Električna vodljivost u metalima rezultat je kretanja električki nabijenih čestica.
Atomi metalnih elemenata karakteriziraju prisutnost valentnih elektrona - elektrona u vanjskoj ljusci atoma koji se slobodno kretati. To su "slobodni elektroni" koji dopuštaju metalima da provode električnu struju.
Budući da se valentni elektroni mogu slobodno kretati, mogu prolaziti kroz rešetku koja tvori fizičku strukturu metala.
Pod električnim poljem, slobodni elektroni kreću se kroz metal, baš poput biljarskih lopti koji kucaju jedni protiv drugih, prolazeći električni naboj dok se kreću.
Prijenos energije je najjači kada postoji mali otpor. Na stolu za biljar, to se događa kada lopta udari na drugu lopticu, a većinu svoje energije prenosi na sljedeću kuglu. Ako jedna lopta udari više kuglica, svaki od njih će nositi samo dio energije.
Isto tako, najučinkovitiji vodiči električne energije su metali koji imaju jedan valentni elektron koji se može slobodno kretati i uzrokuje snažnu odbojnu reakciju u drugim elektronima. To je slučaj kod najsvestranijih metala, kao što su srebro , zlato i bakar , koji imaju svaki valentni elektron koji se kreće s malo otpora i uzrokuje snažnu odbojnu reakciju.
Polu-dirigentni metali (ili metaloidi ) imaju veći broj valentnih elektrona (obično četiri ili više) tako da, iako mogu obavljati električnu energiju, oni su neučinkoviti u zadatku.
Međutim, kada se zagrijavaju ili dopiraju s drugim elementima, poluvodiči poput silicija i germanija mogu postati izuzetno učinkoviti vodiči struje.
Provođenje metala mora slijediti Ohmov zakon, koji navodi da je struja izravno proporcionalna električnom polju primijenjenom na metal. Ključna varijabla u primjeni Ohmovog zakona je metalni otpor.
Otpornost je suprotna od električne vodljivosti, procjenjujući koliko snažno metal protivi strujanju struje. To se obično mjeri preko suprotnih lica jedne metarske kocke materijala i opisuje se kao ohmski mjerač (Ω⋅m). Otpornost se često prikazuje grčkim slovom rho (ρ).
S druge strane, električna vodljivost obično se mjeri siemens po metru (S⋅m -1 ) i predstavlja grčki slovom sigma (σ). Jedan siemens je jednak recipročan od jednog ohma.
Vodljivost i otpornost na metale
Materijal | otpor | Provodljivost |
|---|---|---|
| Srebro | 1.59x10 -8 | 6,30x10 7 |
| Bakar | 1,68 x 10 -8 | 5,98x10 7 |
| Žarena bakrena | 1,72 x 10 -8 | 5,80x10 7 |
| Zlato | 2,44 x 10 -8 | 4.52x10 7 |
| aluminijum | 2,82 x 10 -8 | 3.5x10 7 |
| kalcijum | 3,36 x 10 -8 | 2.82x10 7 |
| Berilijum | 4.00x10 -8 | 2.500x10 7 |
| rodijum | 4.49x10 -8 | 2.23x10 7 |
| Magnezij | 4,66 x 10 -8 | 2.15x10 7 |
| Molibden | 5.225x10 -8 | 1.914x10 7 |
| iridijum | 5.289x10 -8 | 1,891x10 7 |
| Volfram | 5.49x10 -8 | 1,82 x 10 7 |
| Cinkov | 5,945x10 -8 | 1.682x10 7 |
| Kobalt | 6,25 x 10 -8 | 1,60 x 10 7 |
| kadmium | 6,84 x 10 -8 | 1,46 7 |
| Nikel (elektrolitički) | 6,84 x 10 -8 | 1,46x10 7 |
| rutenijum | 7,595x10 -8 | 1,31x10 7 |
| litij | 8.54x10 -8 | 1.17x10 7 |
| Željezo | 9,58x10 -8 | 1,04 x 10 7 |
| Platina | 1,06 x 10 -7 | 9.44x10 6 |
| paladijum | 1,08 x 10 -7 | 9.28x10 6 |
| Kositar | 1,15x10 -7 | 8.7x10 6 |
| Selen | 1.197x10 -7 | 8.35x10 6 |
| Tantal | 1.24x10 -7 | 8,06 x 10 6 |
| niobijum | 1,31x10 -7 | 7,66 x 10 6 |
| Čelik (Cast) | 1,61 x 10 -7 | 6,21x10 6 |
| Krom | 1,96 x 10 -7 | 5.10x10 6 |
| voditi | 2.05x10 -7 | 4,87 x 10 6 |
| vanadijum | 2,61 x 10 -7 | 3.83x10 6 |
| uranijum | 2,87 x 10 -7 | 3.48x10 6 |
| Antimon * | 3.92x10 -7 | 2,55 x 10 6 |
| cirkonij | 4.105x10 -7 | 2.44x10 6 |
| titanijum | 5.56x10 -7 | 1.798x10 6 |
| Merkur | 9,58x10 -7 | 1,044x10 6 |
| germanij * | 4,6x10-1 | 2.17 |
| Silicij * | 6,40x10 2 | 1,56 x 10 -3 |
* Napomena: Otpornost poluvodiča (metaloida) jako ovisi o prisutnosti nečistoća u materijalu.
Podaci iz izvora podataka
Eddy Trenutna tehnologija Inc.
URL: http://eddy-current.com/conductivity-of-metals-sorted-by-resistivity/
Wikipedia: Električna vodljivost
URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_conductivity