La maggior parte dei prodotti a base di rame viene utilizzata nei componenti del sistema elettrico, inclusi cavi e motori. In questo pezzo, parliamo se il rame può condurre o meno elettricità.
Una materia con un'eccellente conduttività elettrica è il rame. La materia deve combattere la resistenza per ottenere una quantità significativa di corrente elettrica che scorre da una fonte di alimentazione. Poiché il rame ha un intervallo di resistenza limitato, una maggiore conduttività elettrica si traduce in un intervallo di resistività ridotto.
Poiché il rame ha un'eccellente conduttività elettrica e termica e la capacità di essere formato in fili, viene utilizzato in un'ampia varietà di dispositivi elettrici. Continuiamo a parlare della capacità del rame di condurre elettricità in questo articolo.
Perché il rame conduce l'elettricità?
Il simbolo del rame è Cu. Vediamo perché il rame conduce l'elettricità.
Il rame conduce elettricità poiché è un metallo che ha elettroni liberi che sono liberi di viaggiare all'interno così come la superficie del metallo. Il rame ha la proprietà di un'elevata conduttività dell'elettricità.
Proprietà del rame
L'elemento rame infatti non è magnetico. Analizziamo più in dettaglio le proprietà del rame.
- Il rame ha una massa atomica di 63.546 u e un numero atomico di 29.
- Il rame appena esposto è di un colore arancione roseo.
- Oltre ad essere duttile, malleabile e ad avere una forte conduttività termica ed elettrica, il rame è un metallo.
- Il rame diventa verde a causa di una reazione di ossidazione.
- Il rame ha una configurazione elettronica di [Ar] 3d104s1.
- Il rame ha una densità di 8.96 grammi per centimetro cubo quando è solido.
- Il rame ha un punto di fusione di 1357.77 Kelvin e un punto di ebollizione di 2835 Kelvin, rispettivamente.
- Il rame diventa di colore blu dopo un test di infiammabilità.
- Il raggio covalente del rame è 117.
La conducibilità del rame varia con la temperatura?
L'energia cinetica degli ioni in un conduttore dipende dalla temperatura. Vediamo se la temperatura influisce sulla conducibilità del rame.
La temperatura del rame ha un rapporto direttamente proporzionale con la sua conducibilità, aumenta con l'aumento delle temperature globali e diminuisce con il calo delle temperature. La temperatura ha davvero una conseguenza sulla conduttività del rame metallico.
Credito immagine - wikipedia
Nella foto, il rame appena sopra il suo punto di fusione mantiene il suo colore rosa brillante quando una quantità sufficiente di luce eclissa il colore arancione dell'incandescenza.
Perché il rame è un buon conduttore di calore?
I metalli non reagiscono chimicamente con il calore ma piuttosto fisicamente. Cerchiamo di approfondire ciò che rende il rame un buon conduttore di calore.
Il rame è considerato un eccellente conduttore di calore perché il rame è un elemento chimico con più elettroni liberi rispetto agli altri componenti. La corrente elettrica scorrerà da una regione di un atomo all'altra e viene trasportata da uno qualsiasi di questi elettroni spaiati.
Qual è la resistenza di un filo di rame?
L'ohm, che è definito come un volt per metro, è l'unità SI per la resistenza. Discutiamo solo della resistenza del filo di rame.
La resistenza di un filo di rame può essere espressa come R = ρ L/A. In questa espressione, ρ è espresso come il resistività di rame e il suo valore si attesta a 1.68 10-8 Ω m. Nell'espressione, L sta per la lunghezza del filo; A per la sua area della sezione trasversale e R è la resistenza.
Poiché la densità del flusso elettrico diminuisce con l'aumentare dell'area della sezione trasversale, la resistenza di un filo di rame è inversamente legata alla sua area della sezione trasversale. La riduzione della temperatura del filo comporterà una diminuzione della resistenza poiché la temperatura del filo è direttamente correlata alla temperatura del filo.
Usi del rame come conduttore elettrico
Il rame può essere utilizzato in apparecchiature e dispositivi elettronici perché è un buon conduttore di calore ed elettricità. Parliamo di varie applicazioni del rame come conduttore elettrico.
- Produzione di energia
- Televisione
- Telecomunicazione
- Frigorifero
- Distribuzione dell'energia
- Stampatori di qualsiasi marca
- Stufa
- Macchina da caffè
- Essiccatori
- Frullatore
- Potenza di trasmissione
Come calcolare la conducibilità elettrica del rame?
L'unità SI per la conducibilità elettrica è Siemens per metro. Analizziamo solo come misurare la conduttività elettrica del rame.
- Utilizzando la formula σ = 1/ ρ si determina la conducibilità elettrica del rame (σ); ρ la resistività è qui rappresentata.
- La formula per calcolare la resistività del materiale è ρ = (AR)/L.
- Questa formula ci permette di scrivere l'espressione di conducibilità elettrica come, ρ = L/(RA).
Mentre R è la resistenza dell'oggetto, A è anche la sua superficie e L è la campata di un condotto all'interno del quale le linee elettriche indotte sono parallele per tutta la sua lunghezza. Riporta direttamente la lunghezza del filo e la resistività del rame.
Dichiarazione del problema con soluzione 1
Se la resistività del rame a 25 gradi centigradi è 1.75 10-8 ohm metri, calcolare la quantità netta di resistenza alla corrente continua di un rotolo di 100 metri di fili di rame da 2.7 millimetri quadrati.
Dati dati sono,
La resistività (ρ) del rame a 25 gradi centigradi è 1.75 10-8 ohm metri.
Lunghezza della bobina (L) = 100 metri.
Area della sezione trasversale del conduttore (A) = 2.7 millimetri quadrati = 2.7 × 10-6 metro quadro.
L'espressione per la resistività del rame possiamo scrivere,
R = ρL/A
R = (1.75 × 10-8 ) × 100/2.7 × 10-6
R = 648 ohm metri.
Quindi, la quantità netta di resistenza in corrente continua è 648 ohm metri.
Dichiarazione del problema con soluzione 2
Determina la conducibilità del cavo di cobalto. L'area della sezione trasversale di un cavo lungo circa 25 metri è di circa 1.2 millimetri quadrati. La resistenza del cavo di rame è di 6 ohm.
Dati dati sono,
Resistenza diretta (R) = 5 ohm
Lunghezza del cavo (L) = 25 metri
Area della sezione trasversale del conduttore (A) = 1.2 millimetri quadrati = 1.2 × 10-6 metro quadro
Dall'espressione della resistività del rame possiamo scrivere,
R = ρL/A
Ora disponendo la formula otteniamo,
ρ = L/RA
Mettendo i valori,
ρ = 25/5 × 1.2 × 10-6
ρ = 4 mega – Siemens per metro di lunghezza.
Quindi, la conduttività del cavo di cobalto lo è 4 mega – Siemens per metro di lunghezza.
Conclusione
Questo articolo ha dimostrato la superiore conduttività elettrica del rame. La capacità di un materiale di condurre corrente elettrica è misurata dalla sua conduttività elettrica, nota anche come conduttività specifica. L'elevata conduttività si riferisce alla capacità di un materiale di condurre facilmente l'elettricità, la conduttività del rame varia con la temperatura.
Per saperne di più, leggi Quanto è forte il rame (è malleabile, fragile o duttile?)
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