Le cuivre est l'un des matériaux les plus utilisés pour la fabrication d'appareils électriques et pour des applications plus conductrices..
Cet alliage est connu pour ses pertes d'énergie minimales et sa conductivité thermique très efficace lors du transfert de chaleur..
La conductivité thermique du cuivre est 413 W/m-K, qui est le deuxième plus élevé de tous les métaux. La couleur du métal cuivré est brun rougeâtre, ce qui le distingue des autres métaux.
Le cuivre est un excellent conducteur de chaleur et d'électricité, seulement dépassé par l'argent dans les deux cas. Cette qualité est liée à sa structure atomique, dans lequel chaque atome de cuivre est rapproché les uns des autres, permettant aux électrons de se déplacer très facilement entre les atomes proches. Sa conductivité thermique exceptionnelle provient du mouvement des électrons.
Grâce à son excellente conductivité thermique, le cuivre est utilisé dans de nombreuses applications comme les conduites d'eau chaude, enroulements du moteur, et radiateurs de voiture.
Qu'entendez-vous par conductivité thermique?
La capacité d’un matériau à conduire ou à transférer la chaleur d’une extrémité à une autre est appelée conductivité thermique.. La conductivité thermique est représentée par λ ou k; ce coefficient montre l'isolation et la conservation fortes ou faibles. Le symbole de la conductivité thermique est k, et l'unité de conductivité est W/m-K (Watts par mètre Kelvin). La conductivité thermique d'un matériau est une mesure de l'efficacité avec laquelle il transfère la chaleur.
La conductivité thermique est un facteur important dans la détermination de la transmission de chaleur par conduction. La chaleur peut être transférée via trois canaux: conduction, convection, et rayonnement. Le processus de transmission de chaleur est accompli lorsqu'il existe une différence de température entre deux endroits spécifiques; toute transmission de chaleur se produit; la conduction diffère en ce que la chaleur traverse le corps de la substance. La convection est inexistante dans les solides, et le rayonnement est généralement insignifiant, la conduction est donc essentielle pour expliquer la dynamique thermique.
La conductivité thermique est une propriété physique; Donc, cela peut varier selon le type de matériau, structure, et état. De la même manière, c'est une fonction de la température, ce qu'il est essentiel de retenir dans les applications où la température peut fluctuer considérablement, tels que les systèmes électroniques de contrôle thermique.
Les métaux ont une conductivité thermique différente en raison de la mobilité dispersée des électrons dans la liaison métallique.. Par conséquent, les métaux chauffent plus vite que les autres matériaux, comme le plastique ou le verre.
Qu'entendez-vous par la conductivité thermique du cuivre?
Le cuivre est le métal ayant la deuxième conductivité électrique la plus élevée parmi tous les métaux.. Si vous demandez quel métal est en haut, la réponse est argent, bien que le câblage en argent ne soit pas utilisé dans les applications électriques. En plus d'être nettement plus cher, l'argent ne possède pas les autres propriétés souhaitables du cuivre, comme la ductilité et la malléabilité..
Par conséquent, le cuivre est le matériau préféré pour la grande majorité des applications nécessitant une conductivité électrique et thermique. Les métaux ayant une conductivité thermique plus élevée, de manière prévisible, avoir une conductivité électrique plus élevée.
Par conséquent, le cuivre a une excellente conductivité électrique et est le plus largement utilisé dans les fils de transmission d’électricité et autres appareils électriques, surtout dans les moteurs lourds.
Le cuivre se corrode lentement et a un point de fusion élevé. Le cuivre est considéré comme un métal efficace pour minimiser les pertes d'énergie lors de la conductivité thermique..
Les caractéristiques conductrices du cuivre sont utilisées dans des appareils tels que les radiateurs automobiles, conduites d'eau chaude, casseroles en métal, etc. Le cuivre est réputé pour sa capacité à transmettre l’électricité et la chaleur. Cela se produit parce que les électrons délocalisés au sein des réseaux métalliques solides ont la flexibilité de voyager librement au sein de leur réseau..
