Vrednost kovin neposredno določajo njihove kemične in fizikalne lastnosti. V primeru takšnega kazalnika, kot je električna prevodnost, to razmerje ni tako preprosto. Najbolj električno prevodna kovina, merjena pri sobni temperaturi (+20 °C), je srebro.
Vendar visoki stroški omejujejo uporabo srebrnih delov v elektrotehniki in mikroelektroniki. Srebrni elementi v takšnih napravah se uporabljajo samo v primeru ekonomske izvedljivosti.
Fizični pomen prevodnosti
Uporaba kovinskih prevodnikov ima dolgo zgodovino. Znanstveniki in inženirji, ki delajo na področjih znanosti in tehnologije, ki uporabljajo elektriko, so se že dolgo odločali za materiale za žice, sponke, kontakte, tiskana vezja itd. Fizična količina, imenovana električna prevodnost, pomaga določiti najbolj električno prevodno kovino na svetu.
Koncept prevodnosti je obraten električnemu uporu. kvantitativni izrazprevodnost je povezana z enoto upora, ki se v mednarodnem sistemu enot (SI) meri v ohmih. Enota za električno prevodnost v sistemu SI je Siemens. Ruska oznaka te enote je Sm, mednarodna je S. Električna prevodnost 1 Sm ima odsek električnega omrežja z uporom 1 Ohm.
prevodnost
Merje sposobnosti snovi, da prevaja elektriko, se imenuje električna prevodnost. Najbolj električno prevodna kovina ima najvišji podoben kazalnik. To lastnost je mogoče določiti za katero koli snov ali medij instrumentalno in ima numerični izraz. Električna prevodnost valjastega prevodnika z enotno dolžino in enoto prečnega prereza je povezana s specifičnim uporom tega prevodnika.
Sistemska enota prevodnosti je Siemens na meter - Sm/m. Da bi ugotovili, katera od kovin je najbolj električno prevodna kovina na svetu, je dovolj, da primerjamo njihovo specifično prevodnost, določeno eksperimentalno. Upornost lahko določite s posebno napravo - mikroohmmetrom. Te značilnosti so obratno odvisne.
Prevodnost kovin
Sam koncept električnega toka kot usmerjenega toka nabitih delcev se zdi bolj harmoničen za snovi, ki temeljijo na kristalnih mrežah, značilnih za kovine. Nosilci naboja v primeru električnega toka v kovinah so prosti elektroni in ne ioni, kot je to v tekočih medijih. Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da kadar se v kovinah pojavi tok, nimed prevodniki pride do prenosa delcev snovi.
Kovinske snovi se od drugih razlikujejo po ohlapnejših vezi na atomski ravni. Za notranjo strukturo kovin je značilna prisotnost velikega števila "osamljenih" elektronov. ki ob najmanjšem vplivu elektromagnetnih sil tvorijo usmerjen tok. Zato ni zaman, da so kovine najboljši prevodniki električnega toka in ravno takšne molekularne interakcije ločijo najbolj električno prevodno kovino. Druga specifična lastnost kovin temelji na strukturnih značilnostih kristalne rešetke kovin - visoki toplotni prevodnosti.
Najboljši dirigenti - kovine
4 kovine, ki so praktično pomembne za njihovo uporabo kot električni prevodniki, so razporejene v naslednjem vrstnem redu glede na vrednost prevodnosti, merjeno v S/m:
- srebro - 62 500 000.
- baker - 59.500.000.
- zlato - 45.500.000.
- Aluminij - 38.000.000.
Vidimo, da je najbolj električno prevodna kovina srebro. Toda tako kot zlato se uporablja za organizacijo električnega omrežja le v posebnih posebnih primerih. Razlog so visoki stroški.
Toda baker in aluminij sta najpogostejša izbira za električne naprave in kabelske izdelke zaradi nizke električne upornosti in cenovne dostopnosti. Druge kovine se redko uporabljajo kot prevodniki.
Dejavniki, ki vplivajo na prevodnost kovin
Tudi najbolj električno prevodnikovina zmanjša svojo prevodnost, če vsebuje druge dodatke in nečistoče. Zlitine imajo drugačno strukturo kristalne mreže kot "čiste" kovine. Odlikuje ga kršitev simetrije, razpoke in druge napake. Prevodnost se zmanjšuje tudi z naraščajočo temperaturo okolice.
Povečana odpornost zlitin se uporablja v grelnih elementih. Ni naključje, da se nikrom, fechral in druge zlitine uporabljajo za izdelavo delovnih elementov električnih peči in grelnikov.
Najbolj električno prevodna kovina je plemenito srebro, ki ga draguljarji bolj uporabljajo za kovanje kovancev itd. Toda v tehnologiji in instrumentaciji se njegove posebne kemične in fizikalne lastnosti pogosto uporabljajo. Na primer, poleg tega, da se uporablja v enotah in sklopih z zmanjšano odpornostjo, srebrna prevleka ščiti kontaktne skupine pred oksidacijo. Zaradi edinstvenih lastnosti srebra in njegovih zlitin je njegova uporaba pogosto upravičena kljub visokim stroškom.
