Самый электропроводный металл: Презентация «Простые вещества

Содержание

Презентация «Простые вещества — металлы»

Слайды и текст этой онлайн презентации

Слайд 1

Простые вещества — металлы

Слайд 2

Какой металл самый – самый…
Самый легкий металл – Самый тяжелый металл – Самый легкоплавкий металл – Самый тугоплавкий металл – Самый мягкий металл - Самый твердый металл – Самый электропроводный металл – Самый блестящий металл – Самый пластичный металл – Самый звонкий металл –

Слайд 3

Какой металл самый – самый…
Самый легкий металл – литий Самый тяжелый металл – осмий Самый легкоплавкий металл – ртуть Самый тугоплавкий металл – вольфрам Самый мягкий металл — цезий Самый твердый металл – хром Самый электропроводный металл – серебро Самый блестящий металл – серебро Самый пластичный металл – золото Самый звонкий металл – золото.

Слайд 4

Верю – не верю
А) Литий, натрий, калий, медь являются щелочными металлами. Б) Металлы пропускают световые лучи. В) Большинство металлов в равной степени рассеивают все лучи видимой части спектра. Г) Ртуть – легкий металл, поэтому используется в физических приборах. Д) Общие физические свойства металлов обусловлены положением металлов в ПСХЭ.

Слайд 5

Химические свойства металлов
Цель урока: обобщить и закрепить знания о химических свойствах металлов, уметь составлять уравнения химических реакций на основании положения металла в электрохимическом ряду напряжений. Истинный химик должен быть теоретиком и практиком. (М.В.Ломоносов)

Слайд 6

Вопросы на размышление
Какую роль выполняют металлы в химических реакциях? Как оценить активность металлов в реакциях с их участием? Какую информацию о свойствах металлов можно получить на основании их положения в электрохимическом ряду напряжений металлов?

Слайд 7

Кратко из биографии
Николай Николаевич Бекетов (1827–1911) – русский ученый, основатель отечественной школы физической химии, академик Петербургской академии наук с 1886г. Родился 1 (13) января 1827 года в селе Новая Бекетовка Пензенской губернии. В 1844 году поступил в Петербургский университет, а на третьем курсе перешел в Казанский университет. В 1847–1853 годах работал в Петербурге в Медико-химической лаборатории под руководством знаменитого химика Н.Н. Зинина. В 1855 году стал профессором Харьковского университета, читал лекции по физической химии и руководил проводившимися в университете практическими исследованиями. В 1864 году по его предложению в Харьковском университете открылось первое в России физико-химическое отделение. Бекетов открыл способ восстановления металлов из их оксидов, составил вытеснительный ряд металлов, который был назван его именем.

Слайд 8

Ряд напряжений металлов
Металлы расположены в порядке убывания восстановительных свойств при реакциях в водных растворах в стандартных условиях; Металлы, стоящие левее, вытесняют металлы, стоящие правее, из их солей в растворе; Металлы, стоящие в этом ряду до водорода, вытесняют его из кислот в растворе (кроме HNO3 и концентрированной h3SO4 ) Ме до Al + h3O == щелочь + h3 Ме после Al + h3O =t= оксид + h3 Ме после H + h3O =/=

Слайд 9

Взаимодействуют с кислородом
Na + О2 = Li + О2 = Cu + О2 = Ag + О2 =

Слайд 10

Взаимодействуют с кислородом
2Na + О2 = Na2О2 4Li + О2 = 2Li2 О 2Cu + О2 = 2Cu О Ag + О2 =/=

Слайд 11

Взаимодействуют с неметаллами
Fe + Br2 = Al + S = Li + N2 = Na + h3 =

Слайд 12

Взаимодействуют с неметаллами
2Fe + 3Br2 =t= 2FeBr3 2Al + 3S =t= Al2S3 6Li + N2 = 2Li3N 2Na + h3 =t= 2NaH

Слайд 13

Взаимодействуют с водой
Na + h3O = Mg + h3O = Fe + h3O = Ag + h3О =

Слайд 14

Взаимодействуют с водой
2Na + 2h3O = 2NaОН + h3 Mg + 2h3O =t= Mg(ОН)2 +h3 3Fe + 4h3O =t= Fe3O4 + 4h3 Ag + h3О =/=

Слайд 15

Взаимодействуют с растворами кислот
Mg + HCl = Zn + HCl = Fe + HCl = Cu + HCl =

Слайд 16

Взаимодействуют с растворами кислот
Mg + 2HCl = MgCl2 + h3 Zn + 2HCl = ZnCl2 + h3 Fe + 2HCl = FeCl2 + h3 Cu + HCl =/=

Слайд 17

Взаимодействуют с растворами солей
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 =

Слайд 18

Взаимодействуют с растворами солей
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu Cu + FeSO4 =/=

Слайд 19

Взаимодействуют с органическими веществами
А) реакция с одноатомными спиртами, многотомными спиртами, фенолом: СН2 — ОН СН2 — ОNa | +2Na = | + h3 СН2 — ОН СН2 — ОNa Б) реакция Вюрца: СН3 — Cl+ 2Na = СН3 — СН3 + 2NaCl В) образование ацетиленидов СH ≡ СН + 2Na =Nh4= СNa ≡ СNa + h3 Г) образование металлоорганических соединений СН3 – Cl + Mg = СН3MgCl

Слайд 20

Домашнее задание
§ 18 , страница 201 -207 упр. 6, 9, 13

Слайд 21

Закрепление
1. Кому не жаль «денег»? Однажды два приятеля – Алюминий и Калий – поздно возвращались домой. И вдруг на них неожиданно напал грабитель Хлор, который потребовал выложить кошельки с электронами. Как вы считаете, какой из приятелей легче расстанется со своим кошельком? Объясните, почему? 2.Нигде нет покоя… Когда Магний пришел в бар, там уже сидели: Кислород, Сера, Хлорид Натрия в растворе, разбавленная Серная Кислота и Гидроксид Меди (II). Присутствие каких веществ испортило ему настроение? Почему? Подтвердите свой ответ уравнениями реакций. 3. Задача. Некий жилец второго подъезда пришел в гости в квартиру №8 поиграть в шахматы. Кто из них кому пешку не уступил или шах поставил – неизвестно. Но только они крупно повзаимодействовали, в результате чего жилец массой 0,8г исчез, а вместо него образовалось 1,12г его оксида. Определите, как звали пропавшего жильца, который любил ходить в гости?

