خواص الکتریکی مس خالص

رسانایی الکتریکی مس خالص به دما بسیار حساس است. با افزایش دما، حرکت حرارتی اتم‌های مس تشدید می‌شود که باعث افزایش پراکندگی الکترون‌های آزاد و در نتیجه کاهش رسانایی می‌شود.

در دمای اتاق (20 درجه)، مس خالص رسانایی بسیار بالایی دارد.

هنگامی که دما افزایش می یابد، رسانایی تقریباً خطی کاهش می یابد.

هنگامی که دما کاهش می یابد، هدایت به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

ضریب دمایی مقاومت برای مس خالص تقریباً 0.00393 در هر درجه است. این بدان معناست که به ازای هر 1 درجه افزایش دما، مقاومت مس حدود 0.393 درصد افزایش می یابد و رسانایی نیز به همین نسبت کاهش می یابد.

در دماهای بسیار پایین، مانند یک محیط برودتی، مس خالص رسانایی تقریباً ابررسانایی-از خود نشان می‌دهد. در شرایط دمایی بالا، نزدیک به نقطه ذوب، رسانایی به سطح بسیار پایینی کاهش می یابد. این همبستگی منفی بین دما و رسانایی یک عامل کلیدی است که در طراحی الکتریکی در نظر گرفته می‌شود، به‌ویژه برای کابل‌ها، ترانسفورماتورها و کنتاکت‌های الکتریکی که در حین کار گرما تولید می‌کنند{4}.

در دمای 20 درجه، خواص الکتریکی استاندارد مس خالص به شرح زیر تعریف می شود:

مقاومت الکتریکی: 1.7241 × 10⁻8 Ω·m

این مقدار استاندارد بین المللی پذیرفته شده برای مس-با خلوص بالا است.

هدایت الکتریکی: تقریباً 58.0 MS/m (مگازیمن بر متر)

رسانایی IACS: 100% IACS

IACS (استاندارد بین المللی مس آنیل شده) رایج ترین واحد برای بیان رسانایی در صنعت فلز است. طبق تعریف، مس خالص کاملاً آنیل شده استاندارد برابر با 100٪ IACS است. این مقدار به عنوان مرجع برای سایر مواد رسانا عمل می کند. به عنوان مثال، آلومینیوم حدود 61-62٪ IACS است، در حالی که برنج تنها 20-30٪ IACS است.

این مقادیر برای مس با خلوص بالا-با خلوص بالای 99.95% اعمال می‌شود. حتی مقادیر کمی از ناخالصی ها باعث کاهش رسانایی و افزایش مقاومت می شود.

چندین درجه متداول از مس خالص وجود دارد و تفاوت رسانایی آنها نسبتاً کم است اما در کاربردهای دقیق قابل توجه است.

مس پیچ سخت الکترولیتی (ETP Cu, C11000)

پرکاربردترین، خلوص حدود 99.90٪. رسانایی: 97٪ - 100٪ IACS

در کابل ها، شینه ها، موتورها و قطعات الکتریکی عمومی استفاده می شود.

اکسیژن-مس آزاد (OFC / C10100)

خلوص بالاتر از 99.99٪، محتوای اکسیژن بسیار کم. رسانایی: 100٪ - 101.5٪ IACS

کمی بالاتر از مس ETP، در دستگاه‌های با فرکانس بالا-، الکترونیک خلاء و رساناهای دقیق استفاده می‌شود.

مس بدون اکسید فسفر (DHP Cu, C12200)

اکسید زدایی شده با فسفر، برای جوشکاری و لحیم کاری مناسب است. رسانایی: 85٪ - 90٪ IACS

کمتر از ETP و مس بدون اکسیژن-به دلیل محتوای فسفر، عمدتاً در لوله‌ها، مبدل‌های حرارتی و اجزای لوله‌کشی به جای رساناهای با راندمان بالا استفاده می‌شود.

مس آزاد{0}}اکسیژن بالاترین رسانایی را دارد.

مس ETP نزدیک به 100٪ IACS و مقرون به صرفه است.

فسفر{0}}مس اکسید زدایی شده آشکارا هدایت کمتری دارد اما پردازش پذیری بهتری دارد.

برای کاربردهای عمومی الکتریکی و الکترونیکی، مس ETP کافی است. فقط در محیط‌های با-دقت،-بالا-فرکانس{2}}یا فوق{3}}دما{4}}درجه حرارت بالا، مس آزاد-اکسیژن لازم است.