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.

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.

  • Поділитися
instagram viewer