Слайд 22

спасибо за внимание

Самый электропроводный металл на Земле • Люди

Самый электропроводный металл на Земле

Размышлять о практическом применении такого свойства как электропроводность металлов (а также поиск наиболее электропроводного металла) стали относительно недавно — в начале ХХ века учеными было совершено весомое открытие: путем проведения ряда опытов было установлено, что в структуру металлов входят мельчайшие заряженные частицы под названием электроны.

После этого открытия целью ученых было лишь одно — найти самый электропроводный металл на Земле (стало понятно, что именно электроны руководят процессом переноса электричества в металлах). Этот важный факт лег в основу теории электропроводности металлов и помог в поиске самого электропроводного металла в химии.

В результате исследований учёные и инженеры, которые трудились над поставленной задачей и проводили исследования в области использования электроэнергии, смогли прийти к единому решению и общему знаменателю относительно своих поисков самого электропроводного металла в мире.

Почему именно металлы можно назвать наилучшим материалом для проведения электрического тока? Практические испытания показали их существенное отличие от всех других элементов. Суть заключается в особенностях структуры — в их составе присутствует достаточно большое число «одиноких» электронов, хаотично вращающихся вокруг ядра. Однако, как только выбранный металл оказывается в поле воздействия электромагнитных сил, эти «одинокие» элементы соединяются в один направленный поток и автоматически становятся главными носителями электрического заряда. Именно такое взаимодействие на молекулярном уровне структуры и отличает все металлы от других элементов. Именно благодаря этому процессу ученым удалось определить самый электропроводный металл в мире — серебро. Лидера среди металлов помогает определить физическая величина, называемая удельной электропроводностью.

Ученые смогли выделить группу, состоящую из четырех металлов лидеров, которые наиболее всего подходят для применения их в качестве электропроводников (относительно величины их удельной электропроводности, измеряемой при 20 градусах Цельсия):

— серебро — 62,5 миллиона;

— медь- 59,5 миллиона;

— золото — 45,5 миллиона;

— алюминий — 38 миллионов.

Из вышеприведенных данных следует вывод: серебро имеет наивысшее значение удельной электропроводности и, соответственно, признано самым электропроводным металлом в мире. И хотя это достаточно дорогостоящий металл (как и золото), уникальные свойства серебра и сплавов на его основе часто делают его применение экономически целесообразным. Например, кроме использования в узлах и агрегатах с пониженным сопротивлением, серебряное напыление предохраняет контактные группы от окисления.

Зато медь и алюминий — самые распространенные металлы в производстве. Такими востребованными их делают низкое сопротивление электрическому току и доступность по цене. Что касается меди, то этот металл особенно хорош при постоянных электрических нагрузках. Она отличается долговечностью и надежностью — ей не страшны ни перепады напряжения, ни длительная эксплуатация в условиях высоких температур.

Вот так, благодаря тому, что люди всегда жаждали новых открытий в науке и познания окружающего мира, человечество сегодня не мыслит себя без современной бытовой техники, электронных устройств, сверхточных станков и всех благ техники, существованию и работе которых, мы обязаны такому физико-химическому явлению как электропроводость металлов.

Последние опубликованные

Самая большая свинья в мире: где она живет? Рейтинг детских смесей: самые популярные производители

Самый электропроводный металл в мире

Ценность металлов напрямую определяется их химическими и физическими свойствами. В случае с таким показателем, как электропроводимость, эта связь не так прямолинейна. Самый электропроводный металл, если измерять данный показатель при комнатной температуре (+20 °C), — серебро.

Но высокая стоимость ограничивает применение деталей из серебра в электротехнике и микроэлектронике. Серебряные элементы в таких приборах применяются только в случае экономической целесообразности.

Физический смысл проводимости

Использование металлических проводников имеет давнишнюю историю. Ученые и инженеры, работающие в областях науки и техники, использующих электроэнергию, давно определились с материалами для проводов, клемм, контактов, печатных плат и т. д. Определить самый электропроводный металл в мире помогает физическая величина, называемая электрической проводимостью.

Понятие проводимости обратно электрическому сопротивлению. Количественное выражение проводимости связано с единицей сопротивления, которое в международной системе единиц (СИ) измеряется в Омах. Единица электрической проводимости в системе СИ – сименс. Русское обозначение этой единицы – См, интернациональное – S. Электрической проводимостью в 1 См обладает участок электрической сети с сопротивлением в 1 Ом.

Удельная проводимость

Мера способности вещества проводить электроток называется удельной электропроводностью. Самым высоким подобным показателем обладает самый электропроводный металл. Эта характеристика может быть определена для любого вещества или среды инструментально и имеет числовое выражение. Удельная электропроводность цилиндрического проводника единичной длины и единичной площади сечения связана с удельным сопротивлением данного проводника.

Системной единицей удельной проводимости является сименс на метр – См/м. Чтобы выяснить, какой из металлов самый электропроводный металл в мире, достаточно сравнить их удельную проводимость, определенную экспериментально. Можно определить удельное сопротивление при помощи специального прибора – микроомметра. Эти характеристики являются обратнозависимыми.

