Elektrische bedrading is een belangrijk onderdeel van alles, van stroomopwekking, telecommunicatie, consumentenelektronica en zelfs het meest eenvoudige circuitwerk. De kern van elektrische draden zijn geleidende metalen die ervoor zorgen dat elektriciteit van punt naar punt kan worden overgedragen: de meest geleidende van allemaal is zilver, op de voet gevolgd door koper. Maar ondanks de positie van zilver als het meest geleidende metaal op aarde, is koper de wereldwijde standaard in elektrisch werk. Hoewel zilverdraad een hogere geleidbaarheid heeft, zijn er nadelen aan het gebruik ervan, waardoor koperdraad in de meeste situaties de betere optie is.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Hoewel zilverdraad ongeveer 7 procent meer geleidend is dan koperdraad van dezelfde lengte, is zilver een aanzienlijk zeldzamer metaal dan koper. Gecombineerd met de neiging van zilver om te oxideren en efficiëntie te verliezen als elektrische geleider, maakt de relatief kleine toename in geleidbaarheid koper in de meeste scenario's een verstandiger optie. Zilverdraad is echter over het algemeen gereserveerd voor gevoeligere systemen en speciale elektronica waar hoge geleidbaarheid over een kleine afstand prioriteit heeft.
Basisprincipes van geleidbaarheid
Elektrische geleidbaarheid is de maat voor hoe goed elektrische stroom door een bepaald materiaal vloeit. Hoe meer geleidend een bepaald materiaal is, des te minder elektriciteit gaat er verloren als de stroom zich verplaatst van van punt tot punt, waardoor een hoge geleidbaarheid cruciaal is voor draden die stroom over aanzienlijk dragen afstanden. Het wordt gemeten in eenheden van semens per meter.
Zilver en koper geleidbaarheid
Zilver en koper zijn de twee meest geleidende metalen die de mensheid kent, met goud op de derde plaats. De geleidbaarheid van zilver is 63 x 10^6 siemens/meter, ongeveer zeven procent hoger dan de geleidbaarheid van gegloeid koper, die 59 x 10^6 siemens/meter bedraagt. Gemeten in ohm, het verschil in weerstand (de hoeveelheid elektriciteit die verloren gaat als een stroom zich voortplant) van punt A naar punt B door een materiaal) van 24-gauge, 1000 voet lang zilver en koperdraad is gering. De weerstand van de koperdraad is slechts 2 ohm hoger.
Oxidatie en zeldzaamheid van metalen
Hoewel het verschil in de prestaties van zilver en koperdraad duidelijk is, zijn er een paar redenen waarom koperdraad vaker wordt gebruikt dan zilver. Het meest opvallende is de overvloed aan koper in vergelijking met zilver. Er is aanzienlijk meer natuurlijk voorkomend koper dan zilver beschikbaar op aarde, waardoor het zeldzamere, beter presterende metaal aanzienlijk duurder is om te produceren. Zilver is ook gevoeliger voor de effecten van oxidatie, vooral in vochtige klimaten of zeer zure bodems. Geleidende metalen (met de functionele uitzondering van goud) reageren met water, zuurstof en/of zwavel en worden na verloop van tijd afgebroken tot halfgeleiders, waardoor ze veel minder efficiënt worden in het verplaatsen van elektriciteit. Hoewel alle metalen draden in de loop van de tijd verslechteren, maakt de hoge mate van degradatie van zilver in vergelijking met de kosten het in veel scenario's een slechte bedradingsoptie.
Gebruik van metaal
Als gevolg van de hogere kosten van zilver zijn zilverdraad en soldeer een nicheproduct. Terwijl koper wordt gebruikt in draden, connectoren, gedrukte schakelingen en andere elektrische onderdelen in een aantal industrieën, is zilver dat wel algemeen gebruikt als onderdeel in speciale elektronica en gevoelige systemen, zoals schakelaars van industriële kwaliteit en auto's contacten.