Verdien av metaller bestemmes direkte av deres kjemiske og fysiske egenskaper. Når det gjelder en slik indikator som elektrisk ledningsevne, er dette forholdet ikke så enkelt. Det mest elektrisk ledende metallet, målt ved romtemperatur (+20 °C), er sølv.
Men de høye kostnadene begrenser bruken av sølvdeler innen elektroteknikk og mikroelektronikk. Sølvelementer i slike enheter brukes bare i tilfelle av økonomisk gjennomførbarhet.
Konduktivitets fysiske betydning
Bruken av metalliske ledere har en lang historie. Forskere og ingeniører som arbeider innen vitenskap og teknologi som bruker elektrisitet har lenge bestemt seg for materialer til ledninger, terminaler, kontakter, trykte kretskort osv. En fysisk størrelse k alt elektrisk ledningsevne er med på å bestemme det mest elektrisk ledende metallet i verden.
Konseptet med ledningsevne er inverst til elektrisk motstand. kvantitativt uttrykkledningsevne er relatert til motstandsenheten, som i det internasjonale enhetssystemet (SI) måles i ohm. Enheten for elektrisk ledningsevne i SI-systemet er Siemens. Den russiske betegnelsen for denne enheten er Sm, den internasjonale er S. En elektrisk ledningsevne på 1 Sm har en del av et elektrisk nettverk med en motstand på 1 Ohm.
Konduktivitet
Målet på et stoffs evne til å lede elektrisitet kalles elektrisk ledningsevne. Det mest elektrisk ledende metallet har den høyeste lignende indikatoren. Denne egenskapen kan bestemmes for ethvert stoff eller medium instrumentelt og har et numerisk uttrykk. Den elektriske ledningsevnen til en sylindrisk leder med enhetslengde og enhetstverrsnittsareal er relatert til den spesifikke motstanden til denne lederen.
Systemenheten for konduktivitet er Siemens per meter - Sm/m. For å finne ut hvilket av metallene som er det mest elektrisk ledende metallet i verden, er det nok å sammenligne deres spesifikke ledningsevne, bestemt eksperimentelt. Du kan bestemme resistiviteten ved å bruke en spesiell enhet - et mikroohmmeter. Disse egenskapene er omvendt avhengige.
Konduktivitet av metaller
Selve konseptet med elektrisk strøm som en rettet strøm av ladede partikler virker mer harmonisk for stoffer basert på krystallgitter som er karakteristiske for metaller. Ladningsbærere ved elektrisk strøm i metaller er frie elektroner, og ikke ioner, slik tilfellet er i flytende medier. Det er eksperimentelt fastslått at når det oppstår en strøm i metaller, er det ingendet er en overføring av materiepartikler mellom ledere.
Metalliske stoffer skiller seg fra andre i løsere bindinger på atomnivå. Den indre strukturen til metaller er preget av tilstedeværelsen av et stort antall "ensomme" elektroner. som under den minste påvirkning av elektromagnetiske krefter danner en rettet strømning. Derfor er det ikke forgjeves at metaller er de beste lederne av elektrisk strøm, og det er nettopp slike molekylære interaksjoner som skiller det mest elektrisk ledende metallet. En annen spesifikk egenskap til metaller er basert på de strukturelle egenskapene til krystallgitteret til metaller - høy varmeledningsevne.
Topp beste dirigenter - metaller
4 metaller av praktisk betydning for deres bruk som elektriske ledere er fordelt i følgende rekkefølge i forhold til verdien av konduktivitet, målt i S/m:
- Sølv - 62 500 000.
- Kobber - 59 500 000.
- Gull - 45 500 000.
- Aluminium - 38 000 000.
Det kan sees at det mest elektrisk ledende metallet er sølv. Men som gull, brukes det til å organisere det elektriske nettverket bare i spesielle spesifikke tilfeller. Årsaken er de høye kostnadene.
Men kobber og aluminium er det vanligste valget for elektriske apparater og kabelprodukter på grunn av deres lave elektriske motstand og rimelige priser. Andre metaller brukes sjelden som ledere.
Faktorer som påvirker ledningsevnen til metaller
Selv de mest elektrisk ledendemetallet reduserer ledningsevnen hvis det inneholder andre tilsetningsstoffer og urenheter. Legeringer har en annen krystallgitterstruktur enn "rene" metaller. Det er preget av brudd i symmetri, sprekker og andre defekter. Konduktiviteten avtar også med økende omgivelsestemperatur.
Den økte motstanden i legeringer finner anvendelse i varmeelementer. Det er ingen tilfeldighet at nichrome, fechral og andre legeringer brukes til å lage arbeidselementer av elektriske ovner og varmeovner.
Det mest elektrisk ledende metallet er edelt sølv, mer brukt av gullsmeder for å prege mynter osv. Men innen teknologi og instrumentering er dets spesielle kjemiske og fysiske egenskaper mye brukt. For eksempel, i tillegg til å brukes i enheter og sammenstillinger med redusert motstand, beskytter sølvbelegg kontaktgrupper mot oksidasjon. De unike egenskapene til sølv og dets legeringer gjør ofte bruken rettferdiggjort til tross for de høye kostnadene.