Проводимость металлов

Само понятие электрического тока как направленного потока заряженных частиц кажется более гармоничным для веществ, основанных на кристаллических решетках свойственных металлам. Носителями зарядов при возникновении электрического тока в металлах являются свободные электроны, а не ионы, как это бывает в жидких средах. Экспериментально установлено, что при возникновении тока в металлах не происходит переноса частиц вещества между проводниками.

Металлические вещества отличаются от других более свободными связями на атомарном уровне. Внутреннее устройство металлов отличается присутствием большого числа «одиноких» электронов. которые при малейшем воздействии электромагнитных сил образуют направленный поток. Поэтому не зря именно металлы являются лучшими проводниками электрического тока, и именно такие молекулярные взаимодействия отличают самый электропроводный металл. На особенностях структуры кристаллической решетки металлов основано еще одно их специфическое свойство — высокая теплопроводность.

Топ лучших проводников — металлов

4 металла, имеющие практическое значение для их применения в качестве электропроводников распределяются в следующем порядке относительно величины удельной проводимости, измеряемой в См/м:

Серебро — 62 500 000.
Медь – 59 500 000.
Золото – 45 500 000.
Алюминий — 38 000 000.

Видно, что самый электропроводный металл – серебро. Но подобно золоту, оно используется для организации электрической сети лишь в особых специфических случаях. Причина – высокая стоимость.

Зато медь и алюминий – самый распространенный вариант для электроприборов и кабельной продукции благодаря низкому сопротивлению электрическому току и ценовой доступности. Другие металлы применяются в качестве проводников редко.

Факторы, влияющие на проводимость металлов

Даже самый электропроводный металл снижает свою проводимость, если в нём присутствуют другие добавки и примеси. У сплавов иная, чем у «чистых» металлов, структура кристаллической решетки. Она отличается нарушением в симметрии, трещинами и другими дефектами. Снижается проводимость и при повышении температуры окружающей среды.

Повышенное сопротивление, присущее сплавам, находит применение в нагревательных элементах. Неслучайно для изготовления рабочих элементов электропечей, обогревателей применяют нихром, фехраль и другие сплавы.

Самый электропроводный металл — это драгоценное серебро, больше используемое ювелирами, для чеканки монет и т. д. Но и в технике и приборостроении его особые химические и физические свойства находят широкое применение. Например, кроме использования в узлах и агрегатах с пониженным сопротивлением, серебряное напыление предохраняет контактные группы от окисления. Уникальные свойства серебра и сплавов на его основе часто делают его применение оправданным, несмотря на высокую стоимость.

Электропроводность металлов

Классическая теория электропроводности металлов зародилась в начале ХХ века. ЕЕ основоположником стал немецкий физик Карл Рикке. Он опытным путем установил, что прохождение заряда через металл не сопряжено с переносом атомов проводника, в отличие от жидких электролитов. Однако это открытие не объяснило, что именно является носителем электрических импульсов в структуре металла.

Ответить на это вопрос позволили опыты ученых Стюарта и Толмена, проведенные в 1916 году. Им удалось установить, что за перенос электричества в металлах отвечают мельчайшие заряженные частицы — электроны. Это открытие легло в основу классической электронной теории электропроводности металлов. С этого момента началась новая эпоха исследований металлических проводников. Благодаря полученным результатам мы сегодня имеем возможность пользоваться бытовыми приборами, производственным оборудованием, станками и многими другими устройствами.

Как отличается электропроводность разных металлов?

Электронная теория электропроводности металлов получила развитие в исследованиях Паулю Друде. Он сумел открыть такое свойство как сопротивление, которое наблюдается при прохождении электрического тока через проводник. В дальнейшем это позволит классифицировать разные вещества по уровню проводимости. Из полученных результатов легко понять, какой металл подойдет для изготовления того или иного кабеля. Это очень важный момент, так как неправильно подобранный материал может стать причиной возгорания в результате перегрева от прохождения тока избыточного напряжения.

Наибольшей электропроводностью обладает металл серебро. При температуре +20 градусов по Цельсию она составляет 63,3*104 сантиметров-1. Но изготавливать проводку из серебра очень дорого, так как это довольно редкий металл, который используется в основном для производства ювелирных и декоративных украшений или инвестиционных монет.

Металл, обладающий самой высокой электропроводностью среди всех элементов неблагородной группы — медь. Ее показатель составляет 57*104 сантиметров-1 при температуре +20 градусов по Цельсию. Медь является одним из наиболее распространенных проводников, которые используются в бытовых и производственных целях. Она хорошо выдерживает постоянные электрические нагрузки, отличается долговечностью и надежностью. Высокая температура плавления позволяет без проблем работать долгое время в нагретом состоянии.

По распространенности с медью может конкурировать только алюминий, который занимает четвертое место по электропроводности после золота. Он используется в сетях с невысоким напряжением, так как имеет почти вдвое меньшую температуру плавления, чем медь, и не способен выдерживать предельные нагрузки. С дальнейшим распределением мест можно ознакомиться, взглянув на таблицу электропроводности металлов.

Стоит отметить, что любой сплав обладает гораздо меньшей проводимостью, чем чистое вещество. Это связано со слиянием структурной сетки и как следствие нарушением нормального функционирования электронов. Например, при производстве медного провода используется материал с содержанием примесей не более 0,1%, а для некоторых видов кабеля этот показатель еще строже — не более 0,05%. Все приведенные показатели являются удельной электропроводностью металлов, которая рассчитывается как отношение между плотностью тока и величиной электрического поля в проводнике.

Классическая теория электропроводности металлов

Основные положения теории электропроводности металлов содержат шесть пунктов. Первый: высокий уровень электропроводности связан с наличием большого числа свободных электронов. Второй: электрический ток возникает путем внешнего воздействия на металл, при котором электроны из беспорядочного движения переходят в упорядоченное.

