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Elektrische Leitfähigkeit von Kupfer. Kupfer: charakteristisch

Электрическая проводимость меди напрямую зависит von der Anwesenheit verschiedener Verunreinigungen in diesem Metall. Selbst wenn eine kleine Menge Arsen und Antimon zugesetzt wird, tritt ein starker Abfall des Wertes der elektrischen Leitfähigkeit auf. Es hat jedoch keinen signifikanten Einfluss auf diese physikalische Größe Blei, Tellur, Selen, Arsen.

elektrische Leitfähigkeit von Kupfer

Merkmale des Konzepts

Die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer ist nicht viel geringer als die von Silber, weshalb dieses Metall in der modernen Elektrotechnik gefragt ist.

Diese physikalische Größe ist ein Merkmal der Fähigkeit eines Stoffes, elektrischen Strom zu leiten. Es ist in direktem Verhältnis mit dem spezifischen elektrischen Widerstand des Metalls verbunden.

Elektrischer Kupferwiderstand in Ohm mm2/ m hat eine Temperatur von 20 Grad 0,017. Im Zahlenwert ist dies nur geringfügig weniger als Silber.

Электрическая проводимость меди является Der Wert, der inverse Widerstand, wird verwendet, um die elektrischen Eigenschaften dieses Metalls zu charakterisieren. Verwenden Sie zur Messung Siemens entsprechend 1 / Ohm.

Kupferbeständigkeit

Kupferproduktion

Da Kupfer Strom leitet, gibt esverschiedene Methoden zur Herstellung dieses Metalls. Halbleiterkupfer wird derzeit durch galvanische Reinigung von Barren in speziellen Elektrolytbädern gewonnen. Die meisten in der Elektroindustrie verwendeten Kupferprodukte werden durch Walzen, Ziehen und Pressen hergestellt.

Erstellen Sie beim Zeichnen Drähte mit einem Durchmesser von nicht mehr als 0,005 mm, dünne Folie und Klebeband bis zu 0,1 mm.

Kupferverkabelung ist nicht nur beim Bau von Mehrfamilienhäusern und Büroräumen, sondern auch beim privaten Bau gefragt.

Kupferwiderstandskoeffizient

Interessante Informationen

Dieses Metall kommt in der Natur häufig in Form von vorgroße Nuggets. Schon in der Antike stellten die Menschen daraus Schmuck, Geschirr und Waffen her. Die Nachfrage nach Kupfer erklärt sich aus der einfachen Verarbeitung sowie der Verbreitung in der Natur.

Zunächst wird der Prozess der Metallextraktion aus seinerDie Verbindungen waren ziemlich primitiv und bestanden darin, Kupfererz über einem Feuer zu erhitzen und anschließend schnell abzukühlen. Eine solche Verarbeitung führte zum Knacken von Erzstücken, wodurch die Menschen das Metall selbst extrahieren konnten.

Mit der Verbesserung der technologischenMetallerzverarbeitungsprozesse begannen, Lagerfeuer mit Luft zu versorgen, um die Erwärmungstemperatur der natürlichen Verbindung zu erhöhen. Allmählich wurde der Prozess in speziellen Designs durchgeführt, die zu Prototypen moderner Schachtöfen wurden.

Die Ergebnisse archäologischer Ausgrabungen zeigen, dass Kupferprodukte bereits im 10. Jahrtausend v. Chr. Verwendet wurden.

Naturstoffe

Kupferdrähte für die Verkabelung derzeithergestellt aus verschiedenen Arten von Erzen, die in der Natur verbreitet sind. Beispielsweise überschreitet in der Zusammensetzung von Bornit - etwa 65 Prozent des Metalls, in Chalkosin - bis zu 80% und in Kupferpyrit (Chalkopyrit) die Kupfermenge 30 Prozent nicht.

Kupferwiderstand in Ohm

Physikalische Eigenschaften

Die hohe elektrische Leitfähigkeit von Kupfer beträgteine der wichtigsten Eigenschaften dieses Metalls. Seine Farbe ändert sich von blassrosa zu tiefrot. Kupfer ist ein Übergangsmaterial mit hoher thermischer und elektrischer Leitfähigkeit.

