Электропроводность медь: Электротехническая медь, основные характеристики

Медь или Алюминий? — Кабель-провод

Кабель медный или алюминиевый?


Кабели из какого материала лучше подойдут для проведения электричества?

На данный момент большинство электриков отдают предпочтение медной проводке вместо алюминиевой. Почему? В чем плюсы меди и недостатки алюминия?

Со времен Советского Союза вся электро-проводка была алюминиевая, а в современном строительстве таковую уже не встретить. Но чем причина глобальных перемен?

Преимущества медной проводки над алюминиевой


1. Электропроводность

Медь превосходит алюминий по электропроводности. Удельное электрическое сопротивление меди составляет 0,017 Ом*мм2/м в то время, как у алюминия 0,028 Ом*мм2/м. То есть электропроводность алюминия составляет 65% электропроводности меди, поэтому для одной и той же нагрузки алюминиевый провод придется брать сечением на «ступень» выше меди.

Например, необходимо запитать нагрузку в 5 кВт. Для нее нужно будет взять или медный провод сечением 2,5 мм2, например, NYM 3х2,5, или алюминиевый сечением 4 мм2. Так как алюминиевый провод более объемный, то он будет занимать больше места в кабель-каналах, для него потребуется клеммы для розеточных групп крупнее по размеру, чем для медных. Учитывая это, медь удобнее использовать для проводки в доме.

2. Окисление

И медь, и алюминий окисляются в процессе эксплуатации под действием воздуха. Однако у меди окисление происходит значительно медленней, и сама по себе пленка (зеленоватый налет) довольно легко разрушается, поэтому неплохо проводит ток (хотя проходимость немного ухудшается).

У алюминия же окисление происходит гораздо быстрее, а сама оксидная пленка очень плотная и плохо проводит ток. Окисленные соединения на скрутках, сжимах или клеммах чаще всего становятся причиной горения контакта. Удалить оксидную пленку можно кварцево-вазелиновой смазкой, но найти ее в магазинах не так-то просто, да и это дополнительные расходы и время на обслуживание.

3. Механическая прочность

Медный провод более гибкий и прочный, чем алюминиевый. В процессе монтажа жилы приходится изгибать, например, для соединения в распредкоробках и розетках. Медные жилы могут выдержать многоразовое изгибание без повреждения, а вот алюминиевые лишь 5 — 10 изгибаний, а дальше ломаются.

Особые проблемы алюминиевая проводка создает, когда нужно ремонтировать соединения в распредкоробках — старый алюминий уже имеет микротрещины, поэтому при одном неверном движении жила может обломаться и придется снимать часть штукатурки, чтобы вытащить хоть немного провода.

4. Теплопроводность

Данный параметр характеризует способность проводника рассеивать тепло. Чем выше коэффициент теплопроводности, тем лучше металл рассеивает тепло. У меди коэффициент теплопроводности составляет 389,6 Вт/м* °С, а у алюминия 209,3 Вт/м* °С. То есть медь почти в два раза лучше рассеивает тепло, чем алюминий. Особенно это важно в местах соединений, где провод греется сильнее всего. При одной и той же нагрузке медь в два раза быстрее будет отводить тепло (точнее не нагреваться).

Превосходство алюминия над медью для ЛЭП

Но алюминий вовсе не отправлен на пенсию: воздушные линии электропередач по-прежнему выполняют из этого металла. Стало быть, и у него есть преимущества? Конечно!

1. Вес

Вес во многом определяется исходя из плотности металла. Чем выше плотность, тем тяжелее проводник. Плотность меди составляет 8900 кг/м3, а алюминия 2700 кг/м3. То есть при равном объеме медный провод будет весить в 3,3 раза больше алюминиевого. Для домашней проводки это не критично, так как провод лежит в штробах, а для воздушной линии электропередач это важный показатель. Именно поэтому для ВЛЭП используют алюминиевый провод.