Третий: сила тока, проходящего через металлический проводник, рассчитывается по закону Ома. Четвертый: различное число элементарных частиц в кристаллической решетке приводит к неодинаковому сопротивлению металлов. Пятый: электрический ток в цепи возникает мгновенно после начала воздействия на электроны. Шестой: с увеличением внутренней температуры металла растет и уровень его сопротивления.

Природа электропроводности металлов объясняется вторым пунктом положений. В спокойном состоянии все свободные электроны хаотическим образом вращаются вокруг ядра. В этот момент металл не способен самостоятельно воспроизводить электрические заряды. Но стоит лишь подключить внешний источник воздействия, как электроны мгновенно выстраиваются в структурированной последовательности и становятся носителями электрического тока. С повышением температуры электропроводность металлов снижается.

Это связано с тем, что слабеют молекулярные связи в кристаллической решетке, элементарные частицы начинают вращаться в еще более хаотичном порядке, поэтому построение электронов в цепь усложняется. Поэтому необходимо принимать меры по недопущению перегрева проводников, так как это негативно сказывается на их эксплуатационных свойствах. Механизм электропроводности металлов невозможно изменить ввиду действующих законов физики. Но можно нивелировать негативные внешние и внутренние воздействия, которые мешают нормальному протеканию процесса.

Металлы с высокой электопроводностью

Электропроводность щелочных металлов находится на высоком уровне, так как их электроны слабо привязаны к ядру и легко выстраиваются в нужной последовательности. Но эта группа отличается невысокими температурами плавления и огромной химической активностью, что в большинстве случаев не позволяет использовать их для изготовления проводов.

Металлы с высокой электропроводностью в открытом виде очень опасны для человека. Прикосновение к оголенному проводу приведет к получению электрического ожога и воздействию мощного разряда на все внутренние органы. Зачастую это влечет мгновенную смерть. Поэтому для безопасности людей используются специальные изоляционные материалы.

В зависимости от сферы применения они могут быть твердыми, жидкими и газообразными. Но все типы предназначены для одной функции — изоляции электрического тока внутри цепи, чтобы он не мог оказывать воздействие на внешний мир. Электропроводность металлов используется практически во всех сферах современной жизни человека, поэтому обеспечение безопасности является первоочередной задачей.

Термостойкий электропроводный сплав на основе алюминия (варианты) и способ получения деформированного полуфабриката из сплава на основе алюминия

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым наноструктурным сплавам на основе алюминия, меди, марганца и способу их получения для изделий, работающих при повышенных температурах. В частности, сплав может быть использован в авиации, в космонавтике, автомобилестроении, для изделий электротехнического назначения, где требуются сочетания достаточной и различной прочности, электропроводности и термостойкости.

Известные сплавы системы Al-Cu-Mn с высоким содержанием меди («Машиностроение. Энциклопедия в 40 т. т. I-3. Цветные металлы и сплавы. М.: Машиностроение, 2001, с. 144-156»). Это сплавы Д20, 1201, Д21, 01205 с 5,8-7,0 мас.% меди. Они обладают электропроводностью не выше 30-35% IACS, из-за использования после закалки и искусственного старения и высокого содержания меди.

Известен сплав по патенту (патент РФ №2287600, МПК С22С 21/12, опубл. 20.11.2006), содержащий медь, марганец, цирконий и ванадий, включающий алюминиевый твердый раствор и вторичные алюминиды, отличающийся тем, что он дополнительно содержит скандий при следующем соотношении компонентов, мас.%: медь 1,2-2,4; марганец 1,2-2,2; цирконий 0,5-0,6; ванадий 0,01-0,15; скандий 0,01-0,2; алюминий — остальное. После 100 часов выдержки сплав имеет предел прочности при 350°C выше 30 МПа. При высоком пределе прочности после 1-20 мин отжига при 200-410°C, равном 300 МПа, сплав обладает низкой электропроводностью — ниже 48% IACS.

Наиболее близким к заявленному объекту является сплав на основе алюминия (патент РФ №2446222, МПК С22С 21/14, C22F 1/057, опубл. 27.03.2012), содержащий компоненты при следующем соотношении, мас.%: медь 0,9-1,9; марганец 1,0-1,8; цирконий 0,2-0,64; скандий 0,01-0,12; железо 0,15-0,5; кремний 0,05-0,15; алюминий — остальное, наночастицы фазы Al₃(Zr, Sc) со средним размером не более 20 нм, электропроводность превышает 53% IACS, временное сопротивление (σ_в) после 100 ч при 300°C превышает 320 МПа.

Недостатком данного сплава, несмотря на многие преимущества, является недостаточная прочность при выдержке 400 ч (250°C), а также электропроводность не выше 53% IACS.

В основу изобретения положена задача — создать новый наноструктурный деформируемый сплав на основе алюминия, который обладает большей термостойкостью и электропроводностью.

Поставленная задача решается за счет того, что термостойкий электропроводный сплав на основе алюминия, содержащий медь, марганец, цирконий, скандий, железо и кремний и имеющий структуру, содержащую алюминиевый твердый раствор и вторичные алюминиды марганца, циркония и скандия, согласно изобретению дополнительно содержит бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

медь	0,5-0,85
марганец	0,5-0,95
бор	0,02-0,15
цирконий	0,1-0,5
скандий	0,02-0,15
железо	0,01-0,30
кремний	0,01-0,15
неизбежные примеси	0-0,1, из них каждой 0-0,003
алюминий	остальное

при этом бор присутствует в структуре в виде наночастиц AlB₂, AlB₁₂ и боридов переходных металлов со средним размером не более 50 нм, а сплав имеет электропроводность выше 54% IACS и предел прочности после 400 часов при 250°C не менее 160 МПа.

