Cuivrea été utilisé danscâblage électriquedepuis l'invention de laélectro-aimantet letélégraphedans les années 1820. L'invention de latéléphoneen 1876, a créé une demande supplémentaire de fil de cuivre comme conducteur électrique. Le cuivre est leconducteur électriquedans de nombreuses catégories de câblage électrique. Le fil de cuivre est utilisé dansproduction d'énergie, transmission de puissance, pouvoirdistribution, télécommunications, électroniquecircuits et d'innombrables types deéquipement électrique.Le cuivre et ses alliages sont également utilisés pour fabriquercontacts électriques. Câblage électriqueLe secteur du bâtiment est le marché le plus important pour l'industrie du cuivre. Environ la moitié de tout le cuivre extrait est utilisé pour fabriquer des conducteurs de fils et de câbles électriques.
Conductivité électriqueest une mesure de la capacité d'un matériau à transporter unecharge électrique. Il s'agit d'une propriété essentielle dans les systèmes de câblage électrique. Le cuivre a la conductivité électrique la plus élevée de tous les matériaux non métalliques.métaux précieux: la résistivité électrique du cuivre=16.78 nΩ•m à 20 degrés. Spécialement purCuivre électronique sans oxygène (OFE)est environ 1 % plus conducteur (c'est-à-dire qu'il atteint un minimum de 101 % IACS).
La théorie des métaux à l'état solide permet d'expliquer la conductivité électrique inhabituellement élevée du cuivre.atome, la zone d'énergie 4s la plus externe, oubande de conduction, n'est qu'à moitié rempli, donc beaucoupélectronssont capables de portercourant électrique. Lorsqu'unchamp électriqueest appliqué à un fil de cuivre, la conduction des électrons s'accélère vers leélectropositiffin, créant ainsi un courant. Ces électrons rencontrent une résistance à leur passage en entrant en collision avec des atomes d'impuretés, des lacunes, des ions du réseau et des imperfections. La distance moyenne parcourue entre les collisions, définie comme la "libre parcours moyen," est inversement proportionnelle à la résistivité du métal. Ce qui rend le cuivre unique est son long libre parcours moyen (environ 100 espacements atomiques à température ambiante). Ce libre parcours moyen augmente rapidement à mesure que le cuivre est refroidi.
En raison de sa conductivité supérieure,recuitLe cuivre est devenu la norme internationale à laquelle tous les autres conducteurs électriques sont comparés. En 1913,Commission électrotechnique internationalea défini la conductivité du cuivre commercialement pur dans sa norme internationale sur le cuivre recuit, comme étant de 100% IACS=58,0 MS/m à 20 degrés, diminuant de 0,393%/degré. Étant donné que la pureté commerciale s'est améliorée au cours du siècle dernier, les conducteurs en cuivre utilisés dans les fils de construction dépassent souvent légèrement la norme IACS à 100 %.
La principale nuance de cuivre utilisée pour les applications électriques est le cuivre électrolytique résistant (ETP) (CW004A ouNorme ASTMdésignation C11040). Ce cuivre est pur à au moins 99,90 % et possède une conductivité électrique d'au moins 101 % IACS. Le cuivre ETP contient un faible pourcentage deoxygène({{0}}.02 à 0,04 %). Si du cuivre à haute conductivité doit êtresoudéoubraséou utilisé dans une atmosphère réductrice, alorscuivre sans oxygène(CW008A ou désignation ASTM C10100) peut être utilisé.
Plusieurs métaux conducteurs d’électricité sont moins denses que le cuivre, mais nécessitent des sections transversales plus grandes pour transporter le même courant et peuvent ne pas être utilisables lorsque l’espace limité est une exigence majeure.
Aluminiuma 61 % de la conductivité du cuivre. La section transversale d'un conducteur en aluminium doit être 56 % plus grande que celle du cuivre pour la même capacité de transport de courant. La nécessité d'augmenter l'épaisseur defil d'aluminiumlimite son utilisation dans plusieurs applications, comme dans les petits moteurs et les automobiles. Dans certaines applications telles que les antennestransport d'énergie électriquecâbles, le cuivre est rarement utiliséArgent, a métal précieux, est le seul métal avec une conductivité électrique supérieure à celle du cuivre. La conductivité électrique de l'argent est de 106 % de celle du cuivre recuit sur l'échelle IACS, et la résistivité électrique de l'argent=15.9 nΩ•m à 20 degrés. Le coût élevé de l'argent combiné à sa faible conductivitérésistance à la tractionlimite son utilisation à des applications spéciales, telles que le placage des joints et des surfaces de contact coulissantes, ainsi que le placage des conducteurs de haute qualitécâbles coaxiauxutilisé à des fréquences supérieures à 30 MHz
