I conduttori elettrici possiedono particelle mobili caricate elettricamente, chiamate "elettroni" nei metalli. Quando una carica elettrica viene applicata a un metallo in determinati punti, gli elettroni si spostano e consentono il passaggio dell'elettricità. I materiali con elevata mobilità degli elettroni sono buoni conduttori e i materiali con bassa mobilità degli elettroni non sono buoni conduttori, chiamati invece "isolanti".
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Rame, argento, alluminio, oro, acciaio e ottone sono comuni conduttori di elettricità. Mentre l'argento e l'oro sono entrambi efficaci, sono troppo costosi per l'uso comune. Le proprietà individuali rendono ciascuna ideale per scopi specifici.
Il rame e l'argento sono i più comuni
L'argento è il miglior conduttore di elettricità perché contiene un numero maggiore di atomi mobili (elettroni liberi). Perché un materiale sia un buon conduttore, l'elettricità che lo attraversa deve essere in grado di muovere gli elettroni; più elettroni liberi in un metallo, maggiore è la sua conduttività. Tuttavia, l'argento è più costoso di altri materiali e non viene normalmente utilizzato a meno che non sia richiesto per apparecchiature specializzate come satelliti o circuiti stampati. Il rame è meno conduttivo dell'argento, ma è più economico e comunemente usato come conduttore efficace negli elettrodomestici. La maggior parte dei fili è placcata in rame e i nuclei dell'elettromagnete sono normalmente avvolti con filo di rame. Il rame è anche facile da saldare e avvolgere nei fili, quindi viene spesso utilizzato quando è richiesta una grande quantità di materiale conduttivo.
L'alluminio funziona bene, ma ha dei rischi
L'alluminio, se confrontato per peso unitario, è in realtà più conduttivo del rame e costa meno. Il materiale in alluminio viene utilizzato nei prodotti per la casa o nei cablaggi ma non è una scelta comune perché presenta diversi difetti strutturali. Ad esempio, l'alluminio ha la tendenza a formare una superficie di ossido elettricamente resistente nei collegamenti elettrici, che può causare il surriscaldamento del collegamento. L'alluminio è invece utilizzato per le linee di trasmissione ad alta tensione (come i cavi telefonici aerei) che possono essere rivestiti in acciaio per una protezione aggiuntiva.
L'oro è efficace ma costoso
L'oro è un buon conduttore elettrico e non si appanna come altri metalli se esposto all'aria, ad esempio l'acciaio o il rame possono ossidarsi (corrodersi) se in una condotta prolungata con l'ossigeno. L'oro è particolarmente costoso e viene utilizzato solo per alcuni materiali, come componenti di circuiti stampati o piccoli connettori elettrici. Alcuni materiali possono ricevere placcatura in oro come conduttore elettrico o utilizzare una piccola quantità di oro che viene poi placcata in un altro materiale per ridurre i costi di produzione.
Le leghe di acciaio e ottone hanno usi speciali
L'acciaio è una lega di ferro, che è anche un conduttore, ed è un metallo inflessibile che è altamente corrosivo se esposto all'aria. È difficile da fondere e non viene utilizzato in piccoli prodotti o macchine; invece, l'acciaio viene utilizzato per incassare altri conduttori o per grandi strutture. L'ottone, che è anche una lega, è un metallo di trazione che lo rende facile da piegare e modellare in parti diverse per macchine più piccole. È meno corrosivo dell'acciaio, leggermente più conduttivo, più economico da acquistare e conserva ancora il valore dopo l'uso, mentre la lega di acciaio è preziosa solo al momento dell'acquisto.