2. Цена

Здесь алюминий явный победитель. Все минусы алюминия сказались на относительно невысокой цене, которая примерно в 4 раза ниже цены на медь, поэтому воздушные линии, а также вводы в дом выполняют исключительно алюминиевым проводом.

Медь, ее основные свойства и применение

23.09.2020

Медь — один из первых металлов, которые освоил человек. Она входит в структуру всех животных и растений. Как природный минерал, является представителем класса самородных элементов. Чаще встречается с примесью As, Au, Ag, Fe и других элементов, реже — в твердом с ними соединении. Как химическое вещество представляет собой металл повышенной пластичности, быстро покрывающийся оксидной пленкой, приобретая характерный желтовато-красный цвет. При отсутствии такого налета поверхность имеет розовый оттенок. Широкую популярность медь получила благодаря относительно простой технологии производства при небольшой температуре плавления.

Структура, свойства

Минерал в природе встречается в виде всевозможных соединений или самородков. Это могут быть пластинки, нити, сплошные массы, кристаллы, сгустки дендритов, другие соединения. В большинстве случаев ископаемые формирования покрыты тонким слоем малахита (зеленью), азурита (синевой), других элементов, образовавшихся в результате вторичных изменений. Структура кристаллов меди представляет собой кубическую центрированную по граням решетку с координационным числом 12для каждого из шести атомов, расположенных в центре каждой из плоскостей.

Основные свойства

  • Цвет. Медь входит в четверку металлов, которые выделяются на фоне других «собратьев» характерным оттенком. Вместо серой либо серебристой поверхности ее фактура отличается желтовато-красным цветом. Он формируется в результате электронных переходов между полуопустошенными четвертыми и наполненными третьими орбитами атомов. Такая энергетическая разница характерна для волн оранжевых оттенков.

  • Тепло- и электропроводность. Медь характеризуется повышенными параметрами тепло- и электропроводности, уступив первую позицию лишь серебру. Величина удельной электропроводности колеблется от 55,5 до 58 МСм/м при температуре +20 0С и стандартной влажности.

  • Температурное сопротивление. Являясь диамагнетиком, желто-красный металл имеет сравнительно большой коэффициент сопротивления температуре, равный 0,4 %/0С. При этом, он мало изменяется при перепадах в довольно широком диапазоне.

Физико-механические особенности

Медь легко поддается всевозможным методам обработки, хорошо сплавляясь с всевозможными металлами. Наиболее популярными из них являются: мельхиор (с никелем), бронза (с оловом), и латунь (с цинком).

Химические особенности

Важной особенностью меди считается стойкость к коррозии. При стандартных условиях влажности она не окисляется. В то же время избыток влаги приводит к образованию карбоната меди. Хорошо взаимодействуя с серой, селеном и галогенами, пластичный металл не поддается воздействию кислоты.

Технология производства

Чаще всего медь производят из медного колчедана или медного блеска. Эти сульфидные руды являются наиболее распространенными в природе. Производство металла реализуется с использованием двух технологий: пирометаллургической — 90% или гидрометаллургической — 10%.

Пирометаллургическая

Производство меди с использованием пирометаллургического способа предполагает следующие процессы:

  • Обогащение. Руда обогащается путем флотации (обработка водой) или окислительного обжига. В первом случае на выходе получают сырье с содержанием нужного элемента 10–35%. Второй вариант применяется, когда в рудном концентрате много серы, но мало меди (до 8–25%). Если минерал содержит 25–35% нужно элемента, его сразу плавят без предварительного обжига.

  • Плавка. В зависимости от вида сырья (кусковое или порошкообразное) выполняется плавка в шахтной либо в отражательной печи при +1450 0С.

  • Продувка. Чтобы активировать окисление и феррум, выполняется продувка штейна сжатым воздухом. Окислы переводятся в шлак, а сера — в оксид. На выходе получается черновой металл с содержанием до 1,6–0,6% примесей. Для их снижения проводится огневое рафинирование. В результате доля сторонних включений уменьшается до 0,5%.

