Cuando se considera la usabilidad de cualquier metal, se debe tener en cuenta la conductividad. La conductividad realmente consiste en dos propiedades, eléctrica y térmica (calor). Aunque el cobre ha sido valorado durante mucho tiempo por sus excelentes propiedades de calor y conductividad eléctrica, también se deben considerar otros factores, como la resistencia, la resistencia a la corrosión y la maleabilidad. Las soluciones a problemas planteados por esas consideraciones pueden afectar la conductividad.
Conductividad eléctrica
Keytometals.com afirma que el cobre electrolítico de paso duro (ETP), el material preferido para los miembros que llevan corriente, tiene una conductividad calificación de 101 por ciento de IACS (International Annealed Copper Standard) en temple suave con 220 MPa (megapascales, una unidad de tensión) resistencia a la tracción, y 97 por ciento en templado laminado de primavera a 345 a 380 MPa de resistencia a la tracción. Según el estándar, la conductividad se expresa como un porcentaje del estándar. El ciento por ciento de IACS representa una conductividad de 58 megasiemens por metro (MS /m), equivalente a una resistividad de 1/58 ohm por metro para un cable de un milímetro cuadrado en sección transversal. ETP es 99.9 por ciento de cobre y 0.04 por ciento de oxígeno. Una megapascal equivale a 10 barras o aproximadamente 145.038 libras por pulgada cuadrada.
Conductividad térmica
La transferencia de calor conductiva se calcula usando la Ley de Fourier, es decir q = k A dT /s, donde q es igual a calor transferido por unidad de tiempo (vatios o unidades térmicas británicas [BTU] por hora), A es igual al área de transferencia de calor (metros cuadrados o pies cuadrados), k es igual a la conductividad térmica del material (vatios por metro por grados Kelvin o vatios por metro por grados centígrados , o Btu por [hora multiplicada por Fahrenheit veces pies cuadrados divididos por pies]), dT es igual a la diferencia de temperatura en todo el material (en Kelvin o grados centígrados o grados Fahrenheit), ys es igual al grosor del material (metros o pies). Entonces, el cobre a 25, 125 y 225 grados centígrados tiene una conductividad térmica de 401,000, 400,000 y 398,000 vatios por metro Kelvin, respectivamente.
Conductividad y otras consideraciones
Solo la plata es una mejor conductor eléctrico que el cobre. Resistencia a la corrosión, maquinabilidad, características de fatiga, maleabilidad, conformabilidad y resistencia son otros factores considerados en las aplicaciones de metal. El cobre se ha preferido a la plata para aplicaciones eléctricas debido al gasto relativo de plata y la velocidad a la que se corroe la plata. Para mejorar características distintas de la conductividad, el cobre se alea con otros metales. La dilución del cobre desde su estado puro causa un rápido declive en su poder de conducción. Los latones y bronces, que tienen 60 a 80 por ciento de cobre, tienen índices de conductividad de 25 a 50 por ciento IACS.
Consideraciones de diseño
El uso de cobre y la extensión o selección del material a alear están sujetas a considerables consideraciones de rendimiento, donde la resistencia y la no maleabilidad son compensaciones frente a la conductividad. Una consideración de diseño se convierte en si la conductividad disminuida es aceptable.
The Future
Con un énfasis creciente en el uso eficiente de la energía, la industria de la energía ha estado buscando materiales conductores mejorados para entornos normales, mientras que el busca superconductores continúa.
