Elektriska ledningar är en nyckelkomponent i allt från kraftproduktion, telekommunikation, konsumentelektronik och till och med det enklaste kretsarbetet. Kärnan i elektriska ledningar är ledande metaller som gör att el kan överföras från punkt till punkt: Den mest ledande av alla är silver, följt tätt av koppar. Men trots silverposition som den mest ledande metallen på jorden är koppar den globala standarden inom elarbete. Även om silvertråd har högre konduktivitet, finns det nackdelar med att använda den som gör koppartråd till det bättre alternativet i de flesta situationer.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Även om silvertråd är ungefär 7 procent mer ledande än en koppartråd av samma längd, är silver en betydligt sällsynta metall än koppar. Kombinerat med silverets tendens att oxidera och förlora effektivitet som en elektrisk ledare, gör den relativt lilla ökningen av konduktivitet koppar till ett mer förnuftigt alternativ i de flesta scenarier. Silvertråd är dock i allmänhet reserverad för känsligare system och specialelektronik där hög ledningsförmåga över ett litet avstånd prioriteras.
Grunderna för konduktivitet
Elektrisk ledningsförmåga är måttet på hur väl elektrisk ström flyter genom ett givet material. Ju mer ledande ett givet material är, desto mindre el kommer att gå förlorat när strömmen reser från punkt till punkt, vilket gör hög ledningsförmåga avgörande för ledningar som bär ström över betydande avstånd. Den mäts i seimenheter per meter.
Ledningsförmåga i silver och koppar
Silver och koppar är de två mest ledande metallerna som är kända för mänskligheten, med guld som följer efter på tredje plats. Konduktiviteten hos silver klockar in vid 63 x 10 ^ 6 siemens / meter, ungefär sju procent högre än konduktiviteten för glödgad koppar, som står på 59 x 10 ^ 6 siemens / meter. Mätt i ohm, skillnaden i motstånd (den mängd el som går förlorad när en ström går från punkt A till punkt B genom ett material) av 24-gauge, 1000 fot lång silver- och koppartråd är mindre. Koppartrådens motstånd är bara 2 ohm högre.
Oxidation och Metal Rarity
Även om skillnaden i prestanda för silver och koppartråd är tydlig, finns det några anledningar till att koppartråd används oftare än silver. Det mest anmärkningsvärda är överflödet av koppar jämfört med silver. Det finns betydligt mer naturligt förekommande koppar än silver på jorden, vilket gör den sällsynta, högre prestandametallen betydligt dyrare att producera. Silver är också mer benägen för effekterna av oxidation, särskilt i fuktiga klimat eller mycket sura jordar. Ledande metaller (med det funktionella undantaget guld) reagerar på vatten, syre och / eller svavel och bryts ned över tiden till halvledare och blir mycket mindre effektiva för att flytta el. Medan alla metalltrådar bryts ned över tiden gör silverets höga nedbrytningshastighet jämfört med dess kostnad det till ett dåligt ledningsalternativ i många scenarier.
Metallanvändning
Som ett resultat av silverets högre kostnad är silvertråd och löd en nischprodukt. Medan koppar används i ledningar, kontakter, tryckta kretsar och andra elektriska delar över ett antal industrier är silver används vanligtvis som en komponent i specialelektronik och känsliga system, som switchar av industriell kvalitet och bil kontakter.