Гидрометаллургическая

Суть гидрометаллургического способа состоит в обработке сырья слабым раствором серной кислоты. Такая технология применяется для производства меди из бедных руд. Преимуществом этого варианта является возможность получения металла без совместного извлечения из минерала драгоценных элементов.

Медный прокат и его применение

Медный прокат широко востребован в разных сферах, включая электротехнику, машиностроение, строительство, радиоэлектронику, другие отрасли. Основными его видами являются:

  • Прутки — длинные изделия, изготовленные в результате холодного деформирования или прессования.

  • Листы — плоские заготовки сечением 0,2–25 мм, полученные путем холодного либо горячего катания.

  • Шины — разновидность листового проката в виде длинных полос.

  • Трубы — полые профили, изготовленные с использованием технологии прессования или холодного деформирования.

  • Проволока — тонкие и длинные изделия, полученные в результате многократного волочения прутков.

В качестве сырья для производства проката используются слитки (заготовки) из сплава марок М1, М2 или М3. Они отличаются в основном долей примесей. Соответственно, часть чистой меди в их структуре занимает не менее 99,9%(М1), 99,7%(М2) либо 99,5%(М3).

← Назад к списку новостей

Оставить заявку

Наша продукция

Медный
прокат

Шина
из меди

Медный
профиль

Медная
пластина

Наши сертификаты

Электропроводность – элементы и другие материалы

  • Проводники представляют собой материалы со слабо присоединенными валентными электронами – электроны могут свободно дрейфовать между атомами
  • Изоляторы имеют структуры, в которых электроны связаны с атомами ионными или ковалентными связями – почти никакой ток не может поток
  • Полупроводники представляют собой изоляционные материалы, связи в которых могут быть разорваны под действием приложенного напряжения — электроны могут высвобождаться и перемещаться из одного освободившегося валентного центра в другой.

Электропроводность

Электропроводность или удельная проводимость — это мера способности материала проводить электрический ток. Проводимость обратна (обратна) удельному электрическому сопротивлению.

Электропроводность определяется как отношение плотности тока к напряженности электрического поля и может быть выражено как

  σ = J / E                         0018 σ = электропроводность (1/Ом·м, 1/ Ом м, Сименс/м, См/м, мОм/м)

Дж = плотность тока (амперы/м 2 ) E = напряженность электрического поля (Вольт/м)

Электропроводность некоторых обычных материалов

96666 70038

966666777

9666667777

966666 10

966666669

966666666

966666666

0077

Material Electrical Conductivity
— σ —
(1/Ω m, S/m, mho/m)
Aluminum 37.7 10 6
Beryllium 31.3 10 6
Cadmium 13. 8 10 6
Calcium 29.8 10 6
Chromium 7.74 10 6
Cobalt 17.2 10 6
Copper 59.6 10 6
Copper — annealed 58.0 10 6
Gallium 6.78 10 6
Gold 45.2 10 6
Iridium 19.7 10 6
Iron 9.93 10 6
Indium 11.6 10 6
Lithium 10.8 10 6
Magnesium 22.6 10 6
Molybdenum 18.7 10 6
Никель 14,3 10 6
Niobium 6,93 10 6
9669676
. 0076 10.9 10 6
Palladium 9.5 10 6
Platinum 9.66 10 6
Potassium 13.9 10 6
Rhenium 5.42 10 6
Rhodium 21.1 10 6
Рубидий 7,79 10 6
13.7 10 6
Silver 63 10 6
Sodium 21 10 6
Strontium 7.62 10 6
Tantalum 7. 61 10 6
Technetium 6.7 10 6
Thallium 6.17 10 6
666. 6
66666.0077

 6.53 10 6
Tin 9.17 10 6
Tungsten 18.9 10 6
Zinc 16.6 10 6
Seawater 4,5 — 5,5
Вода — питье 0,0005 — 0,05
Вода — деионизированная 5,5 10 -6

