Cultura y ciencia

¿Qué es la conductividad del cobre?

Escrito por phil sanderson | Traducido por felipe builes
¿Qué es la conductividad del cobre?

El cobre es un conductor

copper cable image by Witold Krasowski from Fotolia.com

Cuando se tiene en cuenta la usabilidad de cualquier metal, se debe tomar en cuenta su conductividad. La conductividad en realidad consta de dos propiedades, eléctricas y térmicas (calor). Aunque el cobre ha sido valorado por sus excelentes propiedades de conductividad eléctrica y térmica, también se deben considerar otros factores, como la fuerza, la resistencia a la corrosión, y la maleabilidad. Las soluciones a los problemas planteados por estas consideraciones pueden afectar la conductividad.

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Conductividad eléctrica

Keytometals.com establece que el electrolítico de tono duro (ETP, por sus siglas en inglés) del cobre, el material preferido para transportar corriente, tiene un grado de conductividad de 101 por ciento de IACS (siglas en inglés del Estándar Internacional del Cobre Recocido) en temple suave con una resistencia a la tracción de 220 MPa (megapascales, una unidad de esfuerzo), y 97 por ciento en temple ondulado en 345 a 380 MPa de resistencia a la tracción. Bajo el estándar, la conductividad se expresa como un porcentaje de la norma. El cien por ciento de IACS representa una conductividad de 58 megasiemens por metro (MS / m), lo que equivale a una resistencia de 1/58 ohmios por metro de cable de un milímetro cuadrado de sección transversal. El ETP es del 99,9 por ciento de cobre y 0,04 por ciento de oxígeno. Un megapascal es igual a 10 bares o aproximadamente 145,038 libras por pulgada cuadrada (10,19 kilogramo fuerza por centímetro cuadrado).

Conductividad térmica

La transferencia de calor conductiva se calcula usando la ley de Fourier, es decir, q = k Un dT / s, donde q es igual a calor transferido por unidad de tiempo (vatios o unidades térmicas británicas [BTU] por hora), A es igual a área de transferencia de calor (metros cuadrado o pies cuadrado), 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 horarios grados Fahrenheit tiempos metros cuadrados divididos en pies]), dT es igual a la diferencia de temperatura a través del material (en grados Kelvin o grados centígrados o grados Fahrenheit), y s es igual espesor del material (metros o pies). Por lo tanto, 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

Sólo la plata es un mejor conductor de electricidad que el cobre. La resistencia a la corrosión, la maquinabilidad, las características de fatiga, la maleabilidad, la capacidad de conformación y la fuerza son otros factores considerados en aplicaciones del metal. El cobre ha sido preferido sobre plata para aplicaciones eléctricas debido al relativo alto costo y a la velocidad de corrosión de la plata. Para mejorar las características distintas de la conductividad, el cobre es aleado con otros metales. La dilución del cobre a partir de su estado puro provoca una rápida disminución de su poder conductor. El latón y el bronce, que son 60 a 80 por ciento de cobre, tienen calificaciones de conductividad de 25 a 50 por ciento de IACS.

Consideraciones de diseño

El uso de cobre y el grado o la selección de material a ser aleados están sujetos a las consideraciones de rendimiento significativas, donde la fuerza y la no maleabilidad son compensaciones contra la conductividad. Una consideración de diseño entra cuando la disminución de la conductividad es aceptable.

El futuro

Con mayor énfasis en el uso eficiente de la energía, la industria de la energía ha estado buscando mejores materiales conductores para ambientes normales, mientras que la búsqueda de superconductores continúa.

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