1. Como a condutividade do cobre puro muda com a temperatura
A condutividade elétrica do cobre puro é altamente sensível à temperatura. À medida que a temperatura aumenta, o movimento térmico dos átomos de cobre se intensifica, o que aumenta a dispersão dos elétrons livres e, portanto, reduz a condutividade.
À temperatura ambiente (20 graus), o cobre puro tem condutividade extremamente alta.
Quando a temperatura aumenta, a condutividade diminui quase linearmente.
Quando a temperatura cai, a condutividade aumenta significativamente.
O coeficiente de temperatura de resistência do cobre puro é de aproximadamente 0,00393 por grau. Isto significa que para cada aumento de 1 grau na temperatura, a resistência do cobre aumenta cerca de 0,393% e a condutividade diminui proporcionalmente.
Em temperaturas extremamente baixas, como em um ambiente criogênico, o cobre puro apresenta uma condutividade quase supercondutora-semelhante. Em condições de alta-temperatura próximas ao seu ponto de fusão, a condutividade cai para um nível muito baixo. Essa correlação negativa entre temperatura e condutividade é um fator-chave considerado no projeto elétrico, especialmente para cabos-de alta corrente, transformadores e contatos elétricos que geram calor durante a operação.
2. Condutividade e resistividade do cobre puro
A 20 graus, as propriedades elétricas padrão do cobre puro são definidas da seguinte forma:
Resistividade elétrica: 1,7241 × 10⁻⁸ Ω·m
Este é o valor padrão aceito internacionalmente para cobre de alta-pureza.
Condutividade elétrica: Aproximadamente 58,0 MS/m (megasiemens por metro)
Condutividade IACS: 100% IACS
IACS (International Annealed Copper Standard) é a unidade mais comum para expressar condutividade na indústria metalúrgica. Por definição, o cobre puro padrão totalmente recozido é igual a 100% IACS. Este valor serve de referência para todos os outros materiais condutores. Por exemplo, o alumínio tem cerca de 61–62% IACS, enquanto o latão tem apenas 20–30% IACS.
Esses valores se aplicam ao cobre de alta-pureza com pureza acima de 99,95%. Mesmo pequenas quantidades de impurezas diminuirão a condutividade e aumentarão a resistividade.
3. Diferenças de condutividade entre diferentes tipos de cobre puro
Existem vários tipos comuns de cobre puro e suas diferenças de condutividade são relativamente pequenas, mas perceptíveis em aplicações de precisão.
Cobre de passo resistente eletrolítico (ETP Cu, C11000)
Mais amplamente utilizado, pureza de cerca de 99,90%. Condutividade: 97% –100% IACS
Utilizado em cabos, barramentos, motores e componentes elétricos em geral.
Oxigênio-Cobre Livre (OFC / C10100)
Pureza acima de 99,99%, teor de oxigênio muito baixo. Condutividade: 100% –101,5% IACS
Um pouco mais alto que o cobre ETP, usado em dispositivos de alta-frequência, eletrônicos a vácuo e condutores de precisão.
Cobre desoxidado com fósforo (DHP Cu, C12200)
Desoxidado com fósforo, bom para soldagem e brasagem. Condutividade: 85%–90% IACS
Menor que ETP e cobre{0}}livre de oxigênio devido ao teor de fósforo, usado principalmente em tubos, trocadores de calor e componentes de encanamento, em vez de condutores de alta{1}}eficiência.
Resumindo:
O cobre-sem oxigênio tem a maior condutividade.
O cobre ETP é quase 100% IACS e-com boa relação custo-benefício.
O cobre-desoxidado com fósforo tem obviamente menor condutividade, mas melhor processabilidade.
Para aplicações elétricas e eletrônicas gerais, o cobre ETP é suficiente. Somente em ambientes de alta-precisão, alta-frequência ou ultra{3}}baixa-temperatura é necessário o cobre-isento de oxigênio.
