Quale percentuale di rame viene utilizzata nei fili elettrici?
doc-3792
Le applicazioni principali del rame sono nel settore dei fili elettrici (60%), delle coperture e degli impianti idraulici (20%) e delle macchine industriali (15%). Il rame viene utilizzato principalmente come metallo puro, ma quando è richiesta una maggiore durezza è combinato con altri elementi per ottenere una lega (5% del totale d' uso) come ottone e bronzo. Una piccola parte dell' offerta di rame è utilizzata nella produzione di composti per integratori alimentari e fungicidi in agricoltura. La lavorazione del rame è possibile, anche se di solito è necessario utilizzare una lega per pezzi complessi per ottenere buone caratteristiche di lavorabilità.
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doc-3779
Nonostante la concorrenza di altri materiali, il rame rimane il conduttore elettrico preferito in quasi tutte le categorie di cavi elettrici, con la principale eccezione della trasmissione elettrica aerea, dove l' alluminio è spesso preferito. Il filo di rame è utilizzato nella produzione di energia, trasmissione di potenza, distribuzione di energia, telecomunicazioni, circuiti elettronici e innumerevoli tipi di apparecchiature elettriche. Il cablaggio elettrico è il mercato più importante per l' industria del rame. Ciò include cavi per edifici, cavi per le comunicazioni, cavi per la distribuzione di energia, cavi per elettrodomestici, cavi e cavi per automobili e magneti. Circa la metà di tutto il rame estratto in miniera viene utilizzato per la produzione di fili elettrici e conduttori di cavi. Molti dispositivi elettrici si basano sul cablaggio in rame a causa della sua moltitudine di proprietà benefiche intrinseche, come l' alta conducibilità elettrica, resistenza alla trazione, duttilità, resistenza allo scorrimento (deformazione), resistenza alla corrosione, bassa espansione termica, alta conducibilità termica, saldabilità e facilità di installazione.
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doc-3800
La lega di rame e nichel, chiamata cupronichel, viene utilizzata nelle monete di piccolo taglio, spesso per il rivestimento esterno. La moneta statunitense da 5 centesimi chiamata nichel è costituita per il 75% da rame e per il 25% da nichel ed ha una composizione omogenea. La lega costituita al 90% da rame e 10% nichel è notevole per la sua resistenza alla corrosione ed è utilizzata in varie parti esposte ad acqua di mare. Le leghe di rame con alluminio (circa il 7%) hanno un piacevole colore dorato e sono utilizzate nelle decorazioni. Alcune saldature senza piombo sono costituite da stagno legato con una piccola percentuale di rame e altri metalli.
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doc-7836
Una lampadina a incandescenza, una lampada ad incandescenza o un globo di luce ad incandescenza è una luce elettrica con un filamento di filo riscaldato ad una temperatura elevata, facendo passare una corrente elettrica attraverso di essa, fino a quando si illumina con luce visibile (incandescenza). Il filamento caldo è protetto dall' ossidazione con una lampadina al vetro o al quarzo riempita di gas inerte o evacuata. In una lampada alogena, l' evaporazione del filamento è impedita da un processo chimico che trasferisce il vapore metallico sul filamento, prolungandone la vita. La lampadina viene alimentata con corrente elettrica tramite morsetti passanti o fili incassati nel vetro. La maggior parte delle lampadine sono utilizzati in una presa che fornisce supporto meccanico e connessioni elettriche.
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doc-3789
I composti di rame allo stato liquido sono utilizzati come preservanti del legno, in particolare nel trattamento della porzione originale delle strutture durante il ripristino dei danni dovuti al marciume secco. Insieme allo zinco, i fili di rame possono essere posizionati su materiali di copertura non conduttivi per scoraggiare la crescita del muschio. Le fibre tessili utilizzano rame per creare tessuti protettivi antimicrobici, così come smalti ceramici, vetri colorati e strumenti musicali.
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doc-13506
I moderni sistemi di elettrificazione prendono l' energia CA da una rete elettrica che viene fornita a una locomotiva e convertita in una tensione CC per essere utilizzata dai motori di trazione. Questi motori possono essere motori in corrente continua che utilizzano direttamente la corrente continua oppure possono essere motori trifase in corrente alternata che richiedono un' ulteriore conversione della corrente continua in corrente alternata trifase (utilizzando l' elettronica di potenza). In questo modo entrambi i sistemi si trovano di fronte allo stesso compito: convertire e trasportare AC ad alta tensione dalla rete elettrica alla corrente continua a bassa tensione nella locomotiva. Dove deve avvenire questa conversione e a quale tensione e corrente (AC o DC) deve avvenire il flusso di energia alla locomotiva? E come tutto ciò è correlato all' efficienza energetica? Sia la trasmissione che la conversione dell' energia elettrica comportano perdite: perdite ohmiche nei fili e nell' elettronica di potenza, perdite di campo magnetico nei trasformatori e nei reattori di lisciatura (induttori). La conversione di potenza per un sistema CC avviene principalmente in una sottostazione ferroviaria dove è possibile utilizzare hardware di grandi dimensioni, pesanti e più efficienti rispetto a un sistema CA in cui la conversione avviene a bordo della locomotiva dove lo spazio è limitato e le perdite sono significativamente più elevate. Inoltre, l' energia utilizzata per soffiare aria per raffreddare i trasformatori, l' elettronica di potenza (compresi i raddrizzatori) e altro hardware di conversione deve essere preso in considerazione.