Ceux-ci fonctionneraient comme transporteurs de chaleur et de charges électriques d’un bout à l’autre., convertir les métaux en d'excellents conducteurs. Le cuivre est réputé pour sa résistance à la corrosion, conductivité électrique, qualités antibactériennes, nature recyclable, et conductivité thermique. toutefois, la conductivité thermique du cuivre est la plus importante et la plus marquante de toutes.
Différentes méthodes pour tester la conductivité thermique du cuivre
Généralement, il existe deux méthodes de base pour tester la conductivité thermique du cuivre: la méthode en régime permanent et la méthode en régime non stationnaire ou transitoire.
Méthode à l'état stable
En général, les approches en régime permanent mesurent lorsque la température du matériau est constante, et la température observée ne change pas avec le temps. Par conséquent, l'analyse du signal est simple (les signaux en régime permanent impliquent des signaux continus). Le seul inconvénient est qu’une configuration expérimentale bien conçue est généralement nécessaire..
Lorsque l'état thermique d'un matériau testé atteint un équilibre parfait, la technique en régime permanent enregistre une mesure. L’aspect négatif est qu’il faut généralement beaucoup de temps pour atteindre l’équilibre souhaité.. Parce qu'un système d'installation expérimentale bien conçu est souvent requis, le procédé offre un appareil de procédé coûteux. toutefois, c'est la méthode de mesure fondamentale et la plus précise.
Méthodes transitoires
La méthode qui enregistre les mesures pendant le processus de chauffage est appelée méthode transitoire ou non stable pour tester la conductivité thermique du cuivre.. Les paramètres de conductivité thermique sont déterminés à l'aide de capteurs transitoires dans cette méthode.
Dans cette méthode, les mesures peuvent être obtenues rapidement, leur donnant un avantage sur les méthodes en régime permanent. Par conséquent, plusieurs solutions à l'équation de conduction thermique transitoire ont été trouvées en utilisant un, deux, et géométries tridimensionnelles. Les sondes à aiguilles ou les fils sont couramment utilisés pour obtenir des résultats lors de procédures transitoires..
Applications de la conductivité thermique du cuivre
Grâce à sa conductivité thermique exceptionnelle, résistance à la corrosion, durabilité et conductivité électrique, le cuivre métallique est utilisé dans de nombreuses applications. Certaines applications clés du cuivre sont indiquées ci-dessous:
Échangeurs de chaleur
Le cuivre est largement utilisé dans les échangeurs de chaleur en climatisation, bâtiments industriels, Avez-vous hâte d'avoir un plan ou d'avoir une idée d'achat, systèmes de chauffage par le sol, et réfrigération.
Fils électriques
En raison de sa grande conductivité thermique et électrique, le cuivre est largement utilisé dans le câblage électrique. Il évacue efficacement la chaleur des fils, réduire la surchauffe et maintenir les performances électriques.
Ustensiles de cuisine et dissipateurs de chaleur
Le cuivre est un excellent matériau pour réduire les pertes d'énergie lors de la transmission de chaleur.. Par conséquent, il est principalement utilisé pour fabriquer une large gamme d'articles, y compris les casseroles, conduites d'eau chaude, et dissipateurs thermiques électroniques.
Enroulement du transformateur
Les bandes de feuilles de cuivre pour transformateurs sont les matériaux les plus polyvalents de l'industrie électrique, et présente des avantages importants pour l'enroulement des conducteurs de transformateur.
La bande de feuille de cuivre est fabriquée en laminant le cuivre à une épaisseur très fine (entre 0.0015mm et 0.3mm) puis laminage à froid ou à chaud selon l'épaisseur souhaitée. Ceci peut être suivi d'un recuit (pour encore plus de flexibilité) et ensuite transformées en bandes ou feuilles stratifiées avec des matériaux d'isolation.
Conclusion
Le cuivre et ses alliages jouent un rôle essentiel dans les exigences industrielles ainsi que dans les besoins domestiques en raison de son excellente conductivité thermique..
Nous avons de nombreuses années d'expérience dans le traitement bandes et feuilles de cuivre pur.
Notre équipe vous guidera sur tout ce qui concerne votre projet lié à la conductivité thermique du cuivre et de ses alliages..
