Які метали роблять хороші провідники електроенергії?

Електричні провідники мають рухомі електрично заряджені частинки, які в металах називають "електронами". Коли в певних точках до металу подається електричний заряд, електрони рухатимуться і пропускатимуть електрику. Матеріали з високою рухливістю електронів є хорошими провідниками, а матеріали з низькою рухливістю електронів не є хорошими провідниками, натомість їх називають "ізоляторами".

TL; DR (занадто довгий; Не читав)

Мідь, срібло, алюміній, золото, сталь і латунь є загальними провідниками електрики. Хоча срібло та золото ефективні, вони занадто дорогі для загального використання. Окремі властивості роблять кожен ідеальним для певних цілей.

Найбільш поширені мідь та срібло

Срібло є найкращим провідником електрики, оскільки воно містить більшу кількість рухомих атомів (вільних електронів). Щоб матеріал був хорошим провідником, електрика, що проходить через нього, повинна мати можливість рухати електрони; чим більше вільних електронів в металі, тим більша його провідність. Однак срібло дорожче за інші матеріали і зазвичай не використовується, якщо це не потрібно для спеціалізованого обладнання, такого як супутники або друковані плати. Мідь менш провідна, ніж срібло, але дешевша і зазвичай використовується як ефективний провідник у побутових приладах. Більшість проводів покриті міддю, а жили електромагніту зазвичай обмотані мідним дротом. Мідь також легко спаяти та обмотати дротами, тому її часто використовують, коли потрібна велика кількість провідного матеріалу.

instagram story viewer

Алюміній працює добре, але має ризики

У порівнянні з одиницею маси алюміній насправді є більш провідним, ніж мідь, і коштує дешевше. Алюмінієвий матеріал використовується в побутових виробах або в електропроводці, але це не звичний вибір, оскільки він має кілька конструктивних недоліків. Наприклад, алюміній має тенденцію утворювати електрично стійку оксидну поверхню в електричних з'єднаннях, що може призвести до перегріву з'єднання. Натомість алюміній використовується для високовольтних ліній електропередач (таких як наземні телефонні кабелі), які можуть бути укладені в сталь для додаткового захисту.

Золото ефективно, але дорого

Золото є хорошим електричним провідником і не тьмяніє, як інші метали, коли потрапляє на повітря - наприклад, сталь або мідь можуть окислюватися (піддаватися корозії) при тривалому проведенні з киснем. Золото особливо дороге і використовується лише для певних матеріалів, таких як компоненти друкованих плат або невеликі електричні роз'єми. Деякі матеріали можуть отримувати золочення в якості електричного провідника або використовувати невелику кількість золота, яке потім покривають іншим матеріалом, щоб зменшити виробничі витрати.

Сплави сталі та латуні мають спеціальне використання

Сталь - це сплав заліза, який також є провідником, і є гнучким металом, який сильно піддається корозії під впливом повітря. Його важко лити, і він не використовується в дрібних виробах або машинах; натомість сталь використовується для огородження інших провідників або для великих конструкцій. Латунь, яка також є сплавом, є розтягуючим металом, що полегшує згинання та формування на різні деталі для менших верстатів. Він менш їдкий, ніж сталь, трохи провідніший, дешевший у придбанні і все ще зберігає вартість після використання, тоді як сталевий сплав цінний лише при першій покупці.

Teachs.ru
  • Поділитися
instagram viewer