Giá trị của kim loại được xác định trực tiếp bởi các tính chất hóa học và vật lý của chúng. Trong trường hợp của một chỉ số như độ dẫn điện, mối quan hệ này không đơn giản như vậy. Kim loại dẫn điện tốt nhất, khi đo ở nhiệt độ phòng (+20 ° C), là bạc.
Nhưng chi phí cao hạn chế việc sử dụng các bộ phận bằng bạc trong kỹ thuật điện và vi điện tử. Các phần tử bạc trong các thiết bị như vậy chỉ được sử dụng trong trường hợp khả thi về mặt kinh tế.
Ý nghĩa vật lý của độ dẫn điện
Việc sử dụng dây dẫn kim loại có lịch sử lâu đời. Các nhà khoa học và kỹ sư làm việc trong lĩnh vực khoa học và công nghệ sử dụng điện từ lâu đã quyết định vật liệu làm dây dẫn, thiết bị đầu cuối, tiếp điểm, bảng mạch in, … Một đại lượng vật lý được gọi là độ dẫn điện giúp xác định kim loại dẫn điện nhất trên thế giới.
Khái niệm độ dẫn điện nghịch với điện trở. biểu thức định lượngđộ dẫn điện liên quan đến đơn vị điện trở, trong hệ thống đơn vị quốc tế (SI) được đo bằng ohms. Đơn vị đo độ dẫn điện trong hệ SI là Siemens. Ký hiệu tiếng Nga cho đơn vị này là Sm, quốc tế là S. Một độ dẫn điện 1 Sm có một phần của mạng điện có điện trở 1 Ohm.
Độ dẫn điện
Số đo khả năng dẫn điện của một chất được gọi là độ dẫn điện. Kim loại dẫn điện nhất có chỉ số tương tự cao nhất. Đặc tính này có thể được xác định cho bất kỳ chất hoặc phương tiện nào bằng dụng cụ và có biểu thức số. Độ dẫn điện của một dây dẫn hình trụ có chiều dài đơn vị và diện tích mặt cắt ngang đơn vị có liên quan đến điện trở cụ thể của dây dẫn này.
Đơn vị đo độ dẫn của hệ thống là Siemens trên mét - Sm / m. Để tìm ra kim loại nào là kim loại dẫn điện nhất trên thế giới, chỉ cần so sánh độ dẫn điện riêng của chúng, xác định bằng thực nghiệm là đủ. Bạn có thể xác định điện trở suất bằng một thiết bị đặc biệt - microohmmeter. Những đặc điểm này phụ thuộc tỷ lệ nghịch.
Tính dẫn điện của kim loại
Khái niệm về dòng điện là dòng chuyển động có hướng của các hạt mang điện có vẻ hài hòa hơn đối với các chất dựa trên mạng tinh thể đặc trưng của kim loại. Hạt tải điện trong trường hợp có dòng điện trong kim loại là các electron tự do, không phải ion, như trường hợp trong môi trường lỏng. Thực nghiệm đã chứng minh rằng khi dòng điện xảy ra trong kim loại, không cócó sự chuyển giao các hạt vật chất giữa các vật dẫn.
Các chất kim loại khác với các chất khác ở liên kết lỏng lẻo hơn ở cấp độ nguyên tử. Cấu trúc bên trong của kim loại được đặc trưng bởi sự hiện diện của một số lượng lớn các điện tử "cô đơn". mà dưới tác động nhỏ nhất của lực điện từ, sẽ tạo thành một dòng có hướng. Do đó, không phải là vô ích khi kim loại là chất dẫn điện tốt nhất, và chính những tương tác phân tử như vậy đã phân biệt được kim loại dẫn điện tốt nhất. Một tính chất cụ thể khác của kim loại dựa trên các đặc điểm cấu trúc của mạng tinh thể của kim loại - tính dẫn nhiệt cao.
Chất dẫn điện tốt nhất hàng đầu - kim loại
4 kim loại có tầm quan trọng thực tế để sử dụng làm dây dẫn điện được phân bố theo thứ tự sau đây so với giá trị của độ dẫn điện, được đo bằng S / m:
- Bạc - 62500 000.
- Đồng - 59.500.000.
- Vàng - 45.500.000.
- Nhôm - 38.000.000.
Có thể thấy kim loại dẫn điện tốt nhất là bạc. Nhưng cũng giống như vàng, nó chỉ được sử dụng để tổ chức mạng điện trong những trường hợp cụ thể đặc biệt. Lý do là chi phí cao.
Nhưng đồng và nhôm là sự lựa chọn phổ biến nhất cho các thiết bị điện và các sản phẩm cáp do khả năng chịu điện thấp và khả năng chi trả của chúng. Các kim loại khác hiếm khi được sử dụng làm chất dẫn điện.
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ dẫn điện của kim loại
Ngay cả khi dẫn điện nhấtkim loại giảm độ dẫn điện nếu nó chứa các chất phụ gia và tạp chất khác. Hợp kim có cấu trúc mạng tinh thể khác với kim loại "nguyên chất". Nó được phân biệt bởi sự vi phạm đối xứng, vết nứt và các khuyết tật khác. Độ dẫn điện cũng giảm khi nhiệt độ môi trường tăng.
Sự gia tăng điện trở vốn có trong hợp kim được ứng dụng trong các bộ phận gia nhiệt. Không phải ngẫu nhiên mà nichrome, fechral và các hợp kim khác được sử dụng để chế tạo các bộ phận làm việc của lò điện và lò sưởi.
Kim loại dẫn điện tốt nhất là bạc quý, được các thợ kim hoàn sử dụng nhiều hơn để đúc tiền xu, v.v. Nhưng trong công nghệ và thiết bị đo đạc, các tính chất vật lý và hóa học đặc biệt của nó được sử dụng rộng rãi. Ví dụ, ngoài việc được sử dụng trong các đơn vị và cụm có điện trở giảm, lớp mạ bạc bảo vệ các nhóm tiếp xúc khỏi bị oxy hóa. Các đặc tính độc đáo của bạc và các hợp kim của nó thường làm cho việc sử dụng nó trở nên hợp lý mặc dù giá thành cao.