Кроме того, сплав дополнительно содержит мас.%: кобальт 0,1-0,45, и/или никель 0,1-0,35, и/или кадмий 0,1-0,3.

Задача решается также за счет того, что термостойкий электропроводный сплав на основе алюминия, содержащий медь, марганец, цирконий, скандий, железо и кремний и имеющий структуру, содержащую алюминиевый твердый раствор и вторичные алюминиды марганца, циркония и скандия, согласно изобретению дополнительно содержит бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

медь	0,9-2,0
марганец	1,0-1,6
бор	0,02-0,15
цирконий	0,1-0,5
скандий	0,02-0,15
железо	0,01-0,30
кремний	0,01-0,15
неизбежные примеси	0-0,1, из них каждой 0-0,03
алюминий	остальное

при этом сплав имеет предел прочности после 400 часов при 250°C до 230-280 МПа.

Для более стабильного увеличения теплопрочности сплав может дополнительно содержать, мас.%: кобальт 0,1-0,45, и/или никель 0,1-0,35, и/или кадмий 0,1-0,3.

Способ получения деформированного полуфабриката из сплава на основе алюминия, включающий приготовление расплава при температуре на 100°C выше температуры ликвидуса сплава, при этом легирующие компоненты вводят в расплав алюминия в виде лигатур, имеющих мелкокристаллическую структуру со средним размером наночастиц не более 1500 нм, кристаллизацию и последующую деформацию, причем кристаллизацию и деформацию осуществляют при воздействии магнитноимпульсного поля и/или слабоимпульсного тока.

Кроме того, при введении в расплав лигатур А1-В-Ti или Al-Cu-Mn(Ti) содержание титана в расплаве не должно превышать 0,05 мас.%.

Марганец, цирконий и кобальт замедляют распад твердого раствора при высоких температурах, замедляют процесс рекристаллизации. Марганец и медь в указанных концентрациях вызывают образование дисперсоидов, обеспечивающих основные требования по прочности. Их увеличение снижает электропроводность. Цирконий и скандий способствуют образованию наночастиц и вносят свой вклад в достижение требуемой прочности при повышенных температурах. Увеличение их содержания снижает электропроводность.

Железо и кремний также снижают электропроводность, но в виде совместных соединений с марганцем эвтектического типа Al(Fe, Mn) Si способствуют образованию структуры, повышающей прочность сплава.

Бор в виде наночастиц с алюминием и в виде боридов с переходными металлами повышает электропроводность сплава. Одновременно образуя устойчивые сегрегации в приграничных областях на дефектах кристаллической решетки, бор повышает способность к деформации и в определенной степени ускоряет кинетику старения.

Примеры выполнения заявленного материала

Сплавы были приготовлены в электрической печи сопротивления в алундовых тиглях при температуре расплава на 100°C выше линии ликвидуса. В качестве шихты использовали алюминий (99,9%), медь (99,9%), мелкозернистые двойные лигатуры: Al-Mn, Al-Zr, Al-Sc, Al-Si, Al-Fe, тройную лигатуру Al-B-Ti и/или состав для введения бора (фторборат калия, гексохлорэтан, фтористый калий). Составы сплавов даны в таблице 1. Круглые слитки отливали в цилиндрическую изложницу. Магнитноимпульсные поля (МИЛ) или слабые импульсные токи (СИТ) применяли для перемешивания расплава, повышения его чистоты (газы, примеси), воздействия на кристаллизацию и деформирование.

Максимальная температура деформирования не превышала 400°C, для составов с 0,5-0,85 мас.% Сu и 0,5-0,95 мас.% Мn деформация осуществлялась при комнатной температуре. Отжиг проводили при температуре 350°C.

Твердость по Виккерсу измеряли по ГОСТ 2999-75 с переводом на Н_ви σ_в. Удельное электросопротивление и электропроводность определяли по ГОСТ 6132-79.

Как видно из анализа таблиц 1 и 2, составы №1 и №2 отличаются более высокой электропроводностью, а составы №3 и №4 — более высоким пределом прочности после выдержки 400 ч при 250°C по сравнению с прототипом (пат. №2446222).

Предлагаемый наноструктурный деформируемый сплав на основе алюминия обладает большей термостойкостью и электропроводностью.

Металлы обладают хорошей электропроводностью — Клуб строителей

Физический смысл проводимости

Удельная проводимость

Проводимость металлов

Топ лучших проводников – металлов

Серебро – 62 500 000.
Медь – 59 500 000.
Золото – 45 500 000.
Алюминий – 38 000 000.

Факторы, влияющие на проводимость металлов

Самый электропроводный металл – это драгоценное серебро, больше используемое ювелирами, для чеканки монет и т. д. Но и в технике и приборостроении его особые химические и физические свойства находят широкое применение. Например, кроме использования в узлах и агрегатах с пониженным сопротивлением, серебряное напыление предохраняет контактные группы от окисления. Уникальные свойства серебра и сплавов на его основе часто делают его применение оправданным, несмотря на высокую стоимость.

