Vrijednost metala je direktno određena njihovim hemijskim i fizičkim svojstvima. U slučaju takvog indikatora kao što je električna provodljivost, ovaj odnos nije tako jednostavan. Najelektričniji metal, mjereno na sobnoj temperaturi (+20 °C), je srebro.
Ali visoka cijena ograničava upotrebu srebrnih dijelova u elektrotehnici i mikroelektronici. Srebrni elementi u takvim uređajima se koriste samo u slučaju ekonomske izvodljivosti.
Fizičko značenje provodljivosti
Upotreba metalnih provodnika ima dugu istoriju. Naučnici i inženjeri koji rade u oblasti nauke i tehnologije koji koriste električnu energiju dugo su se odlučili za materijale za žice, terminale, kontakte, štampane ploče itd. Fizička veličina koja se zove električna provodljivost pomaže da se odredi najelektričniji metal na svetu.
Koncept provodljivosti je inverzan električnom otporu. kvantitativno izražavanjeprovodljivost se odnosi na jedinicu otpora, koja se u međunarodnom sistemu jedinica (SI) mjeri u omima. Jedinica za električnu provodljivost u SI sistemu je Siemens. Ruska oznaka za ovu jedinicu je Sm, međunarodna je S. Električna provodljivost od 1 Sm ima dio električne mreže sa otporom od 1 Ohm.
Conductivity
Mjera sposobnosti tvari da provodi električnu energiju naziva se električna provodljivost. Najelektričniji metal ima najveći sličan pokazatelj. Ova karakteristika se može odrediti instrumentalno za bilo koju supstancu ili medij i ima numerički izraz. Električna provodljivost cilindričnog vodiča jedinične dužine i jedinične površine poprečnog presjeka povezana je sa specifičnim otporom ovog vodiča.
Sistemska jedinica provodljivosti je Siemens po metru - Sm/m. Da bismo saznali koji je od metala najelektričniji metal na svijetu, dovoljno je uporediti njihovu specifičnu provodljivost, utvrđenu eksperimentalno. Otpornost možete odrediti pomoću posebnog uređaja - mikroohmmetra. Ove karakteristike su obrnuto zavisne.
Provodljivost metala
Sam koncept električne struje kao usmjerenog toka nabijenih čestica čini se harmoničnijim za supstance zasnovane na kristalnim rešetkama karakterističnim za metale. Nosioci naboja u slučaju električne struje u metalima su slobodni elektroni, a ne ioni, kao što je slučaj u tečnim medijima. Eksperimentalno je utvrđeno da kada se u metalima pojavi struja, nemadolazi do prijenosa čestica materije između provodnika.
Metalne supstance se razlikuju od drugih po labavijim vezama na atomskom nivou. Unutrašnju strukturu metala karakteriše prisustvo velikog broja "usamljenih" elektrona. koje i pod najmanjim uticajem elektromagnetnih sila formiraju usmereno strujanje. Stoga nije uzalud da su metali najbolji provodnici električne struje, a upravo takve molekularne interakcije odlikuju najelektričniji metal. Još jedno specifično svojstvo metala zasniva se na strukturnim karakteristikama kristalne rešetke metala - visokoj toplotnoj provodljivosti.
Najbolji dirigenti - metali
4 metala od praktične važnosti za njihovu upotrebu kao električni provodnici raspoređeni su sljedećim redoslijedom u odnosu na vrijednost provodljivosti, mjerene u S/m:
- Srebro - 62 500 000.
- Bakar – 59,500,000.
- Zlato - 45,500,000.
- Aluminijum - 38,000,000.
Može se vidjeti da je najelektričniji metal srebro. Ali kao i zlato, koristi se za organiziranje električne mreže samo u posebnim posebnim slučajevima. Razlog je visoka cijena.
Ali bakar i aluminij su najčešći izbor za električne uređaje i kablovske proizvode zbog njihove niske električne otpornosti i pristupačnosti. Drugi metali se rijetko koriste kao provodnici.
Faktori koji utiču na provodljivost metala
Čak i električno provodljivimetal smanjuje svoju provodljivost ako sadrži druge aditive i nečistoće. Legure imaju drugačiju strukturu kristalne rešetke od "čistih" metala. Odlikuje se kršenjem simetrije, pukotinama i drugim nedostacima. Provodljivost se također smanjuje s povećanjem temperature okoline.
Povećana otpornost svojstvena legurama nalazi primenu u grejnim elementima. Nije slučajno da se za izradu radnih elemenata električnih peći i grijača koriste nihrom, fechral i druge legure.
Najelektroprovodljiviji metal je plemenito srebro, koje zlatari više koriste za kovanje novčića, itd. Ali u tehnologiji i instrumentaciji, njegova posebna hemijska i fizička svojstva se široko koriste. Na primjer, osim što se koristi u jedinicama i sklopovima sa smanjenim otporom, posrebrenje štiti kontaktne grupe od oksidacije. Jedinstvena svojstva srebra i njegovih legura često čine njegovu upotrebu opravdanom uprkos visokoj cijeni.
