Hodnota kovů je přímo určena jejich chemickými a fyzikálními vlastnostmi. V případě takového indikátoru, jako je elektrická vodivost, tento vztah není tak přímočarý. Elektricky nejvíce vodivý kov, měřeno při pokojové teplotě (+20 °C), je stříbro.
Vysoká cena však omezuje použití stříbrných dílů v elektrotechnice a mikroelektronice. Stříbrné prvky v takových zařízeních se používají pouze v případě ekonomické proveditelnosti.
Fyzikální význam vodivosti
Použití kovových vodičů má dlouhou historii. Vědci a inženýři pracující v oblastech vědy a techniky využívající elektřinu se již dlouho rozhodovali pro materiály pro vodiče, svorky, kontakty, desky plošných spojů atd. Fyzikální veličina zvaná elektrická vodivost pomáhá určit elektricky nejvíce vodivý kov na světě.
Koncept vodivosti je inverzní k elektrickému odporu. kvantitativní vyjádřenívodivost souvisí s jednotkou odporu, která se v mezinárodní soustavě jednotek (SI) měří v ohmech. Jednotkou elektrické vodivosti v soustavě SI je Siemens. Ruské označení této jednotky je Sm, mezinárodní S. Elektrická vodivost 1 Sm má úsek elektrické sítě s odporem 1 Ohm.
Vodivost
Míra schopnosti látky vést elektřinu se nazývá elektrická vodivost. Elektricky nejvíce vodivý kov má nejvyšší podobný indikátor. Tato charakteristika může být určena instrumentálně pro jakoukoli látku nebo médium a má číselné vyjádření. Elektrická vodivost válcového vodiče o jednotkové délce a jednotkové ploše průřezu souvisí se měrným odporem tohoto vodiče.
Systémová jednotka vodivosti je Siemens na metr - Sm/m. Abychom zjistili, který z kovů je elektricky nejvíce vodivý kov na světě, stačí porovnat jejich měrnou vodivost, stanovenou experimentálně. Odpor můžete určit pomocí speciálního zařízení - mikroohmmetru. Tyto charakteristiky jsou nepřímo závislé.
Vodivost kovů
Samotný koncept elektrického proudu jako usměrněného toku nabitých částic se zdá harmoničtější pro látky založené na krystalových mřížkách charakteristických pro kovy. Nosiče náboje v případě elektrického proudu v kovech jsou volné elektrony, nikoli ionty, jako je tomu v kapalných médiích. Experimentálně bylo zjištěno, že když se v kovech objeví proud, neexistuje žádnýdochází k přenosu částic hmoty mezi vodiči.
Kovové látky se od ostatních liší volnějšími vazbami na atomové úrovni. Vnitřní struktura kovů je charakteristická přítomností velkého množství „osamělých“elektronů. které pod sebemenším vlivem elektromagnetických sil tvoří usměrněné proudění. Ne nadarmo jsou proto kovy nejlepšími vodiči elektrického proudu a právě takové molekulární interakce odlišují elektricky nejvodivější kov. Další specifická vlastnost kovů je založena na strukturních vlastnostech krystalové mřížky kovů - vysoká tepelná vodivost.
Nejlepší vodiče – kovy
4 kovy praktického významu pro jejich použití jako elektrické vodiče jsou rozděleny v následujícím pořadí vzhledem k hodnotě vodivosti, měřené v S/m:
- Stříbro – 62 500 000.
- Měď – 59 500 000.
- Zlato – 45 500 000.
- Hliník – 38 000 000.
Je vidět, že elektricky nejvíce vodivý kov je stříbro. Ale stejně jako zlato se používá k organizaci elektrické sítě pouze ve speciálních specifických případech. Důvodem jsou vysoké náklady.
Ale měď a hliník jsou nejběžnější volbou pro elektrické spotřebiče a kabelové produkty kvůli jejich nízkému elektrickému odporu a cenové dostupnosti. Jiné kovy se jako vodiče používají jen zřídka.
Faktory ovlivňující vodivost kovů
Dokonce i ta nejvíce elektricky vodivákov snižuje svou vodivost, pokud obsahuje další přísady a nečistoty. Slitiny mají jinou strukturu krystalové mřížky než "čisté" kovy. Vyznačuje se porušením symetrie, prasklinami a jinými vadami. Vodivost také klesá s rostoucí okolní teplotou.
Zvýšený odpor vlastní slitinám nachází uplatnění v topných prvcích. Není náhodou, že nichrom, fechral a další slitiny se používají k výrobě pracovních prvků elektrických pecí a ohřívačů.
Nejvíce elektricky vodivým kovem je drahé stříbro, které klenotníci častěji používají k ražbě mincí atd. Ale v technologii a přístrojovém vybavení jsou jeho speciální chemické a fyzikální vlastnosti široce využívány. Například, kromě použití v jednotkách a sestavách se sníženým odporem, stříbření chrání kontaktní skupiny před oxidací. Jedinečné vlastnosti stříbra a jeho slitin často odůvodňují jeho použití navzdory vysokým nákladům.