Die lineare Wärmeausdehnung dieses Metalls beträgt 0,00000017 Einheiten. Kupferprodukte haben eine Zugfestigkeit von 22 kg⋅s / mm2. Das spezifische Gewicht des Metalls beträgt 8,94 g / cm3Brinellhärte - 35 kgf / mm2. Unter den wichtigen physikalischen Eigenschaften dieses Metalls sollte ein Elastizitätsmodul von 132.000 mN / m angegeben werden2.

Einzigartig sind auch die magnetischen Eigenschaften dieses Metalls, das eine vollständig diamagnetische Substanz ist.

Der Temperaturwiderstandskoeffizient von Kupfer bei Raumtemperatur beträgt 4,3 α (10-3/ K).

Leitfähigkeit, Duktilität machten diesMetall, das bei der Herstellung verschiedener Elemente für die Elektrotechnik benötigt wird. Aluminium hat ähnliche physikalische Eigenschaften und ist daher ein Rohstoff für die Herstellung von Kabeln und Drähten in der modernen Elektrotechnik.

Kupfer leitet Strom

Chemische Eigenschaften

Kupferbeständigkeit, die Fähigkeit eines bestimmten Metallsleitender elektrischer Strom wird durch die Strukturmerkmale des Atoms dieses chemischen Elements erklärt. Kupfer befindet sich in einer seitlichen Untergruppe der ersten Gruppe des Periodensystems, ist ein d-Element.

Kupferwiderstand ist mit Elektronen verbunden,befindet sich auf der externen Energieebene. Die strukturellen Merkmale erklären auch die spezifischen chemischen Eigenschaften dieses Metalls. Kupfer ist bei niedriger Luftfeuchtigkeit eine ziemlich inerte Substanz und weist keine hohe chemische Aktivität auf.

Wenn Kupferprodukte unter Bedingungen hoher Luftfeuchtigkeit und Anwesenheit von Kohlendioxid verwendet werden, wird Metall oxidiert.

Auf der Oberfläche des Produkts erscheint grünlichein Film aus Carbonat und Kupferhydroxid (2) sowie eine Vielzahl von Schwefelverbindungen. Dieser Film heißt Patina und schützt das Produkt vor nachfolgender chemischer Zerstörung.

Mit zunehmendem Temperaturwert kommt es zur Bildung von Kupferablagerungen (Oxiden), die die elektrische Leitfähigkeit negativ beeinflussen.

Kupfer interagiert leicht mit Elementen, die zur Halogen-Untergruppe gehören.

Wenn Schwefeldampf in das Metall eingeführt wird, wird eine Zündung beobachtet. Kupfer ist selbst bei erhöhten Temperaturen gegenüber Stickstoff, Wasserstoff und Kohlenstoff inert.

Aus technischer Sicht ist die Wechselwirkung dieses Metalls mit Eisensalzen von Interesse, was zu seiner Reduktion führt. Diese chemische Eigenschaft ermöglicht es Ihnen, Kupferspritzen von Produkten zu entfernen.

Kupfer bildet eine Vielzahl komplexer Verbindungen, die hochbeständig sind.

Kupferverkabelung

Anwendungsgebiete

Die Verwendung dieses Metalls ist mit seinem hohen verbundenelektrische Leitfähigkeit. Zum Beispiel wird ein Kabel von ihm gelöst. Kupfer hat einen geringen Widerstand, einzigartige magnetische Eigenschaften und eine einfache mechanische Verarbeitbarkeit. Daher ist es in der technischen Kommunikation und in Bürogebäuden gefragt. Die Fähigkeit, Wärme zu leiten, ermöglicht die Verwendung dieses Materials zur Herstellung von Wärmerohren, Kühlsystemen und Luftheizung.

