Стойността на металите се определя пряко от техните химични и физични свойства. В случай на такъв индикатор като електрическа проводимост, тази връзка не е толкова ясна. Най-електропроводимият метал, измерен при стайна температура (+20 °C), е среброто.
Но високата цена ограничава използването на сребърни части в електротехниката и микроелектрониката. Сребърните елементи в такива устройства се използват само в случай на икономическа осъществимост.
Физическо значение на проводимостта
Използването на метални проводници има дълга история. Учени и инженери, работещи в областта на науката и технологиите, които използват електричество, отдавна са взели решение за материали за проводници, клеми, контакти, печатни платки и т. н. Физическа величина, наречена електрическа проводимост, помага да се определи най-електропроводимият метал в света.
Концепцията за проводимост е обратна на електрическото съпротивление. количествен изразпроводимостта е свързана с единицата за съпротивление, която в международната система от единици (SI) се измерва в ома. Единицата за електрическа проводимост в системата SI е Siemens. Руското обозначение за тази единица е Sm, международното е S. Електрическа проводимост от 1 Sm има участък от електрическа мрежа със съпротивление 1 Ohm.
Проводимост
Мярката за способността на веществото да провежда електричество се нарича електрическа проводимост. Най-електропроводимият метал има най-висок подобен показател. Тази характеристика може да бъде определена инструментално за всяко вещество или среда и има числов израз. Електрическата проводимост на цилиндричен проводник с единична дължина и единична площ на напречното сечение е свързана със специфичното съпротивление на този проводник.
Системната единица за проводимост е Siemens на метър - Sm/m. За да разберете кой от металите е най-електропроводим метал в света, достатъчно е да сравните тяхната специфична проводимост, определена експериментално. Можете да определите съпротивлението с помощта на специално устройство - микроомметър. Тези характеристики са обратно зависими.
Проводимост на метали
Самата концепция за електрически ток като насочен поток от заредени частици изглежда по-хармонична за вещества, базирани на кристални решетки, характерни за металите. Носители на заряд в случай на електрически ток в металите са свободните електрони, а не йони, както е в течните среди. Експериментално е установено, че при възникване на ток в металите нямаима пренос на частици материя между проводниците.
Металните вещества се различават от другите по по-хлабави връзки на атомно ниво. Вътрешната структура на металите се характеризира с наличието на голям брой "самотни" електрони. които при най-малкото въздействие на електромагнитни сили образуват насочен поток. Следователно не напразно металите са най-добрите проводници на електрически ток и точно такива молекулярни взаимодействия отличават най-електрически проводимия метал. Друго специфично свойство на металите се основава на структурните особености на кристалната решетка на металите - висока топлопроводимост.
Най-добрите проводници - метали
4 метали с практическо значение за тяхното използване като електрически проводници са разпределени в следния ред спрямо стойността на проводимостта, измерена в S/m:
- Сребро - 62 500 000.
- Мед – 59 500 000.
- Злато - 45 500 000.
- Алуминий - 38 000 000.
Вижда се, че най-електрически проводимият метал е среброто. Но подобно на златото, той се използва за организиране на електрическата мрежа само в специални специфични случаи. Причината е високата цена.
Но медта и алуминият са най-често срещаният избор за електрически уреди и кабелни продукти поради ниското им електрическо съпротивление и достъпност. Други метали рядко се използват като проводници.
Фактори, влияещи върху проводимостта на металите
Дори и най-електрически проводимметалът намалява проводимостта си, ако съдържа други добавки и примеси. Сплавите имат различна структура на кристалната решетка от "чистите" метали. Отличава се с нарушение на симетрията, пукнатини и други дефекти. Проводимостта също намалява с повишаване на температурата на околната среда.
Повишената устойчивост, присъща на сплавите, намира приложение в нагревателните елементи. Неслучайно за производството на работни елементи на електрически пещи и нагреватели се използват нихром, фехрал и други сплави.
Най-електропроводимият метал е благородното сребро, използвано повече от бижутери за сечене на монети и т.н. Но в технологиите и инструментите, неговите специални химични и физични свойства са широко използвани. Например, освен че се използва в възли и възли с намалено съпротивление, сребърното покритие предпазва контактните групи от окисляване. Уникалните свойства на среброто и неговите сплави често правят използването му оправдано въпреки високата цена.
