מוליכות חשמלית במתכות היא תוצאה של תנועה של חלקיקים טעונים חשמלית.
האטומים של אלמנטים מתכתיים מאופיינים בנוכחות של אלקטרונים ערכיים - אלקטרונים בקליפה החיצונית של אטום החופשי לנוע. זה "אלקטרונים חופשיים" אלה המאפשרים מתכות לנהל זרם חשמלי.
בגלל אלקטרונים valence חופשיים לנוע הם יכולים לנסוע דרך הסריג היוצר את המבנה הפיזי של מתכת.
תחת שדה חשמלי, אלקטרונים חופשיים לעבור דרך המתכת כמו כדורי ביליארד דופקים אחד נגד השני, עובר מטען חשמלי כשהם נעים.
העברת האנרגיה היא החזקה ביותר כאשר יש התנגדות קטנה. על שולחן ביליארד, זה קורה כאשר הכדור מכה בכדור אחד אחר, מעביר את רוב האנרגיה שלה על הכדור הבא. אם כדור אחד מכה כמה כדורים אחרים, כל אחד מהם יישא רק חלק קטן של האנרגיה.
באותה המידה, המוליכים החשמליים היעילים ביותר של חשמל הם מתכות שיש להן אלקטרון אחד, שהוא חופשי לזוז וגורם לתגובה חוזרת חזקה באלקטרונים אחרים. זה המקרה של מתכות מוליכות ביותר, כגון כסף , זהב ונחושת , אשר לכל אחד יש אלקטרון הערכיות יחיד שזז עם התנגדות קטנה וגורם תגובה דוחה חזקה.
מתכות מוליכות למחצה (או מטלואידים ) יש מספר גבוה יותר של אלקטרונים valence (בדרך כלל ארבעה או יותר) ולכן, למרות שהם יכולים לנהל חשמל, הם אינם יעילים במשימה.
עם זאת, כאשר מחומם או מסוממים עם אלמנטים אחרים כמו מוליכים למחצה כמו סיליקון וגרמניום יכול להיות מנצחים יעיל ביותר של חשמל.
הולכה במתכות חייבת לעקוב אחר חוק אום, הקובע כי הזרם הוא ישר ביחס לשדה החשמלי המיושם על המתכת. משתנה המפתח בהחלת חוק אום הוא התנגדות של מתכת.
התנגדות היא ההיפך של מוליכות חשמלית, להעריך עד כמה מתכת מתנגדת לזרימה של זרם חשמלי. זה נמדד בדרך כלל על פני פרצופים מנוגדים של קוביית מטר אחד של חומר ומתואר כמו אום מטר (Ω⋅m). Resistivity מיוצג לעתים קרובות על ידי האות היוונית rho (ρ).
מוליכות חשמלית, לעומת זאת, נמדדת בדרך כלל על ידי סימנס למטר (S⋅m -1 ) ומיוצגת על ידי האות היוונית סיגמא (σ). סימנס אחד שווה לגומלין של אוהם אחד.
מוליכות & התנגדות ב מתכות
חוֹמֶר | הִתנַגְדוּת סְגוּלִית | מוֹלִיכוּת |
|---|---|---|
| כסף | 1.59x10 -8 | 6.30x10 7 |
| נְחוֹשֶׁת | 1.68x10 -8 | 5.98 x 7 |
| נחושת נחושת | 1.72x10 -8 | 5.80x10 7 |
| זהב | 2.44x10 -8 | 4.52x10 7 |
| אֲלוּמִינְיוּם | 2.82x10 -8 | 3.5x10 7 |
| סִידָן | 3.36x10 -8 | 2.82x10 7 |
| בריליום | 4.00x10 -8 | 2.500x10 7 |
| רודיום | 4.49x10 -8 | 2.23x10 7 |
| מגנזיום | 4.66x10 -8 | 2.15x10 7 |
| מוליבדן | 5.225x10 -8 | 1.914x10 7 |
| אירידיום | 5.289x10 -8 | 1.891x10 7 |
| ווֹלפרָם | 5.49x10 -8 | 1.82x10 7 |
| אָבָץ | 5.945x10 -8 | 1.682x10 7 |
| קובלט | 6.25x10 -8 | 1.60x10 7 |
| קדמיום | 6.84x10 -8 | 1.46 7 |
| ניקל (אלקטרוליטי) | 6.84x10 -8 | 1.46x10 7 |
| רותניום | 7.595x10 -8 | 1.31x10 7 |
| לִיתִיוּם | 8.54x10 -8 | 1.17x10 7 |
| בַּרזֶל | 9.58x10 -8 | 1.04x10 7 |
| פְּלָטִינָה | 1.06x10 -7 | 9.44x10 6 |
| פלדיום | 1.08x10 -7 | 9.28x10 6 |
| פַּח | 1.15x10 -7 | 8.7x10 6 |
| סֵלֶנִיוּם | 1.197x10 -7 | 8.35x10 6 |
| טנטלום | 1.24x10 -7 | 8.06x10 6 |
| ניוביום | 1.31x10 -7 | 7.66x10 6 |
| פלדה (יצוק) | 1.61x10 -7 | 6.21x10 6 |
| כְּרוֹם | 1.96x10 -7 | 5.10x10 6 |
| עוֹפֶרֶת | 2.05x10 -7 | 4.87x10 6 |
| ונדיום | 2.61x10 -7 | 3.83x10 6 |
| אוּרָנִיוּם | 2.87x10 -7 | 3.48x10 6 |
| אנטימון * | 3.92x10 -7 | 2.55x10 6 |
| זירקוניום | 4.105x10 -7 | 2.44x10 6 |
| טִיטָן | 5.56x10 -7 | 1.798x10 6 |
| כַּספִּית | 9.58x10 -7 | 1.044x10 6 |
| גרמניום * | 4.6x10 -1 | 2.17 |
| סִילִיקוֹן* | 6.40x10 2 | 1.56x10 -3 |
* הערה: ההתנגדות של מוליכים למחצה (metalloids) תלויה במידה רבה על נוכחות של זיהומים בחומר.
נתוני מקור תרשים
אדי הנוכחי טכנולוגיה בע"מ
כתובת אתר: http://eddy-current.com/conductivity-of-metals-sorted-by-resistivity/
ויקיפדיה: מוליכות חשמלית
כתובת: https://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_conductivity