Przewodnictwo odnosi się do zdolności materiału do przekazywania energii. Istnieją różne rodzaje przewodnictwa, w tym przewodnictwo elektryczne, cieplne i akustyczne. Najbardziej przewodzący elektrycznie elementem jest srebro, a następnie miedź i złoto. Srebro ma również najwyższą przewodność cieplną ze wszystkich pierwiastków i najwyższy współczynnik odbicia światła. Chociaż to jest najlepsze konduktor, miedź i złoto są częściej stosowane w zastosowaniach elektrycznych, ponieważ miedź jest tańsza, a złoto ma znacznie wyższą odporność na korozję. Ponieważ srebrne naloty są mniej pożądane dla wysokich częstotliwości, ponieważ zewnętrzna powierzchnia staje się mniej przewodząca.
Co się tyczy dlaczego srebro jest najlepszym przewodnikiem, odpowiedź jest taka, że jego elektrony poruszają się swobodniej niż inne pierwiastki. Ma to związek z jego wartościowością i strukturą krystaliczną.
Większość metali przewodzi prąd. Inne elementy o wysokiej przewodności elektrycznej to aluminium, cynk, nikiel, żelazo i platyna. Mosiądz i brąz przewodzą prąd elektryczny stopy, a nie elementy.
Tabela przewodzącego porządku metali
Ta lista przewodności elektrycznej obejmuje stopy, a także czyste pierwiastki. Ponieważ rozmiar i kształt substancji wpływają na jej przewodnictwo, lista zakłada, że wszystkie próbki są tego samego rozmiaru. W kolejności od najbardziej przewodzącej do najmniej przewodzącej:
- Srebro
- Miedź
- Złoto
- Aluminium
- Cynk
- Nikiel
- Mosiądz
- Brązowy
- Żelazo
- Platyna
- Stal węglowa
- Prowadzić
- Stal nierdzewna
Czynniki wpływające na przewodność elektryczną
Pewne czynniki mogą wpływać na to, jak dobrze materiał przewodzi prąd.
- Temperatura: Zmiana temperatury srebra lub innego przewodnika zmienia jego przewodnictwo. Zasadniczo zwiększenie temperatury powoduje wzbudzenie cieplne atomów i zmniejsza przewodnictwo, jednocześnie zwiększając rezystywność. Zależność jest liniowa, ale rozkłada się w niskich temperaturach.
- Zanieczyszczenia: Dodanie zanieczyszczenia do przewodnika zmniejsza jego przewodnictwo. Na przykład srebro nie ma tak dobrego przewodnika jak czyste srebro. Srebro oksydowane nie jest tak dobrym przewodnikiem jak srebro nie barwione. Zanieczyszczenia utrudniają przepływ elektronów.
- Struktura i fazy krystaliczne: Jeśli istnieją różne fazy materiału, przewodnictwo nieznacznie zwolni na granicy faz i może różnić się od jednej struktury od drugiej. Sposób przetwarzania materiału może mieć wpływ na to, jak dobrze przewodzi prąd.
- Pola elektromagnetyczne: Przewodniki wytwarzają własne pola elektromagnetyczne, gdy przepływa przez nie prąd, z polem magnetycznym prostopadłym do pola elektrycznego. Zewnętrzne pola elektromagnetyczne mogą wytwarzać oporność magnetyczną, co może spowolnić przepływ prądu.
- Częstotliwość: Liczba cykli oscylacyjnych, jakie przemienny prąd elektryczny wykonuje na sekundę, to jego częstotliwość w hercach. Powyżej pewnego poziomu wysoka częstotliwość może powodować przepływ prądu wokół przewodnika, a nie przez niego (efekt naskórkowy). Ponieważ nie ma oscylacji, a zatem i częstotliwości, efekt skórny nie występuje przy prądzie stałym.