0010 Electrical Conductivity of Elements relative to Silver

Element Electrical Conductivity relative to Silver
Silver 100. 0
Copper 94.6
Gold 71.7
Алюминий 59,8
Бериллий 49,7
Кальций 47,3
Magnesium 35.9
Rhodium 33.5
Sodium 33.0
Barium 30.6
Tungsten 30.0
Molybdenum 29.7
Кобальт 27,3
Цинк 26,3
Никель 22,6
Cadmium 21.9
Ruthenium 21.7
Cesium 20.0
Indium 18.4
Osmium 17.3
Lithium 17. 1
Уран 16,5
Марганец 15,8
Железо 15,8
0076 Platinum 15.3
Palladium 15.1
Tin 14.6
Titanium 13.7
Iridium 13.5
Rubidium 12.4
Chromium 12,3
Тантал 12,1
Сталь 12,0
Таллий0077

 9.8
Lead 8.4
Columbium 5.1
Vanadium 5.0
Arsenic 4.9
Antimony 3.6
Mercury 1,8
Висмут 1,4
Теллур 0,0

Электропроводность высокоочищенной воды

Удельное электрическое сопротивление

Электропроводность является обратной (обратной) величиной удельного электрического сопротивления. Electrical resistivity can be expressed as

ρ = 1 /  σ                   (2)

where 

ρ  = electrical resistivity (ohm m 2 /m, ohm m)

Сопротивление проводника

Сопротивление проводника можно выразить как

r = ρ l / a (3)

, где

R = сопротивление (Ом, ω)

L = длина проводника (M)

L = Длина проводника (M)

L = CORSE DESTROAD DESTRAION. проводника (м 2 )

Пример — Сопротивление провода

Сопротивление 1000 м калибра медного провода #10 с площадью поперечного сечения 5,26 мм 2 можно рассчитать как 20013

r = (1,724 x 10 -8 Ом M 2 /M) (1000 м) /( 5,26 мм 2 ) (10 -6 M 2 /MM 27 27 27 2777 M 2 /M 27 27 27 27 27 27 277 -6 M 2 /M 27 27 27 27 )) 

   = 3. 2 ohm

Resistivity and Conductivity Conversion

1111
Grains/gal
as CaCO 3 		ppm
as CaCO 3 		ppm
NaCl		 Conductivity
мкмо/см		 Удельное сопротивление
MΩ/cm
99.3 1700 2000 3860 0.00026
74.5 1275 1500 2930 0.00034
49.6 850 1000 1990 0.00050
24.8 425 500 1020 0.00099
9.93 170 200 415 0.0024
7.45 127 150 315 0.0032
4.96 85. 0 100 210 0.0048
2.48 42.5 50 105 0.0095
0.992 17.0 20 42.7 0.023
0.742 12.7 15 32.1 0.031
0.496 8.50 10 21.4 0.047
0.248 4.25 5.0 10.8 0.093
0.099 1.70 2.0 4.35 0.23
0.074 1.27 1.5 3.28 0.30
0.048 0.85 1.00 2.21 0.45
0.025 0.42 0.50 1.13 0.88
0. 0099 0.17 0,20 0,49 2,05
0,0076 0,13 0,15 0,38 2,65
2,65
2,65
2,65
2,65
0.0050 0.085 0.10 0.27 3.70
0.0025 0.042 0.05 0.16 6.15
0.00099 0.017 0.02 0.098 10.2
0,00070 0,012 0,015 0,087 11,5
0,00047 0,008 0,010 0,008 0,010 0,008 0,010 0077

 0.076 13.1
0.00023 0.004 0.005 0.066 15.2
0. 00012 0.002 0.002 0.059 16.9
  • grains/gal = 17,1 ppm CaCO 3

Электропроводность водных растворов

Электропроводность водных растворов, подобных

  • NaOH 4 — Caustic soda
  • NH 4 Cl — Ammonium chloride, Sal ammoniac
  • NaCl 2 — Common salt
  • NaNO 3 — Sodium nitrate, Chilean saltpetre
  • CaCl 2 — Calcium chloride
  • Zncl 2 — Хлорид цинка
  • NAHCO 3 — Бикарнат натрия, пищевая сода
  • NA 2 CO 3 — Карбонат наде.0004

