Elektrické vodiče obsahujú pohyblivé elektricky nabité častice, ktoré sa v kovoch označujú ako „elektróny“. Keď sa na kov v určitých bodoch aplikuje elektrický náboj, elektróny sa budú pohybovať a umožňovať priechod elektriny. Materiály s vysokou mobilitou elektrónov sú dobrými vodičmi a materiály s nízkou mobilitou elektrónov nie sú dobrými vodičmi, namiesto toho sa označujú ako „izolátory“.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Meď, striebro, hliník, zlato, oceľ a mosadz sú bežné vodiče elektrickej energie. Aj keď striebro aj zlato sú účinné, sú na bežné použitie príliš drahé. Vďaka individuálnym vlastnostiam je každá z nich ideálna na konkrétne účely.
Najčastejšie sa vyskytuje meď a striebro
Striebro je najlepším vodičom elektriny, pretože obsahuje vyšší počet pohyblivých atómov (voľných elektrónov). Aby bol materiál dobrým vodičom, elektrina, ktorá ním prešla, musí byť schopná pohybovať elektrónmi; čím viac voľných elektrónov v kovu je, tým vyššia je jeho vodivosť. Striebro je však drahšie ako iné materiály a bežne sa nepoužíva, pokiaľ to nie je potrebné pre špeciálne vybavenie, ako sú satelity alebo dosky s plošnými spojmi. Meď je menej vodivá ako striebro, ale je lacnejšia a bežne sa používa ako účinný vodič v domácich spotrebičoch. Väčšina vodičov je potiahnutá meďou a jadrá elektromagnetov sú zvyčajne obalené medeným drôtom. Meď sa tiež ľahko spájkuje a balí do drôtov, takže sa často používa, keď je potrebné veľké množstvo vodivého materiálu.
Hliník funguje dobre, má však riziká
Hliník je v porovnaní s jednotkovou hmotnosťou v skutočnosti vodivejší ako meď a stojí menej. Hliníkový materiál sa používa v domácich výrobkoch alebo v elektroinštalácii, nie je to však bežná voľba, pretože má niekoľko štrukturálnych nedostatkov. Napríklad hliník má tendenciu vytvárať elektricky odolný oxidový povrch v elektrických spojeniach, čo môže spôsobiť prehriatie spojenia. Hliník sa namiesto toho používa na vysokonapäťové prenosové vedenia (napríklad káble nadzemných telefónov), ktoré môžu byť pre ďalšiu ochranu obalené v oceli.
Zlato je efektívne, ale drahé
Zlato je dobrý elektrický vodič a pri vystavení vzduchu nekazí tak ako iné kovy - napríklad oceľ alebo meď môžu pri dlhodobom pôsobení kyslíka oxidovať (korodovať). Zlato je obzvlášť drahé a používa sa iba na určité materiály, ako sú súčiastky plošných spojov alebo malé elektrické konektory. Niektoré materiály môžu byť pozlátené ako elektrický vodič alebo môžu používať malé množstvo zlata, ktoré je potom nanesené na plátky v inom materiáli, aby sa znížili výrobné náklady.
Zliatiny ocele a mosadze majú špeciálne použitie
Oceľ je zliatina železa, ktorá je tiež vodičom, a je to nepružný kov, ktorý je pri pôsobení vzduchu vysoko korozívny. Je ťažké ho odlievať a nepoužívajú sa v malých výrobkoch alebo strojoch; namiesto toho sa oceľ používa na obalenie iných vodičov alebo na veľkú konštrukciu. Mosadz, ktorá je tiež zliatinou, je ťahový kov, ktorý umožňuje ľahké ohýbanie a formovanie na rôzne časti pre menšie stroje. Je menej korozívna ako oceľ, o niečo vodivejšia, lacnejšia pri nákupe a stále si zachováva hodnotu po použití, zatiaľ čo oceľová zliatina je cenná iba pri prvom zakúpení.