Die waarde van metale word direk deur hul chemiese en fisiese eienskappe bepaal. In die geval van so 'n aanwyser soos elektriese geleiding, is hierdie verband nie so eenvoudig nie. Die mees elektries geleidende metaal, gemeet by kamertemperatuur (+20 °C), is silwer.
Maar die hoë koste beperk die gebruik van silweronderdele in elektriese ingenieurswese en mikro-elektronika. Silwer elemente in sulke toestelle word slegs gebruik in die geval van ekonomiese haalbaarheid.
Fisiese betekenis van geleidingsvermoë
Die gebruik van metaalgeleiers het 'n lang geskiedenis. Wetenskaplikes en ingenieurs wat in die velde van wetenskap en tegnologie werk wat elektrisiteit gebruik, het lankal besluit op materiale vir drade, terminale, kontakte, gedrukte stroombaanborde, ens. 'n Fisiese hoeveelheid genaamd elektriese geleidingsvermoë help om die mees elektries geleidende metaal in die wêreld te bepaal.
Die konsep van geleidingsvermoë is omgekeerd van elektriese weerstand. kwantitatiewe uitdrukkinggeleidingsvermoë hou verband met die eenheid van weerstand, wat in die internasionale stelsel van eenhede (SI) in ohm gemeet word. Die eenheid van elektriese geleidingsvermoë in die SI-stelsel is Siemens. Die Russiese benaming vir hierdie eenheid is Sm, die internasionale een is S. 'n Elektriese geleidingsvermoë van 1 Sm het 'n gedeelte van 'n elektriese netwerk met 'n weerstand van 1 Ohm.
Geleiding
Die maatstaf van die vermoë van 'n stof om elektrisiteit te gelei word elektriese geleiding genoem. Die mees elektries geleidende metaal het die hoogste soortgelyke aanwyser. Hierdie eienskap kan instrumenteel vir enige stof of medium bepaal word en het 'n numeriese uitdrukking. Die elektriese geleidingsvermoë van 'n silindriese geleier van eenheidslengte en eenheidsdeursnee-area hou verband met die spesifieke weerstand van hierdie geleier.
Die stelseleenheid van geleidingsvermoë is Siemens per meter - Sm/m. Om uit te vind watter van die metale die mees elektries geleidende metaal ter wêreld is, is dit genoeg om hul spesifieke geleidingsvermoë, wat eksperimenteel bepaal is, te vergelyk. U kan die weerstand bepaal met 'n spesiale toestel - 'n mikroohmmeter. Hierdie kenmerke is omgekeerd afhanklik.
Geleidingsvermoë van metale
Die konsep van elektriese stroom as 'n gerigte vloei van gelaaide deeltjies lyk meer harmonieus vir stowwe wat gebaseer is op kristalroosters wat kenmerkend is van metale. Ladingdraers in die geval van 'n elektriese stroom in metale is vrye elektrone, en nie ione nie, soos die geval is in vloeibare media. Daar is eksperimenteel vasgestel dat wanneer 'n stroom in metale voorkom, daar geendaar is 'n oordrag van materiedeeltjies tussen geleiers.
Metaalstowwe verskil van ander in losser bindings op atoomvlak. Die interne struktuur van metale word gekenmerk deur die teenwoordigheid van 'n groot aantal "eensame" elektrone. wat onder die geringste invloed van elektromagnetiese kragte 'n gerigte vloei vorm. Daarom is dit nie verniet dat metale die beste geleiers van elektriese stroom is nie, en dit is juis sulke molekulêre interaksies wat die mees elektries geleidende metaal onderskei. Nog 'n spesifieke eienskap van metale is gebaseer op die strukturele kenmerke van die kristalrooster van metale - hoë termiese geleidingsvermoë.
Top beste dirigente - metale
4 metale van praktiese belang vir hul gebruik as elektriese geleiers word in die volgende volgorde versprei relatief tot die waarde van geleidingsvermoë, gemeet in S/m:
- Silwer - 62 500 000.
- Koper – 59 500 000.
- Goud - 45 500 000.
- Aluminium - 38 000 000.
Dit kan gesien word dat die mees elektries geleidende metaal silwer is. Maar soos goud, word dit slegs in spesiale spesifieke gevalle gebruik om die elektriese netwerk te organiseer. Die rede is die hoë koste.
Maar koper en aluminium is die mees algemene keuse vir elektriese toestelle en kabelprodukte vanweë hul lae elektriese weerstand en bekostigbaarheid. Ander metale word selde as geleiers gebruik.
Faktore wat die geleidingsvermoë van metale beïnvloed
Selfs die mees elektries geleidendedie metaal verminder sy geleidingsvermoë as dit ander bymiddels en onsuiwerhede bevat. Allooie het 'n ander kristalroosterstruktuur as "suiwer" metale. Dit word onderskei deur 'n skending in simmetrie, krake en ander defekte. Geleidingsvermoë neem ook af met toenemende omgewingstemperatuur.
Die verhoogde weerstand inherent aan legerings vind toepassing in verwarmingselemente. Dit is nie toevallig dat nichroom, fechral en ander legerings gebruik word om werkende elemente van elektriese oonde en verwarmers te maak nie.
Die mees elektries geleidende metaal is kosbare silwer, wat meer deur juweliers gebruik word om munte te slaan, ens. Maar in tegnologie en instrumentasie word die spesiale chemiese en fisiese eienskappe daarvan wyd gebruik. Benewens dat dit byvoorbeeld in eenhede en samestellings met verminderde weerstand gebruik word, beskerm silwerplatering die kontakgroepe teen oksidasie. Die unieke eienskappe van silwer en sy allooie maak die gebruik daarvan dikwels geregverdig ten spyte van die hoë koste.