Инновации: знакомство с медью: информационные бюллетени

Вин Калькатт

Таблица 5 . Физические свойства меди
Свойство Значение Единицы Значение Единицы
Атомный номер 29
Атомный вес 63,54
Решетчатая структура: гранецентрированная кубическая
Плотность
Стандартное значение МЭК
(1913)		 8,89 г/см 3 0,321 фунтов/дюйм 3
Типичное значение при 20°C 8,92 г/см 3 0,322 фунтов/дюйм 3
при 1083°C (твердый) 8,32 г/см 3 0,300 фунтов/дюйм 3
в 1083 (жидкость) 7,99 г/см 3 0,288 фунтов/дюйм 3
Температура плавления 1083 °С 1981 °F
Температура кипения 2595 °С 4703 °F
Коэффициент линейного теплового расширения при:
-253°C, -423°F 0,3 x 10 -6 °С 0,17 х 10 -6 °F
-183°C, -297°F 9,5 х 10 -6 °С 5,28 x 10 -6 °F
-191°C до 16°C,
-312-61°F		 14,1 х 10 -6 °С 7,83 х 10 °F
от 25°C до 100°C,
77-212 °F		 16,8 x 10 -6 °С 9,33 x 10 -6 °F
от 20°C до 200°C,
68-392 °F		 17,3 х 10-6 °С 9,61 x 10 -6 °F
от 20°C до 300°C,
68-572 °F		 17,7 x 10 -6 °С 9,83 x 10 -6 °F
Удельная теплоемкость (теплоемкость) при:
-253°C. -425°F 0,013 Дж/г°С 0,0031 БТЕ/фунт°F
-150°C, -238°F 0,282 Дж/г°С 0,0674 БТЕ/фунт°F
-50°C, -58°F 0,361 Дж/г°С 0,0862 БТЕ/фунт°F
20°С, 68°F 0,386 Дж/г°С 0,0921 БТЕ/фунт°F
100°С, 212°F 0,393 Дж/г°С 0,0939 БТЕ/фунт°F
200°С, 392°F 0,403 Дж/г°С 0,0963 БТЕ/фунт°F
Теплопроводность при:
-253°C, -425°F 12,98 Вт-см/см 2 ·°C 750 БТЕ/фут/фут 2 ч°F
-200°C, -328°F 5,74 Вт-см/см 2 ·°C 330 БТЕ/фут/фут 2 ч°F
-183°C, -297°F 4,73 Вт-см/см 2 ·°C 270 БТЕ/фут/фут 2 ч°F
-100°С, -148°F 4,35 Вт-см/см 2 ·°C 252 БТЕ/фут/фут 2 ч°F
20°C, 68°F 3,94 Вт-см/см 2 ·°C 227 БТЕ/фут/фут 2 ч°F
100°C, 212°F 3,85 Вт-см/см 2 ·°C 223 БТЕ/фут/фут 2 ч°F
200°C, 392°F 3,81 Вт-см/см 2 ·°C 220 БТЕ/фут/фут 2 ч°F
300°C, 572°F 3,77 Вт-см/см 2 ·°C 217 БТЕ/фут/фут 2 ч°F
Электропроводность (объемная) при:
20°C, 68 °F
(отожженный)		 58,0-58,9 Мвыб/м (мОммм 2 ) 100,0-101,5 % МАКО
20°C, 68°F
(полностью холодная обработка)		 56,3 МС/м (мОм·мм 2 ) 97,0 % МАКО
Удельное электрическое сопротивление (объемное) при:
20°C, 68 °F
(отожженный)		 0,017241-0,0170 Ом·мм 2 /м 10. 371-10.2 Ом (окрмил/фут)
20°C, 68°F
(отожженный)		 1,7241-1,70 мкОм·см 0,6788-0,669 мкОм-в
20°C, 68°F
(полностью холодная обработка)		 0,0178 Ом·мм 2 /м 10,7 Ом (окрмил/фут)
20°C, 68°F
(полностью холодная обработка)		 1,78 мкОм·см 0,700 мкОм-in
Удельное электрическое сопротивление (масса) при 20°C, 68°F (отожженный)
Обязательный максимум 0,15328 Ом·г/м 2 875,4 Ом·фунт/миля 2
Температурный коэффициент
электрического сопротивления
(a) при 20°C °F: Отожженная медь
из 100% IACS
(применимо от
