Il valore dei metalli è determinato direttamente dalle loro proprietà chimiche e fisiche. Nel caso di un indicatore come la conduttività elettrica, questa relazione non è così semplice. Il metallo più conduttivo, se misurato a temperatura ambiente (+20 °C), è l'argento.
Ma il costo elevato limita l'uso di parti in argento nell'ingegneria elettrica e nella microelettronica. Gli elementi in argento in tali dispositivi vengono utilizzati solo in caso di fattibilità economica.
Significato fisico della conducibilità
L'uso di conduttori metallici ha una lunga storia. Scienziati e ingegneri che lavorano nei campi della scienza e della tecnologia che utilizzano l'elettricità hanno deciso da tempo i materiali per fili, terminali, contatti, circuiti stampati, ecc. Una quantità fisica chiamata conduttività elettrica aiuta a determinare il metallo più elettricamente conduttivo al mondo.
Il concetto di conducibilità è inverso alla resistenza elettrica. espressione quantitativala conducibilità è correlata all'unità di resistenza, che nel sistema internazionale di unità (SI) è misurata in ohm. L'unità di conducibilità elettrica nel sistema SI è Siemens. La designazione russa per questa unità è Sm, quella internazionale è S. Una conduttività elettrica di 1 Sm ha una sezione di una rete elettrica con una resistenza di 1 Ohm.
Conduttività
La misura della capacità di una sostanza di condurre elettricità è chiamata conducibilità elettrica. Il metallo più elettricamente conduttivo ha l'indicatore simile più alto. Questa caratteristica può essere determinata strumentalmente per qualsiasi sostanza o mezzo e ha un'espressione numerica. La conducibilità elettrica di un conduttore cilindrico di lunghezza unitaria e sezione trasversale unitaria è correlata alla resistenza specifica di questo conduttore.
L'unità di conducibilità del sistema è Siemens per metro - Sm/m. Per scoprire quale dei metalli è il metallo più elettricamente conduttivo al mondo, è sufficiente confrontare la loro conducibilità specifica, determinata sperimentalmente. È possibile determinare la resistività utilizzando un dispositivo speciale: un microohmmetro. Queste caratteristiche sono inversamente dipendenti.
Conducibilità dei metalli
Il concetto stesso di corrente elettrica come flusso diretto di particelle cariche sembra più armonioso per le sostanze basate su reticoli cristallini caratteristici dei metalli. I portatori di carica in caso di corrente elettrica nei metalli sono elettroni liberi e non ioni, come nel caso dei mezzi liquidi. È stato sperimentalmente stabilito che quando si verifica una corrente nei metalli, non c'è nc'è un trasferimento di particelle di materia tra i conduttori.
Le sostanze metalliche differiscono dalle altre per legami più sciolti a livello atomico. La struttura interna dei metalli è caratterizzata dalla presenza di un gran numero di elettroni "solitari". che, sotto la minima influenza di forze elettromagnetiche, formano un flusso diretto. Pertanto, non è vano che i metalli siano i migliori conduttori di corrente elettrica, e sono proprio tali interazioni molecolari che contraddistinguono il metallo più elettricamente conduttivo. Un' altra proprietà specifica dei metalli si basa sulle caratteristiche strutturali del reticolo cristallino dei metalli: elevata conduttività termica.
I migliori conduttori - metalli
4 metalli di importanza pratica per il loro uso come conduttori elettrici sono distribuiti nel seguente ordine relativo al valore della conducibilità, misurata in S/m:
- Argento - 62 500 000.
- Rame - 59.500.000.
- Oro - 45.500.000.
- Alluminio - 38.000.000.
Si può vedere che il metallo più conduttivo è l'argento. Ma come l'oro, viene utilizzato per organizzare la rete elettrica solo in casi particolari e particolari. Il motivo è il costo elevato.
Ma rame e alluminio sono la scelta più comune per gli apparecchi elettrici e i prodotti via cavo a causa della loro bassa resistenza elettrica e convenienza. Altri metalli sono usati raramente come conduttori.
Fattori che influenzano la conducibilità dei metalli
Anche il più elettricamente conduttivoil metallo riduce la sua conduttività se contiene altri additivi e impurità. Le leghe hanno una struttura reticolare cristallina diversa rispetto ai metalli "puri". Si distingue per una violazione di simmetria, crepe e altri difetti. La conducibilità diminuisce anche con l'aumento della temperatura ambiente.
La maggiore resistenza inerente alle leghe trova applicazione negli elementi riscaldanti. Non è un caso che il nicromo, il fechral e altre leghe siano usati per realizzare elementi di lavoro di forni elettrici e stufe elettriche.
Il metallo più elettricamente conduttivo è l'argento prezioso, più utilizzato dai gioiellieri per coniare monete, ecc. Ma nella tecnologia e nella strumentazione, le sue speciali proprietà chimiche e fisiche sono ampiamente utilizzate. Ad esempio, la placcatura in argento, oltre ad essere utilizzata in unità e assiemi con resistenza ridotta, protegge i gruppi di contatto dall'ossidazione. Le proprietà uniche dell'argento e delle sue leghe spesso ne giustificano l'uso nonostante il costo elevato.
