1. Bagaimana Konduktivitas Tembaga Murni Berubah dengan Suhu
Konduktivitas listrik tembaga murni sangat sensitif terhadap suhu. Ketika suhu meningkat, gerakan termal atom tembaga meningkat, yang meningkatkan hamburan elektron bebas dan karenanya mengurangi konduktivitas.
Pada suhu kamar (20 derajat), tembaga murni memiliki konduktivitas yang sangat tinggi.
Ketika suhu naik, konduktivitas menurun hampir secara linier.
Ketika suhu turun, konduktivitas meningkat secara signifikan.
Koefisien resistansi suhu untuk tembaga murni kira-kira 0,00393 per derajat. Ini berarti bahwa untuk setiap kenaikan suhu 1 derajat, resistansi tembaga meningkat sekitar 0,393%, dan konduktivitasnya pun menurun.
Pada suhu yang sangat rendah, misalnya dalam lingkungan kriogenik, tembaga murni menunjukkan konduktivitas yang hampir seperti superkonduktor-. Dalam-kondisi suhu tinggi yang mendekati titik lelehnya, konduktivitas turun ke tingkat yang sangat rendah. Korelasi negatif antara suhu dan konduktivitas ini merupakan faktor utama yang dipertimbangkan dalam desain kelistrikan, terutama untuk kabel, transformator, dan kontak listrik berarus tinggi yang menghasilkan panas selama pengoperasian.
2. Konduktivitas dan Resistivitas Tembaga Murni
Pada suhu 20 derajat, sifat listrik standar tembaga murni didefinisikan sebagai berikut:
Resistivitas listrik: 1,7241 × 10⁻⁸ Ω·m
Ini adalah nilai standar yang diterima secara internasional untuk tembaga{0}}dengan kemurnian tinggi.
Konduktivitas listrik: Sekitar 58,0 MS/m (megasiemens per meter)
Konduktivitas IACS: 100% IACS
IACS (International Annealed Copper Standard) adalah satuan paling umum untuk menyatakan konduktivitas dalam industri logam. Menurut definisi, tembaga murni standar yang dianil penuh sama dengan 100% IACS. Nilai ini berfungsi sebagai acuan untuk semua bahan konduktif lainnya. Misalnya, aluminium mengandung sekitar 61–62% IACS, sedangkan kuningan hanya mengandung 20–30% IACS.
Nilai ini berlaku untuk tembaga{0}}kemurnian tinggi dengan kemurnian di atas 99,95%. Bahkan sejumlah kecil pengotor akan menurunkan konduktivitas dan meningkatkan resistivitas.
3. Perbedaan Konduktivitas Antara Berbagai Kelas Tembaga Murni
Ada beberapa tingkat umum tembaga murni, dan perbedaan konduktivitasnya relatif kecil tetapi terlihat jelas dalam aplikasi presisi.
Tembaga Pitch Tangguh Elektrolit (ETP Cu, C11000)
Paling banyak digunakan, kemurnian sekitar 99,90%. Konduktivitas: 97% –100% IACS
Digunakan pada kabel, busbar, motor, dan komponen kelistrikan umum.
Oksigen-Tembaga Bebas (OFC / C10100)
Kemurnian di atas 99,99%, kandungan oksigen sangat rendah. Konduktivitas: 100%–101,5% IACS
Sedikit lebih tinggi dibandingkan tembaga ETP, yang digunakan pada-perangkat frekuensi tinggi, elektronik vakum, dan konduktor presisi.
Tembaga Deoksidasi Fosfor (DHP Cu, C12200)
Dideoksidasi dengan fosfor, baik untuk pengelasan dan mematri. Konduktivitas: 85% –90% IACS
Lebih rendah dari ETP dan tembaga-bebas oksigen karena kandungan fosfor, terutama digunakan dalam pipa, penukar panas, dan komponen pipa daripada konduktor-efisiensi tinggi.
Singkatnya:
Tembaga-bebas oksigen memiliki konduktivitas tertinggi.
Tembaga ETP mendekati 100% IACS dan-hemat biaya.
Fosfor-tembaga terdeoksidasi jelas memiliki konduktivitas lebih rendah namun kemampuan proses lebih baik.
Untuk aplikasi kelistrikan dan elektronik umum, tembaga ETP sudah mencukupi. Hanya di lingkungan-presisi tinggi,-frekuensi tinggi, atau ultra-rendah-suhu yang diperlukan tembaga-bebas oksigen.
