Värdet på metaller bestäms direkt av deras kemiska och fysikaliska egenskaper. När det gäller en sådan indikator som elektrisk ledningsförmåga är detta förhållande inte så enkelt. Den mest elektriskt ledande metallen, mätt vid rumstemperatur (+20 °C), är silver.
Men den höga kostnaden begränsar användningen av silverdelar inom elektroteknik och mikroelektronik. Silverelement i sådana enheter används endast om det är ekonomiskt genomförbart.
Konduktivitets fysiska betydelse
Användningen av metallledare har en lång historia. Forskare och ingenjörer som arbetar inom vetenskap och teknik som använder elektricitet har länge bestämt sig för material för ledningar, terminaler, kontakter, kretskort etc. En fysisk storhet som kallas elektrisk ledningsförmåga hjälper till att bestämma den mest elektriskt ledande metallen i världen.
Begreppet konduktivitet är omvänt mot elektriskt motstånd. kvantitativt uttryckkonduktiviteten är relaterad till resistansenheten, som i det internationella enhetssystemet (SI) mäts i ohm. Enheten för elektrisk ledningsförmåga i SI-systemet är Siemens. Den ryska beteckningen för denna enhet är Sm, den internationella är S. En elektrisk ledningsförmåga på 1 Sm har en del av ett elektriskt nätverk med ett motstånd på 1 Ohm.
Konduktivitet
Månget på ett ämnes förmåga att leda elektricitet kallas elektrisk ledningsförmåga. Den mest elektriskt ledande metallen har den högsta liknande indikatorn. Denna egenskap kan bestämmas för vilket ämne eller medium som helst instrumentellt och har ett numeriskt uttryck. Den elektriska ledningsförmågan hos en cylindrisk ledare av enhetslängd och enhetstvärsnittsarea är relaterad till den specifika resistansen hos denna ledare.
Systemenheten för konduktivitet är Siemens per meter - Sm/m. För att ta reda på vilken av metallerna som är den mest elektriskt ledande metallen i världen räcker det att jämföra deras specifika ledningsförmåga, bestämd experimentellt. Du kan bestämma resistiviteten med en speciell enhet - en mikroohmmeter. Dessa egenskaper är omvänt beroende.
Konduktivitet hos metaller
Själva konceptet med elektrisk ström som ett riktat flöde av laddade partiklar verkar mer harmoniskt för ämnen baserade på kristallgitter som är karakteristiska för metaller. Laddningsbärare vid elektrisk ström i metaller är fria elektroner, och inte joner, som är fallet i flytande medier. Det har experimentellt fastställts att när en ström uppstår i metaller finns det ingendet sker en överföring av partiklar av materia mellan ledare.
Metalliska ämnen skiljer sig från andra i lösare bindningar på atomnivå. Den inre strukturen hos metaller kännetecknas av närvaron av ett stort antal "ensamma" elektroner. som under minsta påverkan av elektromagnetiska krafter bildar ett riktat flöde. Därför är det inte förgäves att metaller är de bästa ledarna av elektrisk ström, och det är just sådana molekylära interaktioner som utmärker den mest elektriskt ledande metallen. En annan specifik egenskap hos metaller är baserad på de strukturella egenskaperna hos kristallgittret av metaller - hög värmeledningsförmåga.
Bästa bästa ledare - metaller
4 metaller av praktisk betydelse för deras användning som elektriska ledare fördelas i följande ordning i förhållande till konduktivitetens värde, mätt i S/m:
- Silver - 62 500 000.
- Copper - 59 500 000.
- Guld - 45 500 000.
- Aluminium - 38 000 000.
Det kan ses att den mest elektriskt ledande metallen är silver. Men som guld används det för att organisera det elektriska nätverket endast i speciella specifika fall. Anledningen är den höga kostnaden.
Men koppar och aluminium är det vanligaste valet för elektriska apparater och kabelprodukter på grund av deras låga elektriska motstånd och överkomliga priser. Andra metaller används sällan som ledare.
Faktorer som påverkar ledningsförmågan hos metaller
Även den mest elektriskt ledandemetallen minskar sin ledningsförmåga om den innehåller andra tillsatser och föroreningar. Legeringar har en annan kristallgitterstruktur än "rena" metaller. Det kännetecknas av en kränkning i symmetri, sprickor och andra defekter. Konduktiviteten minskar också med ökande omgivningstemperatur.
Den ökade motståndskraften i legeringar kan användas i värmeelement. Det är ingen slump att nichrome, fechral och andra legeringar används för att tillverka arbetselement av elektriska ugnar och värmare.
Den mest elektriskt ledande metallen är ädelsilver, som används mer av juvelerare för att prägla mynt, etc. Men inom teknik och instrumentering används dess speciella kemiska och fysikaliska egenskaper i stor utsträckning. Till exempel, förutom att användas i enheter och sammansättningar med minskat motstånd, skyddar silverplätering kontaktgrupper från oxidation. De unika egenskaperna hos silver och dess legeringar gör det ofta motiverat att använda det trots den höga kostnaden.
