الخواص الكهربائية للنحاس النقي

الموصلية الكهربائية للنحاس النقي حساسة للغاية لدرجة الحرارة. مع ارتفاع درجة الحرارة، تشتد الحركة الحرارية لذرات النحاس، مما يزيد من تشتت الإلكترونات الحرة وبالتالي يقلل من التوصيلية.

في درجة حرارة الغرفة (20 درجة)، يتمتع النحاس النقي بموصلية عالية للغاية.

عندما ترتفع درجة الحرارة، تنخفض الموصلية بشكل خطي تقريبًا.

عندما تنخفض درجة الحرارة، تزداد الموصلية بشكل ملحوظ.

يبلغ معامل درجة الحرارة للمقاومة للنحاس النقي حوالي 0.00393 لكل درجة. وهذا يعني أنه مقابل كل زيادة بمقدار درجة واحدة في درجة الحرارة، تزداد مقاومة النحاس بحوالي 0.393%، وتنخفض الموصلية وفقًا لذلك.

في درجات الحرارة المنخفضة للغاية، كما هو الحال في البيئة المبردة، يُظهر النحاس النقي موصلية فائقة تقريبًا-مثل الموصلية. في ظروف درجة الحرارة المرتفعة-التي تقترب من نقطة الانصهار، تنخفض الموصلية إلى مستوى منخفض جدًا. يعد هذا الارتباط السلبي بين درجة الحرارة والموصلية عاملاً أساسيًا في التصميم الكهربائي، خاصة بالنسبة للكابلات والمحولات والوصلات الكهربائية ذات التيار العالي- التي تولد الحرارة أثناء التشغيل.

عند درجة 20، يتم تحديد الخواص الكهربائية القياسية للنحاس النقي على النحو التالي:

المقاومة الكهربائية: 1.7241 × 10⁻⁸ أوم·م

هذه هي القيمة القياسية المقبولة عالميًا للنحاس-عالي النقاء.

الموصلية الكهربائية: حوالي 58.0 مللي ثانية/م (ميجا سيمنز لكل متر)

موصلية IACS: 100% IACS

IACS (المعيار الدولي للنحاس الملدن) هو الوحدة الأكثر شيوعًا للتعبير عن الموصلية في صناعة المعادن. حسب التعريف، معيار النحاس النقي الملدن بالكامل يساوي 100% IACS. هذه القيمة بمثابة مرجع لجميع المواد الموصلة الأخرى. على سبيل المثال، يحتوي الألومنيوم على حوالي 61-62% من IACS، بينما يحتوي النحاس على 20-30% فقط من IACS.

تنطبق هذه القيم على-النحاس عالي النقاء بنسبة نقاء أعلى من 99.95%. حتى الكميات الصغيرة من الشوائب سوف تقلل من الموصلية وتزيد من المقاومة.

هناك عدة درجات شائعة من النحاس النقي، واختلافات الموصلية الخاصة بها صغيرة نسبيًا ولكنها ملحوظة في التطبيقات الدقيقة.

نحاس ذو درجة صلبة إلكتروليتية (ETP Cu، C11000)

الأكثر استخدامًا، درجة النقاء حوالي 99.90%. الموصلية: 97%-100% IACS

تستخدم في الكابلات وقضبان التوصيل والمحركات والمكونات الكهربائية العامة.

الأكسجين-النحاس الحر (OFC / C10100)

نقاء أعلى من 99.99%، محتوى أكسجين منخفض جدًا. الموصلية: 100%-101.5% IACS

أعلى قليلاً من النحاس ETP، ويستخدم في الأجهزة-عالية التردد، والإلكترونيات الفراغية، والموصلات الدقيقة.

النحاس المؤكسد الفوسفور (DHP Cu، C12200)

مزيل الأكسدة بالفوسفور، جيد للحام والنحاس. الموصلية: 85%-90% IACS

أقل من ETP والنحاس الخالي من الأكسجين-بسبب محتواه من الفوسفور، والذي يستخدم بشكل رئيسي في الأنابيب والمبادلات الحرارية ومكونات السباكة بدلاً من الموصلات عالية الكفاءة-.

يتمتع النحاس الخالي من الأكسجين-بأعلى موصلية.

إن نحاس ETP قريب من IACS بنسبة 100% و-فعال من حيث التكلفة.

من الواضح أن الفوسفور-النحاس غير المؤكسد يتميز بموصلية أقل ولكن قابلية معالجة أفضل.

بالنسبة للتطبيقات الكهربائية والإلكترونية العامة، يعد النحاس ETP كافيًا. فقط في البيئات ذات درجات الحرارة العالية-والترددات العالية-والبيئات-المنخفضة جدًا-يعد النحاس الخالي من الأكسجين ضروريًا.