Características y aplicaciones del cobre

Bienvenidos a nuestras páginas educativas. En esta sección, podrá averiguar la historia, biología, química y física del cobre. Además, hay páginas sobre las credenciales medioambientales del cobre y algunos estudios de casos del cobre en acción en la industria.

Podrá realizar un viaje virtual por una casa que le muestra las muchas maneras como se usa el cobre dentro y fuera de la casa.

También podrá acceder a una presentación interactiva sobre la importancia del cobre en la producción de monedas de Euro. 

Propiedades y usos del cobre

Las funciones del cobre

El cobre desempeña un papel vital en la formación de nuestras vidas. La gente ha usado el cobre desde el 9000 A.C. Uno de los motivos de que el cobre sea tan importante es que puede utilizarse en aleaciones. Esto significa que puede combinarse con otros metales para hacer nuevas aleaciones, como el latón y el bronce. Estas aleaciones son más duras, fuertes y resistentes a la corrosión que el cobre puro.

Hoy en día es apreciado por sus diferentes cualidades. Es un excelente conductor de la electricidad y el calor; es fuerte, dúctil y puede unirse fácilmente por soldadura; además, es higiénico, fácil de alear y resistente a la corrosión.

Se puede encontrar cobre por todas partes. En su casa se esconde en los objetos diarios, como los teléfonos, las cañerías, las cerraduras y los cableados eléctricos.

Propiedades del cobre

Conductividad eléctrica

El cobre tiene una mejor conductividad eléctrica que cualquier otro metal, excepto la plata. Una buena conductividad eléctrica es lo mismo que una resistencia eléctrica reducida.

Aplicaciones

Los cables de cobre permiten que la corriente eléctrica fluya sin demasiada pérdida de energía. Por esto, los cables de cobre se usan en la red principal en las casas y en el subsuelo (aunque los cables elevados tienden a ser de aluminio porque es menos denso). Pero, cuando es más importante el tamaño que el peso, el cobre es la mejor opción. La cinta de cobre grueso se usa para los conductores de relámpagos en edificios altos como las agujas de las iglesias. El cable tiene que ser grueso para poder llevar una gran corriente sin fundirse.

El cable de cobre puede bobinarse en un rollo. El rollo producirá un campo magnético y, al ser de cobre, no gastará demasiada energía eléctrica. Algunos ejemplos de dónde pueden encontrarse los rollos de cobre son:

Electroimanes:

Cerraduras, grúas para chatarra, timbres eléctricos.

Motores:

Bombas, utensilios domésticos (lavadoras, lavavajillas, neveras, aspiradoras), coches (motores de arranque, limpiaparabrisas, elevalunas eléctricos), ordenadores (unidades de disco, ventiladores), sistemas de entretenimiento (reproductores de CD y DVD).

Dínamos:

Bicicletas, centrales eléctricas.

Transformadores:

Adaptadores de red, subestaciones de electricidad, centrales eléctricas.

Como conduce el cobre

El cobre es un metal. Está hecho de átomos de cobre estrechamente empaquetados juntos.

Si pudiéramos mirarlo bastante de cerca, veríamos que hay electrones que se mueven entre los átomos de cobre. Cada átomo de cobre ha perdido un electrón y se ha convertido en un ión positivo. De modo que el cobre es un entramado de iones de cobre positivos con electrones libres que se mueven entre ellos. (Los electrones son un poco como las partículas de un gas que se mueven libremente dentro de los extremos del cable).

Los electrones pueden moverse libremente por el metal. Por esto, son conocidos como electrones libres. También son conocidos como electrones de conducción, porque ayudan al cobre a ser un buen conductor de calor y electricidad.

Los iones de cobre vibran. Obsérvese que vibran alrededor del mismo lugar, mientras que los electrones pueden moverse por el entramado. Esto es muy importante cuando conectamos el cable a una batería.

Conducción de la electricidad

Podemos conectar un cable de cobre a una batería y a un interruptor. Normalmente, los electrones libres se mueven al azar en el metal.

Cuando cerramos el interruptor, fluye una corriente eléctrica. Ahora los electrones libres fluyen por el cable (aquí, se mueven de izquierda a derecha - aunque también siguen moviéndose al azar).

Los electrones tienen una carga negativa. Son atraídos al extremo positivo de la batería. Los electrones libres se mueven por el cobre, fluyendo desde el terminal negativo al terminal positivo de la batería (obsérvese que fluyen en dirección contraria a la corriente convencional; esto es porque tienen una carga negativa).

Los iones de cobre en el cable vibran. A veces un ión bloquea el camino de un electrón en movimiento. El electrón choca con el ión y rebota. Esto hace más lento al electrón. Parte de su energía ha sido transferida al ión, que vibra más rápidamente.

De esta manera, la energía es transferida desde los electrones en movimiento a los iones de cobre. El cobre se calienta. Este explica por qué:

• los metales tienen resistencia eléctrica;
• los metales se calientan cuando una corriente fluye por ellos.