Elektrické vodiče obsahují pohyblivé elektricky nabité částice, v kovech označované jako „elektrony“. Když se na kov v určitých bodech aplikuje elektrický náboj, elektrony se pohnou a umožní průchod elektřiny. Materiály s vysokou mobilitou elektronů jsou dobrými vodiči a materiály s nízkou mobilitou elektronů nejsou dobrými vodiči, místo toho se označují jako „izolátory“.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Měď, stříbro, hliník, zlato, ocel a mosaz jsou běžnými vodiči elektřiny. Stříbro i zlato jsou sice účinné, ale pro běžné použití jsou příliš drahé. Díky individuálním vlastnostem je každý ideální pro konkrétní účely.
Měď a stříbro jsou nejčastější
Stříbro je nejlepším vodičem elektřiny, protože obsahuje vyšší počet pohyblivých atomů (volné elektrony). Aby byl materiál dobrým vodičem, elektřina procházející tímto materiálem musí být schopna pohybovat elektrony; čím více volných elektronů v kovu, tím větší je jeho vodivost. Stříbro je však dražší než jiné materiály a běžně se nepoužívá, pokud není vyžadováno pro speciální vybavení, jako jsou satelity nebo desky s plošnými spoji. Měď je méně vodivá než stříbro, ale je levnější a běžně se používá jako účinný vodič v domácích spotřebičích. Většina vodičů je potažena mědí a jádra elektromagnetu jsou obvykle obalena měděným drátem. Měď se také snadno pájí a zabalí do drátů, takže se často používá, když je vyžadováno velké množství vodivého materiálu.
Hliník funguje dobře, ale má rizika
Hliník je ve srovnání s jednotkovou hmotností ve skutečnosti vodivější než měď a stojí méně. Hliníkový materiál se používá v domácích výrobcích nebo v elektroinstalaci, ale není to běžná volba, protože má několik strukturálních nedostatků. Například hliník má tendenci vytvářet elektricky odolný oxidový povrch v elektrických spojích, což může způsobit přehřátí spoje. Hliník se místo toho používá pro vysokonapěťová přenosová vedení (např. Kabely nadzemního telefonu), která mohou být pro další ochranu obalena v oceli.
Zlato je efektivní, ale drahé
Zlato je dobrý elektrický vodič a při vystavení vzduchu nezanechává stopy jako jiné kovy - například ocel nebo měď mohou při dlouhodobém působení kyslíku oxidovat (korodovat). Zlato je obzvláště drahé a používá se pouze pro určité materiály, například pro součásti s plošnými spoji nebo malé elektrické konektory. Některé materiály mohou být pozlaceny jako elektrický vodič nebo mohou použít malé množství zlata, které je poté naneseno na jiný materiál, aby se snížily výrobní náklady.
Ocelové a mosazné slitiny mají zvláštní použití
Ocel je slitina železa, která je také vodičem, a je nepružný kov, který je při působení vzduchu vysoce korozivní. Je obtížné odlévat a nepoužívá se v malých výrobcích nebo strojích; místo toho se ocel používá k opláštění jiných vodičů nebo pro velké konstrukce. Mosaz, která je také slitinou, je tahový kov, který umožňuje snadné ohýbání a formování na různé části pro menší stroje. Je méně korozivní než ocel, mírně vodivější, levnější při nákupu a stále si zachovává hodnotu po použití, zatímco ocelová slitina je cenná pouze při prvním nákupu.