Высокая электропроводность – металл

К металлам относятся вещества, обладающие хорошей электрической проводимостью с удельным сопротивлением р 10 – 7 – – 10 – 8 ом-м, высокой теплопроводностью, вязкостью, ковкостью. Высокая электропроводность металлов объясняется тем, что валентные электроны принадлежат не отдельным атомам, а всей кристаллической решетке в целом. Эти электроны называют свободными. [31]

Приведенные положения позволяют объяснить характерные свойства металлов. Высокая электропроводность металлов объясняется присутствием в них свободных электронов, которые под влиянием даже небольшой разности потенциалов перемещаются от отрицательного полюса к положительному. С повышением температуры усиливаются колебания ионов ( атомов), что затрудняет прямолинейное движение электронов, в результате чего электросопротивление возрастает. При низких температурах колебательное движение ионов ( атомов) сильно уменьшается и электропроводность резко возрастает. Около абсолютного нуля сопротивление многих металлов практически отсутствует. Высокая теплопроводность металлов обусловливается как большой подвижностью свободных электронов, так и колебательным движением ионов ( атомов), вследствие чего происходит быстрое выравнивание температуры в массе металла. [32]

Приведенные положения позволяют объяснить характерные свойства металлов. Высокая электропроводность металлов объясняется присутствием в них свободных электронов, которые перемещаются в потенциальном поле решетки. С повышением темпера гуры усиливаются колебания ионов ( атомов), образуются вакансии и нарушается правильная периодичность потенциального поля, что затрудняет движение электронов, в результате чего электросопротивление возрастает. При низких температурах колебательное движение ионов ( атомов) сильно уменьшается и электропроводность возрастает. У некоторых металлов в результате образования пар электронов, движущихся упорядоченно при очень низких температурах ( 20К), электропроводность обращается в бесконечное и, – явление сверхпроводимости. Высокая теплопроводность металлов обусловливается большой подвижностью свободных электронов и в меньшей степени колебательным движением ионов. [33]

В отличие от ионных и ковалентных соединений металлы отличаются высокой электропроводностью и теплопроводностью. Высокая электропроводность металлов указывает на то, что электроны свободно могут передвигаться во всем его объеме. Иными словами металл можно рассматривать как кристалл, в узлах решетки которого расположены ионы, связанные электронами, находящимися в общем пользовании, т.е. в металлах имеет место сильно нелокализованная химическая связь. Совокупность электронов, обеспечивающих эту связь, называют электронным газом. [34]

Все металлы обладают высокой электропроводностью. Причина высокой электропроводности металлов заключается в слабой связи электронного газа с положительно заряженными ионами. Достаточно приложить небольшую разность электрических потенциалов к концам металлического тела, чтобы вызвать перемещение электронного газа – электрический ток. [36]

Положительно заряженные атомы валентная связи), окружены как бы электронным газом, который может свободно передвигаться. Этим объясняется высокая электропроводность металлов . [37]

Свободные электроны перемещаются по объему металла, как бы не замечая ионов, находящихся в узлах кристаллической решетки. Этим и объясняется высокая электропроводность металлов . [38]

За счет обобществления электронов атомы становятся положительно заряженными ионами, которые обтекаются электронным газом, что и обусловливает связи между атомами ( ионами) в кристаллической решетке. Наличие электронного газа объясняет, в частности, высокую электропроводность металлов . [39]

Металлическая связь возникает при образовании из внешних ( относительно слабо связанных с ядром) электронов отрицательно заряженного электронного газа, в результате чего положительно заряженные ионы создают плотную, но пластичную кристаллическую решетку. Электроны, свободно перемещаясь между атомами, обеспечивают высокую электропроводность металлов . [40]

Металлическая связь осуществляется путем образования из внешних, относительно слабо связанных с ядром электронов отрицательно заряженного электронного газа, организующего положительно заряженные ионы в – плотную, но довольна пластичную кристаллическую решетку. Электроны легко перемещаются от атома к атому, обусловливая высокую электропроводность металла . Большинство металлов имеет одну из трех кристаллических решеток: гексагональную плотноупакованную, гранецентрированную кубическую или объ-емноцентрированную кубическую. Прочность металлической связи увеличивается с повышением концентрации электронного газа. [41]

Наличие свободных электронов во всех металлических структурах обусловливает существование некоторых общих свойств металлов. Так, со свободой перемещения электронов связаны хорошая теплопроводность и высокая электропроводность металлов . [42]

Таким образом, в металлах имеются положительно заряженные ионы, электроны и небольшое количество нейтральных атомов. Этот особый тип химической связи и обусловливает наличие определенных физических свойств. Высокая электропроводность металлов объясняется наличием свободных электронов. В электрическом поле беспорядочное движение электронов становится направленным: они перемещаются от отрицательного полюса к положительному. [43]

У металлов над полностью заполненными энергетическими зонами расположена зона, заполненная электронами частично. У Na частично заполненная зона образуется в результате расщепления наполовину заполненного уровня 3s, а в Mg – в результате расщепления заполненного уровня 3s и пустого уровня Зр. Высокая электропроводность металлов объясняется наличием частично заполненной зоны. Носителями тока являются здесь электроны в этой зоне, поскольку в ней имеется много свободных энергетических состояний. [44]

Металлическая связь характеризуется взаимодействием положительных ионов кристаллической решетки металла и свободных электронов, не связанных с определенными ионами и свободно перемещающихся в пределах кристаллической решетки. Электроны не связаны с определенными ионами и свободно перемещаются в металле. Этим определяется высокая электропроводность металлов . Неметаллы, такие, как кислород, сера, галогены, принимающие электроны от металла, являются окислителями. Легкость отдачи электронов их атомами определяет химическую активность металлов. По химической активности металлы различаются между собой. [45]

Какие физические свойства обусловлены общим для всех металлов типом кристаллической решётки? Назовите области применения металлов, основанные на указанных вами физических свойствах.

Электропроводность. Серебро и золото обладают самой хорошей электропроводностью, они применяются в производстве электроники. Медь и алюминий применяются для проводов ЛЭП.

Теплопроводность. Медь и алюминий обладают самой хорошей теплопроводностью, их используются для производства радиаторов и теплообменников.

Металлический блеск. Хром применяют для производства зеркал и декоративных покрытий.

Пластичность. Самый пластичный металл золото, его применяют в ювелирном деле, для декоративных покрытий (сусальное золото). Из железа изготавливают листы, трубы, вытягивают проволоку и т. д.

