Les conducteurs électriques possèdent des particules mobiles chargées électriquement, appelées "électrons" dans les métaux. Lorsqu'une charge électrique est appliquée à un métal à certains endroits, les électrons se déplacent et laissent passer l'électricité. Les matériaux à haute mobilité électronique sont de bons conducteurs et les matériaux à faible mobilité électronique ne sont pas de bons conducteurs, plutôt appelés « isolants ».
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Le cuivre, l'argent, l'aluminium, l'or, l'acier et le laiton sont des conducteurs courants d'électricité. Bien que l'argent et l'or soient tous deux efficaces, ils sont trop chers pour un usage courant. Les propriétés individuelles rendent chacun idéal pour des objectifs spécifiques.
Le cuivre et l'argent sont les plus courants
L'argent est le meilleur conducteur d'électricité car il contient un plus grand nombre d'atomes mobiles (électrons libres). Pour qu'un matériau soit un bon conducteur, l'électricité qui le traverse doit pouvoir déplacer les électrons; plus il y a d'électrons libres dans un métal, plus sa conductivité est grande. Cependant, l'argent est plus cher que d'autres matériaux et n'est normalement pas utilisé à moins qu'il ne soit requis pour des équipements spécialisés tels que des satellites ou des circuits imprimés. Le cuivre est moins conducteur que l'argent, mais il est moins cher et couramment utilisé comme conducteur efficace dans les appareils électroménagers. La plupart des fils sont plaqués de cuivre et les noyaux des électroaimants sont normalement enveloppés de fil de cuivre. Le cuivre est également facile à souder et à enrouler dans des fils, il est donc souvent utilisé lorsqu'une grande quantité de matériau conducteur est requise.
L'aluminium fonctionne bien, mais présente des risques
L'aluminium, par rapport au poids unitaire, est en fait plus conducteur que le cuivre et coûte moins cher. L'aluminium est utilisé dans les produits ménagers ou dans le câblage, mais ce n'est pas un choix courant car il présente plusieurs défauts structurels. Par exemple, l'aluminium a tendance à former une surface d'oxyde électriquement résistante dans les connexions électriques, ce qui peut provoquer une surchauffe de la connexion. L'aluminium est plutôt utilisé pour les lignes de transmission à haute tension (telles que les câbles téléphoniques aériens) qui peuvent être recouverts d'acier pour une protection supplémentaire.
L'or est efficace mais cher
L'or est un bon conducteur électrique et ne ternit pas comme les autres métaux lorsqu'il est exposé à l'air - par exemple, l'acier ou le cuivre peuvent s'oxyder (corroder) lorsqu'ils sont en conduction prolongée avec de l'oxygène. L'or est particulièrement cher et n'est utilisé que pour certains matériaux, tels que les composants des circuits imprimés ou les petits connecteurs électriques. Certains matériaux peuvent recevoir un placage d'or comme conducteur électrique, ou utiliser une petite quantité d'or qui est ensuite plaquée dans un autre matériau pour réduire les coûts de fabrication.
Les alliages d'acier et de laiton ont des utilisations spéciales
L'acier est un alliage de fer, qui est également un conducteur, et est un métal inflexible qui est très corrosif lorsqu'il est exposé à l'air. Il est difficile à couler et n'est pas utilisé dans de petits produits ou machines; au lieu de cela, l'acier est utilisé pour envelopper d'autres conducteurs ou pour une grande structure. Le laiton, qui est également un alliage, est un métal de traction qui le rend facile à plier et à mouler en différentes pièces pour les petites machines. Il est moins corrosif que l'acier, légèrement plus conducteur, moins cher à l'achat et conserve toujours sa valeur après utilisation, tandis que l'alliage d'acier n'a de valeur que lors de son premier achat.