Video: Electrical Conductivity | #aumsum 2025
Elektrisk ledningsförmåga i metaller är ett resultat av rörelsen av elektriskt laddade partiklar.
Atomer av metallelement kännetecknas av närvaron av valenselektroner - elektroner i yttre skalet hos en atom som är fritt att röra sig om. Det är dessa "fria elektroner" som tillåter metaller att genomföra en elektrisk ström.
Eftersom valenselektroner är fria att röra sig kan de resa genom gallret som bildar en metalls fysiska struktur.
I ett elektriskt fält rör sig de fria elektronerna genom metallet som biljardbollar som knackar mot varandra och passerar en elektrisk laddning när de rör sig.
Överföringen av energi är starkast när det finns lite motstånd. På ett biljardbord uppstår detta när en boll slår mot en annan enskild boll och passerar det mesta av sin energi till nästa boll. Om en enda boll träffar flera andra bollar, kommer var och en av dem att bära endast en bråkdel av energin.
Likaså är de mest effektiva ledarna av elektricitet metaller som har en enda valenselektron som är fri att röra sig och orsakar en stark avstötningsreaktion i andra elektroner. Detta är fallet i de mest ledande metallerna, som silver, guld och koppar, som alla har en enda valenselektron som rör sig med lite motstånd och orsakar en stark avstötningsreaktion.
Halvledarmetaller (eller metalloider) har ett högre antal valenselektroner (vanligtvis fyra eller fler) så, även om de kan leda elektricitet, är de ineffektiva vid uppgiften.
Men vid uppvärmning eller dopning med andra delar kan halvledare som kisel och germanium bli extremt effektiva ledare av el.
Ledning i metaller måste följa Ohms lag, som säger att strömmen är direkt proportionell mot det elektriska fältet som appliceras på metallen. Nyckelfariabeln vid tillämpningen av Ohms lag är metallets resistivitet.
Motståndskraft är motsatt av elektrisk ledningsförmåga, och utvärderar hur stark en metall motverkar strömmen av elektrisk ström. Detta mäts vanligtvis över motsatta ytor av en 1 meter kub av material och beskrivs som en ohmmätare (Ω⋅m). Resistivitet representeras ofta av den grekiska bokstaven rho (ρ).
Elektrisk ledningsförmåga uppfattas däremot av siemens per meter (S⋅m -1 ) och representeras av den grekiska bokstaven sigma (σ). En siemens är lika med den ömsesidiga av en ohm.
Ledningsförmåga och resistivitet i metaller
Material |
Resistivitet
|
Ledningsförmåga
|
|---|---|---|
| Silver | 1. 59x10 -8 | 6. 30x10 7 |
| Koppar | 1. 68x10 -8 | 5. 98x10 7 |
| Annealed Koppar | 1. 72x10 -8 | 5. 80x10 7 |
| Guld | 2.44x10 -8 | 4. 52x10 7 |
| Aluminium | 2. 82x10 -8 | 3. 5x10 7 |
| Kalcium | 3. 36x10 -8 | 2. 82x10 7 |
| Beryllium | 4. 00x10 -8 | 2. 500x10 7 |
| Rodium | 4. 49x10 -8 | 2. 23x10 7 |
| Magnesium | 4. 66x10 -8 | 2. 15x10 7 |
| Molybden | 5. 225x10 -8 | 1. 914x10 7 |
| Iridium | 5. 289x10 -8 | 1. 891x10 7 |
| Volfram | 5. 49x10 -8 | 1. 82x10 7 |
| Zink | 5. 945x10 -8 | 1. 682x10 7 |
| Kobolt | 6. 25x10 -8 | 1. 60x10 7 |
| Kadmium | 6. 84x10 -8 | 1. 46 7 |
| Nickel (elektrolytisk) | 6. 84x10 -8 | 1. 46x10 7 |
| Ruthenium | 7. 595x10 -8 | 1. 31x10 7 |
| Litium | 8. 54x10 -8 | 1. 17x10 7 |
| Järn | 9. 58x10 -8 | 1. 04x10 7 |
| Platinum | 1. 06x10 -7 | 9. 44x10 6 |
| Palladium | 1. 08x10 -7 | 9. 28x10 6 |
| Tin | 1. 15x10 -7 | 8. 7x10 6 |
| Selen | 1. 197x10 -7 | 8. 35x10 6 |
| Tantal | 1. 24x10 -7 | 8. 06x10 6 |
| Niobium | 1. 31x10 -7 | 7. 66x10 6 |
| Stål (Cast) | 1. 61x10 -7 | 6. 21x10 6 |
| Krom | 1. 96x10 -7 | 5. 10x10 6 |
| Bly | 2. 05x10 -7 | 4. 87x10 6 |
| Vanadin | 2. 61x10 -7 | 3. 83x10 6 |
| Uran | 2. 87x10 -7 | 3. 48x10 6 |
| Antimon * | 3. 92x10 -7 | 2. 55x10 6 |
| Zirkonium | 4. 105x10 -7 | 2. 44x10 6 |
| Titan | 5. 56x10 -7 | 1. 798x10 6 |
| Kvicksilver | 9. 58x10 -7 | 1. 044x10 6 |
| Germanium * | 4. 6x10 -1 | 2. 17 |
| Silicon * | 6. 40x10 2 | 1. 56x10 -3 |
* Obs! Halvledarens resistivitet (metalloider) är starkt beroende av närvaron av föroreningar i materialet.
Diagramkälldata
Eddy Current Technology Inc.
URL: // eddy-current. com / conductivity-of-metals-sorted-by-resistivity /
Wikipedia: Elektrisk ledningsförmåga
URL: // sv. wikipedia. org / wiki / Electrical_conductivity
Hur man säkert använder en elektrisk eller pneumatisk jackhammer
Jackhammare används för att snabbt och enkelt slita betong och trottoar lätt. Kolla in dessa tips och tips när du använder en jackhammer.
Hur man installerar en elektrisk transformator
ÖVerväga dessa tips när du installerar en elektrisk transformator.
Hur mycket kostar det att köra en elektrisk torktumlare?
Hur mycket spenderar du torkningskläder hemma varje år? Lär dig hur du beräknar kostnaden för att använda en elektrisk torktumlare och hitta tips för att maximera effektiviteten.