Værdien af metaller er direkte bestemt af deres kemiske og fysiske egenskaber. I tilfælde af en sådan indikator som elektrisk ledningsevne er dette forhold ikke så ligetil. Det mest elektrisk ledende metal, målt ved stuetemperatur (+20 °C), er sølv.
Men de høje omkostninger begrænser brugen af sølvdele i elektroteknik og mikroelektronik. Sølvelementer i sådanne enheder bruges kun i tilfælde af økonomisk gennemførlighed.
Konduktivitets fysiske betydning
Brugen af metalliske ledere har en lang historie. Forskere og ingeniører, der arbejder inden for videnskab og teknologi, der bruger elektricitet, har længe besluttet sig for materialer til ledninger, terminaler, kontakter, printplader osv. En fysisk størrelse kaldet elektrisk ledningsevne hjælper med at bestemme det mest elektrisk ledende metal i verden.
Begrebet ledningsevne er omvendt til elektrisk modstand. kvantitativt udtrykledningsevne er relateret til modstandsenheden, som i det internationale enhedssystem (SI) måles i ohm. Enheden for elektrisk ledningsevne i SI-systemet er Siemens. Den russiske betegnelse for denne enhed er Sm, den internationale er S. En elektrisk ledningsevne på 1 Sm har en sektion af et elektrisk netværk med en modstand på 1 Ohm.
Konduktivitet
Målet for et stofs evne til at lede elektricitet kaldes elektrisk ledningsevne. Det mest elektrisk ledende metal har den højeste lignende indikator. Denne egenskab kan bestemmes for ethvert stof eller medium instrumentelt og har et numerisk udtryk. Den elektriske ledningsevne af en cylindrisk leder af enhedslængde og enhedstværsnitsareal er relateret til denne leders specifikke modstand.
Systemenheden for ledningsevne er Siemens pr. meter - Sm/m. For at finde ud af, hvilket af metallerne der er det mest elektrisk ledende metal i verden, er det nok at sammenligne deres specifikke ledningsevne, bestemt eksperimentelt. Du kan bestemme resistiviteten ved hjælp af en speciel enhed - et mikroohmmeter. Disse karakteristika er omvendt afhængige.
Metals ledningsevne
Selve begrebet elektrisk strøm som en rettet strøm af ladede partikler virker mere harmonisk for stoffer baseret på krystalgitter, der er karakteristiske for metaller. Ladningsbærere i tilfælde af elektrisk strøm i metaller er frie elektroner og ikke ioner, som det er tilfældet i flydende medier. Det er eksperimentelt blevet fastslået, at når der opstår en strøm i metaller, er der ingender sker en overførsel af stofpartikler mellem ledere.
Metalliske stoffer adskiller sig fra andre i løsere bindinger på atomniveau. Den indre struktur af metaller er kendetegnet ved tilstedeværelsen af et stort antal "ensomme" elektroner. som under den mindste påvirkning af elektromagnetiske kræfter danner en rettet strømning. Derfor er det ikke forgæves, at metaller er de bedste ledere af elektrisk strøm, og det er netop sådanne molekylære vekselvirkninger, der adskiller det mest elektrisk ledende metal. En anden specifik egenskab ved metaller er baseret på de strukturelle træk ved metallers krystalgitter - høj varmeledningsevne.
Top bedste dirigenter - metaller
4 metaller af praktisk betydning for deres anvendelse som elektriske ledere er fordelt i følgende rækkefølge i forhold til værdien af ledningsevne, målt i S/m:
- Sølv - 62 500 000.
- Kobber - 59.500.000.
- Guld - 45.500.000.
- Aluminium - 38.000.000.
Det kan ses, at det mest elektrisk ledende metal er sølv. Men ligesom guld bruges det kun til at organisere det elektriske netværk i særlige specifikke tilfælde. Årsagen er de høje omkostninger.
Men kobber og aluminium er det mest almindelige valg til elektriske apparater og kabelprodukter på grund af deres lave elektriske modstand og overkommelige priser. Andre metaller bruges sjældent som ledere.
Faktorer, der påvirker metallers ledningsevne
Selv den mest elektrisk ledendemetallet reducerer sin ledningsevne, hvis det indeholder andre tilsætningsstoffer og urenheder. Legeringer har en anden krystalgitterstruktur end "rene" metaller. Det er kendetegnet ved en krænkelse i symmetri, revner og andre defekter. Ledningsevnen falder også med stigende omgivelsestemperatur.
Den øgede modstand, der er iboende i legeringer, finder anvendelse i varmeelementer. Det er ikke tilfældigt, at nichrome, fechral og andre legeringer bruges til at lave arbejdselementer af elektriske ovne og varmelegemer.
Det mest elektrisk ledende metal er ædelsølv, mere brugt af juvelerer til at præge mønter osv. Men i teknologi og instrumentering er dets særlige kemiske og fysiske egenskaber meget brugt. For eksempel, ud over at blive brugt i enheder og samlinger med reduceret modstand, beskytter sølvbelægning kontaktgrupper mod oxidation. De unikke egenskaber ved sølv og dets legeringer gør det ofte berettiget at bruge det på trods af de høje omkostninger.
