O cobre é um dos materiais mais utilizados na fabricação de aparelhos elétricos e aplicações mais condutivas..
Esta liga é conhecida por perdas mínimas de energia e condutividade térmica muito eficaz durante a transferência de calor..
A condutividade térmica do cobre é 413 W/m-K, que é o segundo mais alto de todos os metais. A cor do metal cobre é marrom avermelhado, o que o distingue de outros metais.
O cobre é um excelente condutor de calor e eletricidade, superado apenas pela prata em ambos os casos. Essa qualidade está ligada à sua estrutura atômica, em que cada átomo de cobre é embalado próximo um do outro, permitindo que os elétrons se movam muito facilmente entre átomos próximos. Sua excepcional condutividade térmica é derivada do movimento de elétrons.
Devido à sua excelente condutividade térmica, o cobre é usado em muitas aplicações, como tubulações de água quente, enrolamentos do motor, e radiadores de automóveis.
O que você quer dizer com condutividade térmica?
A capacidade de um material de conduzir ou transferir calor de uma extremidade a outra é chamada de condutividade térmica.. A condutividade térmica é representada por λ ou k; este coeficiente mostra o isolamento e preservação forte ou fraco. O símbolo da condutividade térmica é k, e a unidade de condutividade é W/m-K (Watts por metro Kelvin). A condutividade térmica de um material é uma medida da eficácia com que ele transfere calor.
A condutividade térmica é um fator importante na determinação da transmissão de calor condutiva. O calor pode ser transferido através de três canais: condução, convecção, e radiação. O processo de transmissão de calor é realizado quando há uma diferença de temperatura entre dois locais específicos; toda transmissão de calor acontece; a condução difere porque o calor passa através do corpo da substância. A convecção é inexistente em sólidos, e a radiação é geralmente insignificante, então a condução é essencial para explicar a dinâmica térmica.
A condutividade térmica é uma propriedade física; portanto, pode variar de acordo com o tipo de material, estrutura, e estado. De forma similar, é uma função da temperatura, o que é essencial lembrar em aplicações onde a temperatura pode flutuar substancialmente, como sistemas eletrônicos de controle térmico.
Os metais possuem diferentes condutividades térmicas devido à mobilidade dispersa dos elétrons na ligação metálica. Como resultado, metais aquecem mais rápido que outros materiais, como plástico ou vidro.
O que você quer dizer com condutividade térmica do cobre?
O cobre é o metal com a segunda maior condutividade elétrica entre todos os metais. Se você está perguntando qual metal está no topo, a resposta é prata, embora a fiação prateada não seja usada em aplicações elétricas. Além de ser significativamente mais caro, a prata não possui outras propriedades desejáveis do cobre, como ductilidade e maleabilidade.
Como resultado, o cobre é o material preferido para a grande maioria das aplicações que necessitam de condutividade elétrica e térmica. Metais com maior condutividade térmica, previsivelmente, têm maior condutividade elétrica.
Portanto, o cobre tem excelente condutividade elétrica e é mais amplamente utilizado em fios de transmissão de eletricidade e outros aparelhos elétricos, especialmente em motores pesados.
O cobre corrói lentamente e tem um alto ponto de fusão. O cobre é considerado um metal eficaz para minimizar a perda de energia durante a condutividade térmica..
As características condutoras do cobre são usadas em aparelhos como radiadores de automóveis, canos de água quente, panelas de metal, e assim por diante. O cobre é conhecido por sua capacidade de transmitir eletricidade e calor. Isso ocorre porque os elétrons deslocalizados dentro de redes metálicas sólidas têm a flexibilidade de viajar livremente dentro de sua rede..
Estes funcionariam como transportadores de calor e carga elétrica de uma extremidade à outra, convertendo os metais em excelentes condutores. O cobre é conhecido por sua resistência à corrosão, condutividade elétrica, qualidades antibacterianas, natureza reciclável, e condutividade térmica. Contudo, a condutividade térmica do cobre é a mais importante e proeminente do resto de todas.
Diferentes métodos para testar a condutividade térmica do cobre
Geralmente, existem dois métodos básicos para testar a condutividade térmica do cobre: o método do estado estacionário e o método do estado não estacionário ou transitório.
Método de estado estacionário
Em geral, abordagens de estado estacionário medem quando a temperatura do material é constante, e a temperatura observada não muda com o tempo. Como resultado, análise de sinal é simples (sinais de estado estacionário implicam sinais contínuos). A única desvantagem é que geralmente é necessária uma configuração experimental bem projetada.
Quando o estado térmico de um material testado atinge o equilíbrio perfeito, a técnica de estado estacionário registra uma medição. O aspecto negativo é que geralmente leva muito tempo para atingir o equilíbrio desejado. Porque um sistema de instalação experimental bem projetado é frequentemente necessário, o método oferece aparelhos de método caros. Contudo, é o método fundamental e mais preciso de medir.
Métodos Transitórios
O método que registra as medições durante o processo de aquecimento é denominado método transitório ou não estacionário para testar a condutividade térmica do cobre.. Os parâmetros de condutividade térmica são determinados usando sensores transitórios neste método.
Neste método, as medições podem ser obtidas rapidamente, dando-lhes uma vantagem sobre os métodos de estado estacionário. Como resultado, várias soluções para a equação de condução de calor transitória foram encontradas usando um, dois, e geometrias tridimensionais. Sondas de agulha ou fios são comumente usados para resultados em procedimentos transitórios.
Aplicações de Condutividade Térmica do Cobre
Devido à sua excelente condutividade térmica, resistência à corrosão, durabilidade e condutividade elétrica, metal de cobre é usado em muitas aplicações. Algumas aplicações principais do cobre são fornecidas abaixo:
Trocadores de calor
O cobre é amplamente utilizado em trocadores de calor em ar condicionado, edifícios industriais, tanques de água quente, sistemas de aquecimento por piso radiante, e refrigeração.
Fios elétricos
Devido à sua grande condutividade térmica e elétrica, o cobre é amplamente utilizado na fiação elétrica. Ele efetivamente conduz o calor para longe dos fios, reduzindo o superaquecimento e mantendo o desempenho elétrico.
Utensílios de cozinha e dissipadores de calor
O cobre é um excelente material para diminuir a perda de energia durante a transmissão de calor. Como resultado, é usado principalmente para fabricar uma ampla variedade de itens, incluindo panelas, canos de água quente, e dissipadores de calor eletrônicos.
Enrolamento do transformador
As tiras de folhas de cobre para transformadores são os materiais mais versáteis da indústria elétrica, e tem vantagens importantes para condutores de transformadores de enrolamento.
A tira de folha de cobre é feita rolando cobre a uma espessura muito fina (entre 0,0015mm e 0,3mm) e, em seguida, laminação a frio ou laminação a quente, dependendo da espessura necessária. Isso pode ser seguido pelo recozimento (para uma flexibilidade ainda maior) e posteriormente transformado em tiras ou folhas laminadas com materiais de isolamento.
Conclusão
O cobre e suas ligas desempenham um papel vital nos requisitos industriais, bem como nas necessidades domésticas, devido à sua excelente condutividade térmica..
Temos muitos anos de experiência em lidar com tiras e folhas de cobre puro.
Nossa equipe irá orientá-lo sobre tudo sobre seu projeto relacionado à condutividade térmica do cobre e suas ligas.
