Hodnota kovov je priamo určená ich chemickými a fyzikálnymi vlastnosťami. V prípade takého indikátora, akým je elektrická vodivosť, tento vzťah nie je taký jednoduchý. Elektricky najviac vodivý kov pri meraní pri izbovej teplote (+20 °C) je striebro.
Vysoká cena však obmedzuje používanie strieborných dielov v elektrotechnike a mikroelektronike. Strieborné prvky v takýchto zariadeniach sa používajú iba v prípade ekonomickej realizovateľnosti.
Fyzikálny význam vodivosti
Používanie kovových vodičov má dlhú históriu. Vedci a inžinieri pracujúci v oblastiach vedy a techniky, ktoré využívajú elektrickú energiu, sa už dlho rozhodujú pre materiály pre vodiče, svorky, kontakty, dosky plošných spojov atď. Fyzikálna veličina nazývaná elektrická vodivosť pomáha určiť elektricky najvodivejší kov na svete.
Koncept vodivosti je inverzný k elektrickému odporu. kvantitatívne vyjadrenievodivosť súvisí s jednotkou odporu, ktorá sa v medzinárodnom systéme jednotiek (SI) meria v ohmoch. Jednotkou elektrickej vodivosti v sústave SI je Siemens. Ruské označenie pre túto jednotku je Sm, medzinárodné S. Elektrickú vodivosť 1 Sm má úsek elektrickej siete s odporom 1 Ohm.
Vodivosť
Miera schopnosti látky viesť elektrický prúd sa nazýva elektrická vodivosť. Elektricky najviac vodivý kov má najvyšší podobný indikátor. Táto charakteristika môže byť určená pre akúkoľvek látku alebo médium inštrumentálne a má číselné vyjadrenie. Elektrická vodivosť valcového vodiča jednotkovej dĺžky a jednotkovej prierezovej plochy súvisí so špecifickým odporom tohto vodiča.
Systémová jednotka vodivosti je Siemens na meter - Sm/m. Na zistenie, ktorý z kovov je elektricky najvodivejší kov na svete, stačí porovnať ich špecifickú vodivosť, stanovenú experimentálne. Odpor môžete určiť pomocou špeciálneho zariadenia - mikroohmmetra. Tieto charakteristiky sú nepriamo závislé.
Vodivosť kovov
Samotný koncept elektrického prúdu ako usmerneného toku nabitých častíc sa zdá harmonickejší pre látky založené na kryštálových mriežkach charakteristických pre kovy. Nosiče náboja v prípade elektrického prúdu v kovoch sú voľné elektróny, a nie ióny, ako je to v prípade kvapalných médií. Experimentálne sa zistilo, že keď sa v kovoch vyskytne prúd, neexistuje žiadnydochádza k prenosu častíc hmoty medzi vodičmi.
Kovové látky sa od ostatných líšia voľnejšími väzbami na atómovej úrovni. Vnútorná štruktúra kovov sa vyznačuje prítomnosťou veľkého počtu „osamelých“elektrónov. ktoré pri najmenšom pôsobení elektromagnetických síl vytvárajú usmernený tok. Preto nie nadarmo sú kovy najlepšími vodičmi elektrického prúdu a práve takéto molekulárne interakcie odlišujú elektricky najvodivejší kov. Ďalšia špecifická vlastnosť kovov je založená na štrukturálnych vlastnostiach kryštálovej mriežky kovov - vysokej tepelnej vodivosti.
Najlepší vodiči – kovy
4 kovy praktického významu pre ich použitie ako elektrické vodiče sú rozdelené v nasledujúcom poradí vzhľadom na hodnotu vodivosti, meranú v S/m:
- Striebro – 62 500 000.
- Meď – 59 500 000.
- Zlato – 45 500 000.
- Hliník – 38 000 000.
Je vidieť, že elektricky najviac vodivý kov je striebro. Ale ako zlato sa používa na organizáciu elektrickej siete iba v špeciálnych špecifických prípadoch. Dôvodom sú vysoké náklady.
Ale meď a hliník sú najbežnejšou voľbou pre elektrické spotrebiče a káblové produkty kvôli ich nízkemu elektrickému odporu a cenovej dostupnosti. Iné kovy sa ako vodiče používajú len zriedka.
Faktory ovplyvňujúce vodivosť kovov
Dokonca aj tie najviac elektricky vodivékov znižuje svoju vodivosť, ak obsahuje iné prísady a nečistoty. Zliatiny majú inú štruktúru kryštálovej mriežky ako „čisté“kovy. Vyznačuje sa porušením symetrie, prasklinami a inými chybami. Vodivosť tiež klesá so zvyšujúcou sa teplotou okolia.
Zvýšený odpor obsiahnutý v zliatinách nachádza uplatnenie vo vykurovacích prvkoch. Nie je náhoda, že nichróm, fechral a iné zliatiny sa používajú na výrobu pracovných prvkov elektrických pecí a ohrievačov.
Elektricky najviac vodivý kov je vzácne striebro, ktoré klenotníci častejšie používajú na razenie mincí atď. Ale v technológii a prístrojovom vybavení sa jeho špeciálne chemické a fyzikálne vlastnosti široko využívajú. Napríklad, okrem použitia v jednotkách a zostavách so zníženým odporom, postriebrenie chráni kontaktné skupiny pred oxidáciou. Jedinečné vlastnosti striebra a jeho zliatin často odôvodňujú jeho použitie napriek vysokým nákladom.
