1. शुद्ध तांबे की चालकता तापमान के साथ कैसे बदलती है
शुद्ध तांबे की विद्युत चालकता तापमान के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होती है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, तांबे के परमाणुओं की थर्मल गति तेज हो जाती है, जिससे मुक्त इलेक्ट्रॉनों का बिखराव बढ़ जाता है और इसलिए चालकता कम हो जाती है।
कमरे के तापमान (20 डिग्री) पर, शुद्ध तांबे में अत्यधिक उच्च चालकता होती है।
जब तापमान बढ़ता है, तो चालकता लगभग रैखिक रूप से कम हो जाती है।
जब तापमान गिरता है, तो चालकता काफी बढ़ जाती है।
शुद्ध तांबे के लिए प्रतिरोध का तापमान गुणांक लगभग 0.00393 प्रति डिग्री है। इसका मतलब यह है कि तापमान में प्रत्येक 1 डिग्री की वृद्धि के लिए, तांबे का प्रतिरोध लगभग 0.393% बढ़ जाता है, और चालकता तदनुसार कम हो जाती है।
अत्यंत कम तापमान पर, जैसे कि क्रायोजेनिक वातावरण में, शुद्ध तांबा लगभग अतिचालकता जैसी चालकता प्रदर्शित करता है। इसके गलनांक के करीब उच्च तापमान वाली स्थितियों में, चालकता बहुत कम स्तर तक गिर जाती है। तापमान और चालकता के बीच यह नकारात्मक सहसंबंध विद्युत डिजाइन में माना जाने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है, विशेष रूप से उच्च धारा वाले केबलों, ट्रांसफार्मर और विद्युत संपर्कों के लिए जो ऑपरेशन के दौरान गर्मी उत्पन्न करते हैं।
2. शुद्ध तांबे की चालकता और प्रतिरोधकता
20 डिग्री पर, शुद्ध तांबे के मानक विद्युत गुणों को निम्नानुसार परिभाषित किया गया है:
विद्युत प्रतिरोधकता: 1.7241 × 10⁻⁸ Ω·m
यह उच्च शुद्धता वाले तांबे के लिए अंतरराष्ट्रीय स्तर पर स्वीकृत मानक मूल्य है।
विद्युत चालकता: लगभग 58.0 MS/m (मेगासिमेंस प्रति मीटर)
IACS चालकता: 100% IACS
IACS (इंटरनेशनल एनील्ड कॉपर स्टैंडर्ड) धातु उद्योग में चालकता व्यक्त करने के लिए सबसे आम इकाई है। परिभाषा के अनुसार, मानक पूर्णतः एनील्ड शुद्ध तांबा 100% IACS के बराबर होता है। यह मान अन्य सभी प्रवाहकीय सामग्रियों के लिए संदर्भ के रूप में कार्य करता है। उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम लगभग 61-62% IACS है, जबकि पीतल केवल 20-30% IACS है।
ये मान 99.95% से अधिक शुद्धता वाले उच्च -शुद्धता वाले तांबे पर लागू होते हैं। अशुद्धियों की थोड़ी मात्रा भी चालकता को कम कर देगी और प्रतिरोधकता को बढ़ाएगी।
3. विभिन्न शुद्ध तांबे के ग्रेडों के बीच चालकता अंतर
शुद्ध तांबे के कई सामान्य ग्रेड हैं, और उनकी चालकता में अंतर अपेक्षाकृत छोटा है लेकिन सटीक अनुप्रयोगों में ध्यान देने योग्य है।
इलेक्ट्रोलाइटिक टफ पिच कॉपर (ईटीपी Cu, C11000)
सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, शुद्धता लगभग 99.90%। चालकता: 97%-100% IACS
केबल, बसबार, मोटर और सामान्य विद्युत घटकों में उपयोग किया जाता है।
ऑक्सीजन-मुक्त कॉपर (ओएफसी/सी10100)
शुद्धता 99.99% से ऊपर, बहुत कम ऑक्सीजन सामग्री। चालकता: 100%-101.5% IACS
ईटीपी कॉपर से थोड़ा अधिक, उच्च आवृत्ति उपकरणों, वैक्यूम इलेक्ट्रॉनिक्स और सटीक कंडक्टरों में उपयोग किया जाता है।
फॉस्फोरस डीऑक्सीडाइज़्ड कॉपर (DHP Cu, C12200)
फॉस्फोरस से डीऑक्सीडाइज़्ड, वेल्डिंग और टांकने के लिए अच्छा। चालकता: 85%-90% IACS
फॉस्फोरस सामग्री के कारण ईटीपी और ऑक्सीजन से कम मुक्त तांबा, उच्च दक्षता वाले कंडक्टरों के बजाय मुख्य रूप से पाइप, हीट एक्सचेंजर्स और प्लंबिंग घटकों में उपयोग किया जाता है।
सारांश:
ऑक्सीजन मुक्त तांबे में उच्चतम चालकता होती है।
ईटीपी कॉपर 100% आईएसीएस के करीब है और लागत प्रभावी है।
फॉस्फोरस - डीऑक्सीडाइज़्ड तांबे में स्पष्ट रूप से कम चालकता होती है लेकिन बेहतर प्रसंस्करण क्षमता होती है।
सामान्य विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए, ईटीपी कॉपर पर्याप्त है। केवल उच्च{{1}सटीकता, उच्च{{2}आवृत्ति, या अति{{3}निम्न{{4}तापमान वाले वातावरण में ही ऑक्सीजन{{5}मुक्त तांबा आवश्यक है।
