobre tão baixa quanto 64 por cento IACS. Dependendo da função da liga, a condutividade do Cu pode cair consideravelmente. Ainda existem ligas que fornecem boa usinabilidade e alta condutividade combinadas. Exemplos disso incluem ligas de cobre-telúrio (CuTep) e cobre-enxofre (CuSP). Suas condutividades variam de 64 a 98 por cento IACS. Essas ligas são bastante úteis para montagens de semicondutores e pontas de solda por resistência. Às vezes, os materiais à base de cobre requerem alta dureza e resistência com condutividade de cobre moderada; um exemplo é uma mistura de cobre, níquel e silício, que dá uma condutividade de cobre de 45 a 60 por cento IACS. No final da escala de baixa condutividade, latão são ligas de cobre excelentes para fundição. Sua porcentagem de IACS gira em torno de 20. Um exemplo dessas ligas de baixa condutividade de Cu é o cobre-zinco. Às vezes, uma liga balanceada fornece condutividade de cobre baixa a moderada, o que é útil para necessidades elétricas. Latão cobre-zinco se enquadram nesta categoria, e sua condutividade varia de 28 a 56 por cento IACS. A versatilidade absoluta do cobre e sua capacidade de formar ligas úteis com tantos metais diferentes é incrível.

Como a condutividade do Cu é tão alta, sua capacidade de transmitir calor também é bastante alta. A fabricação de ligas de cobre com alta condutividade exige a fabricação de ligas resistentes ao superaquecimento quando transportam corrente elétrica. Isso é crucial na transmissão de energia, pois o calor mais alto afetará a resistência.

O cobre é usado de várias maneiras, tanto física quanto biologicamente. Também é usado na agricultura como um veneno. Soluções de cobre são comumente usadas como parte de testes químicos. No corpo, o cobre desempenha um papel como um elemento essencial necessário para a transferência de energia nas células. Alguns crustáceos até usam cobre em vez de ferro como seu principal transportador de oxigênio.

O cobre é obviamente usado na fabricação de moedas; centavos mais velhos são um exemplo. Na verdade, a maioria das moedas contém pelo menos um pouco de cobre.

O cobre é usado principalmente na transmissão e distribuição de eletricidade para todas as coisas do dia a dia que você usa. O cobre é amplamente utilizado na fiação elétrica, construção, maquinário, telecomunicações, transmissão de energia, transporte e outros usos industriais. Ele pode ser usado para cabos, transformadores e peças de conector. O cobre também é usado em computadores e microcircuitos.

À medida que o mercado de energia sustentável cresce, também cresce a demanda por cobre. O cobre é extremamente útil em muitas áreas e também pode ser reciclado indefinidamente. Portanto, é um componente-chave dos sistemas de energia renovável. Na verdade, as indústrias de veículos solares, eólicos e elétricos dependem do cobre para conectá-los à rede elétrica. Os veículos elétricos requerem muito mais cobre do que os veículos movidos a gás. A alta condutividade do cobre o torna muito eficiente. Parece apropriado que o metal mais antigo usado pelos humanos continue a oferecer benefícios no futuro.