Что такое проводник и диэлектрик? Самый электропроводный металл в мире

Проводниками электрического тока могут быть совсем разные вещества. Например, и кусок металлической проволоки, и морская вода являются электропроводниками. Но электроток в них различен по своей природе. Поэтому они разделены на две группы:

первого рода с проводимостью, основанной на электронах;
второго рода с проводимостью, основанной на ионах.

Электропроводники первого рода это все металлы и углерод. Представителями второго рода являются кислоты, щёлочи, растворы и расплавы солей, которые называют «электролитами».

Ток в проводниках течёт при любых значениях напряжения и прямо пропорционален величине напряжения.

Наилучшими электропроводниками при обычных условиях являются серебро, золото, медь и алюминий. Медь и алюминий наиболее широко используются для изготовления различных проводов и кабелей из-за более низкой цены. Хорошим жидким проводником первого рода является ртуть. Хорошо проводит электрический ток и углерод. Но из-за отсутствия гибкости его применение невозможно. Однако созданная относительно недавно форма углерода графен позволяет изготавливать нити и шнуры из нитей.

Но графеновые шнуры имеют сопротивление, которое для токопроводов является недопустимо большим. Поэтому их используют в электронагревателях. В этом качестве графеновый шнур превосходит металлические проволочные аналоги на основе сплава никеля и хрома, поскольку может обеспечить более высокую температуру. Аналогичным образом используются проволочные электропроводники из вольфрама. Из них изготовлены спирали ламп накаливания и электроды газоразрядных ламп. Вольфрам является самым тугоплавким электропроводником.

Процессы в проводниках

Электрический ток, протекающий в проводнике, оказывает на него определённые воздействия. В любом случае происходит увеличение температуры. Но возможны также и химические реакции, которые приводят к изменению физических и химических свойств. Наибольшим изменениям подвержены электропроводники второго рода. Электрический ток в них вызывает электрохимическую реакцию, называемую электролизом.

В результате ионы проводника второго рода получают вблизи электрических полюсов необходимые заряды и восстанавливаются до состояния, которое было до появления кислоты, щёлочи или соли. Электролиз широко используется для получения многих чистых химических веществ из природного сырья. Способом электролиза расплавов получают чистый алюминий и некоторые другие металлы.

Проводники первого и второго рода могут не только проводить электрический ток при подаче на них внешнего напряжения. При взаимодействии, например свинца с кислотой, то есть проводника первого рода с проводником второго рода, возникает электрохимическая реакция, обеспечивающая выделение электрической энергии. На этом основано устройство аккумуляторов .

Электропроводники первого рода также могут изменяться при контакте друг с другом. Например, контакт медного и алюминиевого проводника является плохим решением без специального покрытия его. Влажности воздуха оказывается достаточно для разрушения в месте контакта электрохимической реакцией. Поэтому рекомендуется защищать подобные соединения лаком или аналогичными веществами.

У некоторых проводников первого рода при значительном охлаждении возникает особое состояние, пребывая в котором они не оказывают электрическому току сопротивление. Это явление называется сверхпроводимостью. Классическая сверхпроводимость соответствует значению температуры, близкой к состоянию жидкого гелия. Однако по мере выполнения исследований обнаружились новые сверхпроводники с более высокими значениями температуры.

Экономически оправданное использование сверхпроводимости является одной из приоритетных целей современной энергетики.

Электрический ток может течь не только в проводниках первого и второго рода. Есть ещё полупроводники и газы, которые так же проводят электроток. Но это уже совсем другая история…

При изучении тепловых явлений говорилось, что по способности проводить теплоту вещества делятся на хорошие и плохие проводники тепла.

По способности передавать электрические заряды вещества также делятся на несколько классов: проводники, полупроводники и непроводники электричества.

Проводниками называют тела, через которые электрические заряды могут переходить от заряженного тела к незаряженному.

Хорошие проводники электричества — это металлы, почва, вода с растворёнными в ней солями, кислотами или щелочами, графит. Тело человека также проводит электричество. Это можно обнаружить на опыте. Дотронемся до заряженного электроскопа рукой. Листочки тотчас опустятся. Заряд с электроскопа уходит по нашему телу через пол комнаты в землю.

а — железо; б — графит

Из металлов лучшие проводники электричества — серебро, медь, алюминий.

Непроводниками называют такие тела, через которые электрические заряды не могут переходить от заряженного тела к незаряженному.

Непроводниками электричества, или диэлектриками , являются эбонит, янтарь, фарфор, резина, различные пластмассы, шёлк, капрон, масла, воздух (газы). Изготовленные из диэлектриков тела называют изоляторами (от итал. изоляро — уединять).

а — янтарь; б — фарфор

Полупроводниками называют тела, которые по способности передавать электрические заряды занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками.

В природе полупроводники распространены достаточно широко. Это оксиды и сульфиды металлов, некоторые органические вещества и др. Наибольшее применение в технике нашли германий и кремний.

Полупроводники при низкой температуре не проводят электрический ток и являются диэлектриками. Однако при повышении температуры в полупроводнике начинает резко увеличиваться число носителей электрического заряда, и он становится проводником.

Почему это происходит? У полупроводников, таких как кремний и германий, в узлах кристаллической решётки атомы колеблются около своих положений равновесия, и уже при температуре 20 °С это движение становится настолько интенсивным, что химические связи между соседними атомами могут разорваться. При дальнейшем повышении температуры валентные электроны (электроны, находящиеся на внешней оболочке атома) атомов полупроводников становятся свободными, и под действием электрического поля в полупроводнике возникает электрический ток.

Характерной особенностью полупроводников является возрастание их проводимости с повышением температуры. У металлов же при повышении температуры проводимость уменьшается.

Способность полупроводников проводить электрический ток возникает также при воздействии на них света, потока быстрых частиц, введении примесей и др.