Kupfer ist das Material, für das man unverzichtbar istdie Herstellung von Kühlern zur Senkung der Temperatur von PCs. Metallstrukturen, die Kupferelemente enthalten, weisen ein geringes Gewicht und hervorragende dekorative Eigenschaften auf und eignen sich daher zur Verwendung in der Architektur und zur Herstellung einer Vielzahl von dekorativen Elementen im Innenraum sowie zur Herstellung elektrischer Drähte.

Leiterfunktionen

Um das Wesen der Elektrik zu verstehenLeitfähigkeit, auf die Eigenschaften von Leitern eingehen. Dazu gehören Materialien, die elektrischen Strom leiten können. Kupfer gehört zu den Leitern der ersten Art, da mit zunehmender Temperatur die elektrische Leitfähigkeit abnimmt. Die Qualität des Leitermaterials wird durch mechanische, thermische und elektrische Eigenschaften beeinflusst. Für ein Metall wie Kupfer haben alle diese Indikatoren gute Werte, wodurch das Metall in verschiedenen Bereichen der Elektrotechnik gefragt ist.

Die Plastizität von Kupfer, die einfache Verarbeitung, die gute Viskosität und die chemische Beständigkeit ermöglichen es Ihnen, verschiedene Arten von Produkten aus diesem Metall für technische Anforderungen herzustellen.

Sorten

Zur Herstellung von Blisterkupferelektrolytische Reduktion von Metall aus einer Kupfersulfatlösung. Für die Funk- und Elektrotechnik ist reines Metall erforderlich. Je nach Prozentsatz der Verunreinigungen gibt es Marken: M0 und M1. Im ersten Fall beträgt der quantitative Gehalt an reinem Metall 99,95 Prozent, bei der zweiten Option 99,9 Prozent.

Unter den wichtigsten physikalischen Eigenschaften, die diese Kupfermarken charakterisieren, stellen wir fest:

  • Dichte 8900 kg / m3;
  • Schmelzpunkt 1083 ° C;
  • hohe mechanische Festigkeit;
  • ausgezeichnete Bearbeitbarkeit;
  • hoher spezifischer Widerstand 1.724110-8 Ohmm

Wenn Verunreinigungen in die Zusammensetzung eines reinen Metalls eingeführt werden, steigt der spezifische Widerstand wesentlich an, während die elektrische Leitfähigkeit abnimmt.

Beispielsweise steigt bei der Einführung von 0,5% Aluminium und Nickel der spezifische Widerstand um 40 Prozent.

Kupferdrähte für die Verkabelung

Fazit

Kupfer unterscheidet sich von anderen Stromleitern durch hohe elektrische Leitfähigkeit und geringen Widerstand, was es in der modernen Elektrotechnik beliebt macht.

Leitende Leiter, Kabel, Folien-Getinaks für Druckgeräte, Bleche, Streifen, Drähte - dies ist keine vollständige Liste der Produkte, die aus Kupfer hergestellt werden.

Neben der weit verbreiteten Verwendung des Metalls selbst werden auch seine Hauptlegierungen verwendet. Zum Beispiel wird Cadmiumbronze verwendet, um Kollektorplatten und elektrische Kontakte herzustellen.

Phosphorbronze wird zur Herstellung von Federn in Geräten und elektronischen Geräten benötigt. Mit einer Mischung aus Kupfer und Beryllium können Sie Klemmen, Gleitkontakte und stromführende Federn herstellen.

Zinnbronze wird Telefon genannt, da daraus der für das Telefonkabel verwendete Draht entsteht.

Streifen und Bleche bestehen aus Kupfer-Zink-Legierungen. Dieses Material hat einen höheren spezifischen elektrischen Widerstand, so dass die Legierung eine große Festigkeit aufweist.

Unter den vielen Verwendungen von Kupfer, speziellDer Wert ist die Elektroindustrie. Aus diesem Metall werden elektrische Drähte mit verschiedenen Durchmessern und Größen hergestellt, die für die Herstellung moderner Elektro- und Funkgeräte mit höchster Genauigkeit geeignet sind. Um die elektrische Leitfähigkeit zu erhöhen, überwachen die Ingenieure die Reinheit des Metalls und verhindern das Eindringen zusätzlicher Verunreinigungen.

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