Электрический проводник – это вещество, имеющее низкое удельное сопротивление и легко проводящее электрический ток.. Наличие в проводнике большого количества свободно движущихся заряженных частиц называется носителем.. Под действием внешнего электрического поля, перевозчики движутся направленно, создание кажущегося тока. Так, какой лучший проводник электричества?
Оглавление
- Типы электрического проводника
- Какой металл является лучшим проводником электричества?
- Факторы, влияющие на электропроводность
- Электропроводящие материалы
Типы электрического проводника
Твердые проводники
Металлы и графит являются наиболее распространенными твердыми проводниками.. Лос валентные электроны внешние слои металлов и графита легко отделяются от сердечника. и стать свободными электронами., которые образуют носители электропроводности.
Концентрация свободных электронов в металлах и графите очень велика., около 10^22 на кубический сантиметр. Удельное сопротивление металлов и графита, поэтому, очень мала, а электропроводность очень велика.
Жидкие проводники
Растворы электролитов также являются проводниками., переносчиками которого являются положительные и отрицательные ионы. Доказано, что большинство чистых жидкостей, хотя их можно разделить, Они делают это в незначительной степени и, поэтому, Они не водители. Однако, если добавить немного электролита, концентрация ионов сильно возрастает, что приводит к значительному уменьшению удельного сопротивления.
Это связано с тем, что концентрация носителей в электролите значительно ниже, чем у металлов.. Кроме, ионы имеют большое взаимодействие с окружающей средой, что делает его подвижность во внешнем электрическом поле значительно ниже.
Проводящие газы
Ионизированные газы также могут проводить электричество, а их переносчиками являются электроны, а также положительные и отрицательные ионы.. Как правило, газы являются хорошими изоляторами. Молекулы газа можно диссоциировать с помощью внешних манипуляций, таких как нагревание или облучение рентгеновскими лучами., гамма-лучи или ультрафиолетовый свет. Ионизированный газ может тогда стать проводником..
Проводимость ионизированных газов во многом зависит от приложенного напряжения и обычно сопровождается такими физическими процессами, как генерация звука и люминесценция.. Ионизированные газы часто используются при производстве источников электрического света..
Какой металл является лучшим проводником электричества?
Концентрация свободных электронов в металлах велика.. Вот почему, проводимость металлические проводники Обычно он больше, чем у других проводящих материалов.. Удельное сопротивление металлических проводников обычно уменьшается с понижением температуры.. При очень низких температурах, удельное сопротивление некоторых металлов и сплавов почти исчезает и становится сверхпроводящим.
По поводу электропроводности, самый высокий — серебряный, за ними следуют медь и золото. Серебро также обладает самой высокой теплопроводностью и светоотражательной способностью среди всех металлов..
Почему серебро лучший проводник электричества?? Это связано с его химической валентностью и кристаллической структурой.. По сравнению с другими металлами, Электроны серебра движутся более свободно.
Однако, хотя серебро лучше материал проводника, медь и алюминий больше используются в электротехнике.. Это связано с тем, что медь дешевле и обладает большей устойчивостью к коррозии.. Серебро, вместо, имеет пониженную проводимость на внешней поверхности, когда теряет блеск.
Таблица порядка проводимости металлов
Как размер и форма вещества влияют на его электропроводность, предполагается, что все образцы имеют одинаковый размер. Порядок распространенных живых металлов от наиболее проводящего до наименее проводящего следующий:.
Плата > Медь > Оро > Алюминий > Цинк > Никель > Латунь > Бронза > Йерро > Платина > углеродистая сталь > Вести > Нержавеющая сталь
Факторы, влияющие на электропроводность
На электропроводность материала могут влиять внешние условия и, в общем, есть пять основных факторов.
- Температура: Изменение температуры любого проводника приводит к изменению его электропроводности.. В общем, Повышение температуры вызывает тепловое возбуждение атомов и уменьшает проводимость., при увеличении удельного сопротивления. Эта зависимость, как правило, линейна., кроме низких температур.
- Примеси: Добавление примесей в проводник снижает его проводимость.. Например, нерафинированное серебро не такой хороший проводник, как чистое серебро.. Окисленное серебро не так хорошо, как блестящее серебро.. Примеси влияют на проводимость, поскольку препятствуют свободному движению электронов..
- Кристаллическая структура и фазы: Если в материале присутствуют разные фазы, электропроводность немного снижается на границе раздела. Способ обращения с материалом также влияет на его электропроводность..
- Электромагнитное поле: Когда электрический ток течет по проводнику, генерирует собственное электромагнитное поле. Магнитное поле перпендикулярно электрическому полю. Внешнее электромагнитное поле создает магнитное сопротивление, замедляющее протекание тока..
- Частота: Число циклов колебаний в секунду, которые совершает переменный ток, и есть его частота.. С определенного уровня, Высокие частоты заставляют ток течь вокруг проводника, не проходя через него. (эффект фильма). Поскольку колебаний нет, скин-эффект не возникает при постоянном токе.
Электропроводящие материалы
Лос электропроводящие материалы материалы, используемые для передачи электрического тока с небольшой потерей энергии. В основном они представлены электрическими проводами и кабелями..
С развитием электроэнергетики, проводящие покрытия также широко используются, клеи и прозрачные проводящие материалы. Основные свойства проводящих материалов характеризуются их удельным сопротивлением..
Металлические проводники, используемые в электрических проводах и кабелях, в основном медные., алюминий и его сплавы. Медь как проводящий материал представляет собой в основном электролитическую медь., с содержанием меди 99,97% аль 99,98%. Наличие металлических примесей и кислорода может снизить электропроводность медных проводников..
Алюминиевые кабели имеют низкую электропроводность по сравнению с медными.. Однако, Его вес легкий, а относительная плотность всего лишь 1/3 из меди. Это одно из главных преимуществ алюминиевых проводников.. В основном он используется в качестве линии электропередачи и распределения.. Для кабели высокого напряжения более 160 кВ, Обычно используются алюминиевые жилы, армированные проволокой из стали или алюминиевого сплава..