Un conducteur électrique est une substance qui a une faible résistivité et conduit facilement le courant électrique.. La présence d'un grand nombre de particules chargées se déplaçant librement dans un conducteur est appelée porteur.. Sous l'action d'un champ électrique extérieur, les porteurs se déplacent dans la direction, créant un courant apparent. Ensuite, quel est le meilleur conducteur d'électricité?
Table des matières
- Types de conducteur électrique
- Quel métal est le meilleur conducteur d'électricité?
- Facteurs affectant la conductivité électrique
- Matériaux électriquement conducteurs
Types de conducteur électrique
Conducteurs massifs
Les métaux et le graphite sont les conducteurs solides les plus courants. Los électrons de valence des couches externes de métaux et de graphite se détachent facilement du noyau. et deviennent des électrons libres, qui forment les porteurs de la conductivité électrique.
La concentration d'électrons libres dans les métaux et le graphite est très grande., environ 10 ^ 22 par centimètre cube. La résistivité des métaux et du graphite est, pourtant, très petit et la conductivité électrique très grande.
Conducteurs liquides
Les solutions électrolytiques sont également conductrices, dont les porteurs sont des ions positifs et négatifs. Il a été démontré que la plupart des liquides purs, même s'ils peuvent se dissocier, ils le font dans une petite mesure et, pourtant, ce ne sont pas des chauffeurs. Cependant, si un peu d'électrolyte est ajouté, la concentration en ions est fortement augmentée, ce qui fait chuter considérablement la résistivité.
En effet, la concentration de porteurs dans l'électrolyte est bien inférieure à celle des métaux.. En outre, les ions ont une grande interaction avec le milieu environnant, ce qui rend sa mobilité dans le champ électrique externe bien moindre.
Gaz conducteurs
Les gaz ionisés peuvent également conduire l'électricité et leurs porteurs sont des électrons et des ions positifs et négatifs.. Généralement, comme règle générale, les gaz sont de bons isolants. Les molécules de gaz peuvent être dissociées à l'aide de manipulations externes telles que le chauffage ou l'irradiation aux rayons X, rayons gamma ou lumière ultraviolette. Le gaz ionisé peut alors devenir conducteur..
La conductivité des gaz ionisés dépend fortement de la tension appliquée et s'accompagne souvent de processus physiques tels que la génération de sons et la luminescence.. Les gaz ionisés sont souvent utilisés dans la fabrication de sources lumineuses électriques..
Quel métal est le meilleur conducteur d'électricité?
La concentration d'électrons libres dans les métaux est grande.. Pour cela, la conductivité de la conducteurs métalliques est généralement supérieure à celle des autres matériaux conducteurs. La résistivité des conducteurs métalliques diminue généralement lorsque la température baisse.. A très basse température, la résistivité de certains métaux et alliages disparaît presque et devient supraconductrice.
Concernant la conductivité électrique, le plus élevé est celui de l'argent, suivi du cuivre et de l'or. L'argent a également la conductivité thermique et la réflectivité lumineuse les plus élevées de tous les métaux..
Pourquoi l'argent est-il le meilleur conducteur d'électricité ?? Cela a à voir avec sa valence chimique et sa structure cristalline.. Par rapport aux autres métaux, les électrons de l'argent se déplacent plus librement.
Cependant, bien que l'argent soit le meilleur matériau conducteur, le cuivre et l'aluminium sont davantage utilisés dans les applications électriques. En effet, le cuivre est moins cher et a une plus grande résistance à la corrosion.. Au paiement, en échange, a une conductivité réduite sur sa surface extérieure lorsqu'il perd son éclat.
Tableau de l'ordre de conductivité des métaux
Comment la taille et la forme d'une substance affectent sa conductivité électrique, Tous les échantillons sont supposés avoir la même taille.. L'ordre des métaux sous tension courants du plus conducteur au moins conducteur est le suivant.
Plata > Cuivre > Oro > Aluminium > Zinc > Nickel > Laiton > Bronze > Hiéro > Platine > Acier au carbone > Plomb > Acier inoxidable
Facteurs affectant la conductivité électrique
La conductivité électrique d'un matériau peut être influencée par des conditions extérieures et, en général, il y a cinq facteurs principaux.
- Température: Le changement de température de tout conducteur modifiera sa conductivité électrique. Comme d'habitude, l'augmentation de la température provoque une excitation thermique des atomes et diminue la conductivité, tandis que la résistivité augmente. Cette relation est généralement linéaire, sauf à basse température.
- impuretés: L'ajout d'impuretés à un conducteur réduit sa conductivité.. Par exemple, l'argent brut n'est pas un aussi bon conducteur que l'argent pur. L'argent rouillé n'est pas aussi bon que l'argent brillant. Les impuretés affectent la conductivité car elles empêchent la libre circulation des électrons..
- Structure cristalline et phases: S'il y a différentes phases dans le matériau, la conductivité électrique est légèrement réduite à l'interface. La façon dont le matériau est manipulé affecte également sa conductivité électrique..
- Champ électromagnétique: Lorsqu'un courant électrique traverse un conducteur, génère son propre champ électromagnétique. Le champ magnétique est perpendiculaire au champ électrique.. Le champ électromagnétique externe crée une résistance magnétique qui ralentit la circulation du courant.
- La fréquence: Le nombre de cycles d'oscillation par seconde que le courant alternatif effectue est sa fréquence.. A partir d'un certain niveau, les hautes fréquences font circuler le courant autour d'un conducteur sans le traverser (effet cinématographique). Comme il n'y a pas d'oscillations, l'effet de peau ne se produit pas avec le courant continu.
Matériaux électriquement conducteurs
Los matériaux électriquement conducteurs sont des matériaux utilisés pour transmettre le courant électrique avec seulement une petite perte d'énergie. Ils sont principalement représentés par des fils et câbles électriques.
Avec le développement de l'industrie électrique, les revêtements conducteurs sont également largement utilisés, matériaux conducteurs transparents et adhésifs. Les propriétés fondamentales des matériaux conducteurs sont caractérisées par leur résistivité.
Les conducteurs métalliques utilisés dans les fils et câbles électriques sont principalement en cuivre., aluminium et ses alliages. Le cuivre en tant que matériau conducteur est principalement du cuivre électrolytique, avec une teneur en cuivre de 99,97% Al 99,98%. La présence d'impuretés métalliques et d'oxygène peut réduire la conductivité électrique des conducteurs en cuivre..
Les fils d'aluminium ont une faible conductivité électrique par rapport aux fils de cuivre.. Cependant, son poids est léger et sa densité relative est seulement 1/3 du cuivre. C'est l'un des principaux avantages des conducteurs en aluminium. Principalement utilisé comme ligne électrique et de distribution. Pour les câbles haute tension de plus de 160 kV, des conducteurs en aluminium renforcés de fils d'acier ou d'alliage d'aluminium sont souvent utilisés.