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doc-3786
La maggiore conducibilità del rame rispetto ad altri metalli aumenta l' efficienza energetica elettrica dei motori. Ciò è importante perché i motori e i sistemi motorizzati rappresentano il 43%-46% del consumo globale di elettricità e il 69% di tutta l' elettricità utilizzata dall' industria. Aumentando la massa e la sezione del rame in una bobina aumenta l' efficienza energetica elettrica del motore. I rotori dei motori in rame, una nuova tecnologia progettata per le applicazioni dei motori in cui il risparmio energetico è un obiettivo primario della progettazione, consentono ai motori asincroni generici di soddisfare e superare gli standard di efficienza premium della National Electrical Manufacturers Association (NEMA).
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doc-7854
Vengono utilizzati molti contatti elettrici. Le lampade di grandi dimensioni possono avere una base a vite (uno o più contatti sulla punta, uno sul guscio) o una base a baionetta (uno o più contatti sulla base, guscio usato come contatto o utilizzato solo come supporto meccanico). Alcune lampade tubolari hanno un contatto elettrico alle due estremità. Le lampade in miniatura possono avere una base a cuneo e contatti a filo, mentre alcune lampade per uso automobilistico e speciale hanno terminali a vite per il collegamento ai fili. I contatti nello zoccolo della lampada permettono alla corrente elettrica di passare attraverso la base fino al filamento. Le potenze nominali delle lampadine a incandescenza variano da circa 0,1 watt a circa 10.000 watt.
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doc-13505
Per evitare il rischio di miscelazione delle alimentazioni fuori fase, le sezioni di linea alimentate da diverse stazioni di alimentazione devono essere tenute rigorosamente isolate. Ciò è ottenuto mediante sezioni neutre (note anche come interruzioni di fase), solitamente fornite nelle stazioni di alimentazione e a metà strada tra di esse, anche se in genere solo la metà viene utilizzata in qualsiasi momento, mentre le altre vengono fornite per consentire lo spegnimento di una stazione di alimentazione e la fornitura di energia elettrica dalle stazioni di alimentazione adiacenti. Le sezioni neutre sono generalmente costituite da una sezione di filo messa a terra che viene separata dai fili sotto tensione su entrambi i lati mediante materiale isolante, tipicamente perle di ceramica, progettate in modo che il pantografo scorra dolcemente da una sezione all' altra. La sezione con messa a terra impedisce il passaggio di un arco da una sezione sotto tensione all' altra, poiché la differenza di tensione può essere maggiore della normale tensione di sistema se le sezioni sotto tensione si trovano in fasi diverse e gli interruttori di protezione potrebbero non essere in grado di interrompere in modo sicuro la notevole corrente che scorrerebbe. Per evitare il rischio che un arco venga tirato da una sezione di filo a terra verso terra, quando si attraversa la sezione neutra il treno deve essere a terra e gli interruttori di circuito devono essere aperti. In molti casi, questo viene fatto manualmente dai conducenti. Per aiutarli, viene fornita una bacheca di avvertimento appena prima della sezione neutra e un' avvertenza preventiva a una certa distanza. Dopo la sezione neutra viene quindi fornita un' ulteriore scheda per dire ai piloti di richiudere l' interruttore automatico, anche se i piloti non devono farlo fino a quando il pantografo posteriore non ha superato questa scheda. Nel Regno Unito, un sistema noto come Automatic Power Control (APC) apre e chiude automaticamente l' interruttore automatico, utilizzando insiemi di magneti permanenti lungo il binario che comunicano con un rilevatore sul treno. L' unica azione di cui il conducente ha bisogno è spegnere la rete elettrica e la costa e quindi sono ancora presenti pannelli di segnalazione nelle sezioni neutre e nell' avvicinamento alle sezioni neutre.
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doc-7852
Le lampadine a incandescenza sono costituite da un involucro di vetro stagno all' aria (l' involucro, o lampadina) con un filamento di filo di tungsteno all' interno della lampadina, attraverso il quale passa una corrente elettrica. I fili di contatto e una base con due (o più) conduttori forniscono collegamenti elettrici al filamento. Le lampadine a incandescenza contengono di solito un supporto in stelo o in vetro ancorato alla base della lampadina che permette ai contatti elettrici di scorrere attraverso l' involucro senza perdite di aria o gas. Piccoli fili incorporati nello stelo sostengono a loro volta il filamento e i suoi fili conduttori.
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doc-3793
La morbidezza del rame spiega in parte la sua elevata conducibilità elettrica (59,6×106 S/m) e quindi anche l' alta conducibilità termica, che sono il secondo più alto (in argento) tra i metalli puri a temperatura ambiente. Questo perché la resistività al trasporto degli elettroni nei metalli a temperatura ambiente deriva principalmente dalla dispersione di elettroni sulle vibrazioni termiche del reticolo, relativamente deboli per un metallo morbido. La densità di corrente massima ammissibile del rame all' aria aperta è di circa 3,1×106 A/m2 di sezione trasversale, al di sopra della quale inizia a riscaldare eccessivamente. Come per altri metalli, se il rame viene posto contro un altro metallo, si verifica corrosione galvanica.
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