Przewodniki elektryczne posiadają ruchome, naładowane elektrycznie cząstki, zwane w metalach „elektronami”. Kiedy ładunek elektryczny zostanie przyłożony do metalu w pewnych punktach, elektrony będą się poruszać i przepuszczać elektryczność. Materiały o wysokiej ruchliwości elektronów są dobrymi przewodnikami, a materiały o niskiej ruchliwości elektronów nie są dobrymi przewodnikami i są określane jako „izolatory”.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Miedź, srebro, aluminium, złoto, stal i mosiądz są powszechnymi przewodnikami elektryczności. Chociaż zarówno srebro, jak i złoto są skuteczne, są zbyt drogie do powszechnego użytku. Indywidualne właściwości sprawiają, że każdy jest idealny do określonych celów.
Najczęściej spotykane są miedź i srebro
Srebro jest najlepszym przewodnikiem elektryczności, ponieważ zawiera większą liczbę ruchomych atomów (wolnych elektronów). Aby materiał był dobrym przewodnikiem, przepuszczana przez niego energia elektryczna musi być w stanie poruszać elektronami; im więcej wolnych elektronów w metalu, tym większa jego przewodność. Jednak srebro jest droższe niż inne materiały i zwykle nie jest używane, chyba że jest wymagane do specjalistycznego sprzętu, takiego jak satelity lub płytki drukowane. Miedź jest mniej przewodząca niż srebro, ale jest tańsza i powszechnie stosowana jako skuteczny przewodnik w sprzęcie AGD. Większość przewodów jest miedziowana, a rdzenie elektromagnesów są zwykle owinięte drutem miedzianym. Miedź jest również łatwa do lutowania i owijania w przewody, dlatego często jest używana, gdy wymagana jest duża ilość materiału przewodzącego.
Aluminium działa dobrze, ale wiąże się z ryzykiem
Aluminium w porównaniu z wagą jednostkową jest w rzeczywistości bardziej przewodzące niż miedź i kosztuje mniej. Materiał aluminiowy jest używany w produktach gospodarstwa domowego lub w okablowaniu, ale nie jest powszechnym wyborem, ponieważ ma kilka wad konstrukcyjnych. Na przykład aluminium ma tendencję do tworzenia odpornej elektrycznie powierzchni tlenkowej w połączeniach elektrycznych, co może powodować przegrzanie połączenia. Aluminium jest zamiast tego używane w liniach przesyłowych wysokiego napięcia (takich jak napowietrzne kable telefoniczne), które mogą być osłonięte stalą dla dodatkowej ochrony.
Złoto jest skuteczne, ale drogie
Złoto jest dobrym przewodnikiem elektrycznym i nie matowieje tak jak inne metale pod wpływem powietrza – na przykład stal lub miedź mogą utleniać się (korodować) podczas długotrwałego przewodzenia z tlenem. Złoto jest szczególnie drogie i jest używane tylko do niektórych materiałów, takich jak elementy płytek drukowanych lub małe złącza elektryczne. Niektóre materiały mogą być pokryte złotem jako przewodnik elektryczny lub zawierać niewielką ilość złota, które następnie jest platerowane innym materiałem w celu obniżenia kosztów produkcji.
Stopy stali i mosiądzu mają specjalne zastosowania
Stal jest stopem żelaza, które jest również przewodnikiem i jest nieelastycznym metalem, który jest silnie korozyjny w kontakcie z powietrzem. Jest trudny do odlewania i nie jest stosowany w małych produktach lub maszynach; zamiast tego stal jest używana do osłaniania innych przewodów lub do dużych konstrukcji. Mosiądz, który jest również stopem, jest metalem rozciągliwym, który ułatwia gięcie i formowanie w różne części dla mniejszych maszyn. Jest mniej korozyjny niż stal, nieco bardziej przewodzący, tańszy w zakupie i nadal zachowuje wartość po użyciu, podczas gdy stop stali jest cenny tylko przy pierwszym zakupie.