-100°C до 200°C,
от 212°F до 392°F)		 0,00393 °С 0,00218 °F
Полностью холодная обработка
медь 97% IACS
(применимо от 0°C
до 100°C, 68-212°F)		 0,00381 °С 0,00238 °F
Модуль упругости (растяжение) при 20°C:, 68 °F
Отожженный 118 000 МПа 17 х 103 КСи
Холодная обработка 118 000–132 000 МПа 17-19 х 10 3 КСи
Модуль жесткости (кручение) при 20°C, 68°F
Отожженный 44 000 МПа 6,4 x 10 3 КСи
Холодная обработка 44 000–49 000 МПа 6,4-7 х 10 3 КСи
Скрытая теплота плавления 205 Дж/г
Электрохимический эквивалент для:
Cu ++ 0,329 Мг/Кл
Медь + 0,659 Мг/Кл
Нормальный электродный потенциал (водородный электрод) для:
Cu ++ -0,344 В
Медь + -0,470 В
Таблица 6 . Физические и механические свойства электрических сортов меди и алюминия (тип 1350) по сравнению с
Свойство Единицы Медь
(высокая проводимость)		 Алюминий (1350)
Электропроводность (отожженная) %IACS 101 61
Удельное электрическое сопротивление (отожженный) мкОм-см 1,72 2,83
Теплопроводность при 20°C Вт/м·К 397 230
Коэффициент расширения °С
°F		 17 x 10 -6
9,4 x 10 -6 		23 x 10 -6
12,8 x 10 -6
Прочность на растяжение
(отожженный)		 KSi
МПа		 29,0-36,2
200-250		 7,2-8,7
50-60
Прочность на растяжение
(полутвердый)		 KSi
МПа		 37,7-43,5
260-300		 12,3-14,5
85-100
предел текучести 0,2 % (отожженный) KSi
МПа		 7,25-7,98
50-55		 2,9–4,3
20–30
0,2% предела текучести (полутвердый) KSi
МПа		 24,6-29,0
170-200		 8,7–9,4
60–65
Модуль упругости KSi
МПа		 16,8-18,8
116-130		 10,1
70
Усталостная прочность (отожженный) KSi
МПа		 9,0
62		 5,07
35
Усталостная прочность (полутвердый) KSi
МПа		 16,9
117		 7,25
50
Удельная теплоемкость БТЕ/фунт 0 F
Дж/кг·K		 0,092
385		 0,215
900
Плотность г/см 3
фунт/дюйм 3 		8,91
0,322		 2,70
0,0975
Точка плавления °С
°F		 1083
1981		 660
1220
Примечание : Указанные значения являются типичными для электролитической меди с высокой проводимостью (ETP). Значения для других марок могут отличаться от указанных (см. «Медь с высокой проводимостью — Технические данные». Полный и доступный для поиска список физических и механических свойств кованой и литой меди и медных сплавов можно найти в разделе «Свойства кованой и литой меди»). Поиск сплавов)
  • Введение в медь: применение
  • Введение в медь: типы меди
  • Введение в медь: добыча и добыча
  • Введение в медь: информационные бюллетени
  • Phelps Dodge Morenci перевела все производство меди на добычу для выщелачивания
  • Как гидрометаллургия и процесс SX/EW сделали медь «зеленым» металлом
  • Введение в медь: горячие ссылки и дополнительная литература

2007 г.