а — германий; б- кремний

Изменение электропроводности полупроводников под действием температуры позволило применять их в качестве термометров для замера температуры окружающей среды, широко применяют в технике. С его помощью контролируют и поддерживают температуру на определённом уровне.

Повышение электропроводности вещества под воздействием света носит название фотопроводимость . Основанные на этом явлении приборы называют фотосопротивлениями . Фотосопротивления применяются для сигнализации и в управлении производственными процессами на расстоянии, сортировке изделий. С их помощью в экстренных ситуациях автоматически останавливаются станки и конвейеры, предупреждая несчастные случаи.

Благодаря удивительным свойствам полупроводников, они широко используются при создании транзисторов, тиристоров, полупроводниковых диодов, фоторезисторов и другой сложнейшей аппаратуры. Применение интегральных микросхем в теле-, радио- и компьютерных приборах позволяет создавать устройства небольших, а порой и ничтожно малых размеров.

Вопросы

На какие группы делят вещества по способности передавать электрические заряды?
Какой характерной особенностью обладают полупроводники?
Перечислите области применения полупроводниковых приборов.

Упражнение 22

Почему заряженный электроскоп разряжается, если его шарика коснуться рукой?
Почему стержень электроскопа изготавливают из металла?
К шарику незаряженного электроскопа подносят тело, заряженное положительно, не касаясь его. Какой заряд возникнет на листочках электроскопа?

Это любопытно…

Способность тела к электризации определяется наличием свободных зарядов. В полупроводниках концентрация носителей свободного заряда увеличивается с ростом температуры.

Проводимость, которая осуществляется свободными электронами (рис. 43), называется электронной проводимостью полупроводника или проводимостью n-типа (от лат. negativus — отрицательный). При отрыве электронов от атомов германия в местах разрыва образуются свободные места, которые не заняты электронами. Эти вакансии получили название «дырки». В области образования дырки возникает избыточный положительный заряд. Вакантное место может быть занято другим электроном.

Электрон, перемещаясь в полупроводнике, создаёт возможность заполнения одних дырок и образования других. Возникновение новой дырки сопровождается появлением свободного электрона, т. е. идёт непрерывное образование пар электрон — дырка. В свою очередь, заполнение дырок приводит к уменьшению числа свободных электронов. Если кристалл поместить в электрическое поле, то будет происходить перемещение не только электронов, но и дырок. Направление перемещения дырок противоположно направлению движения электронов.

Проводимость, которая возникает в результате перемещения дырок в полупроводнике, называется дырочной проводимостью или проводимостью р-типа (от лат. positivus — положительный). Полупроводники подразделяют на чистые полупроводники, примесные полупроводники n-типа, примесные полупроводники р-типа.

Чистые полупроводники обладают собственной проводимостью. В создании тока участвуют свободные заряды двух типов: отрицательные (электроны) и положительные (дырки). В чистом полупроводнике концентрация свободных электронов и дырок одинакова.

При введении в полупроводник примесей возникает примесная проводимость. Изменяя концентрацию примеси, можно менять и число носителей заряда того или иного знака, т. е. создавать полупроводники с преимущественной концентрацией отрицательного или положительного заряда. Примесные полупроводники n-типа обладают электронной проводимостью. Основными носителями заряда являются электроны, а неосновными — дырки.

Примесные полупроводники р-типа обладают дырочной проводимостью. Основными носителями заряда являются дырки, а неосновными — электроны.

Представляет собой соединение полупроводников р- и л-типа. Сопротивление области контакта зависит от направления тока. Если диод включить в цепь, чтобы область кристалла с электронной проводимостью n-типа была подсоединена к положительному полюсу, а область с дырочной проводимостью р-типа к отрицательному полюсу, то тока в цепи не будет, так как переход электронов из n-области в р-область затрудняется.

Если р-область полупроводника подключить к положительному полюсу, а n-область к отрицательному, то в этом случае ток проходит через диод. За счёт диффузии основных носителей тока в чужой полупроводник в области контакта образуется двойной электрический слой, препятствующий движению зарядов. Внешнее поле, направленное от р к n, частично компенсирует действие этого слоя, и при увеличении напряжения ток быстро возрастает.

Способность проводить электрический ток имеют не только металлы. При некоторых условиях эту способность приобретают тазы и жидкости.

Свойство химического элемента проводить электрический ток или быть диэлектриком (изолятором) зависит от наличия в нем свободных заряженных частиц. В металлах это электрон – частица, вращающаяся вокруг атома. Вместе электроны и атомы составляют молекулу. В молекуле водорода вокруг атома вращается один электрон. У меди их – 39.

Электроны распределяются группами на разном удалении от атомного ядра. Самая дальняя группа электронов у электропроводящих материалов имеет неустойчивую связь с ядром. При появлении электрического поля они приходят в движение и создают электрический ток.

Электрическое поле всегда распространяется со скоростью света. А вот скорость движения электронов очень мала: десятки сантиметров в секунду. Объясняется это столкновениями при движении электронов с элементами кристаллической решетки проводника. Чем больше этих столкновений, тем хуже проводит материал электрический ток.

Удельное сопротивление

Способность лучше или хуже проводить ток определяется удельным сопротивлением — ⍴ (ро). Вот удельные сопротивления некоторых металлов, применяемых в электротехнике.

Удельное сопротивление зависит от температуры. Чем она ниже, тем сопротивление меньше. Объясняется это тем, что с уменьшением температуры электроны меньше совершают хаотичных движений и меньше сталкиваются. При температуре абсолютного нуля (-273˚С) движение прекращается. У большинства материалов при этом способность проводить ток резко исчезает, но у некоторых возникает явление сверхпроводимости , когда удельное сопротивление равно нулю. При этом величина тока в проводнике ничем не ограничивается.

Сопротивление, ток и мощность

Электрическое сопротивление (R) проводника измеряется в Омах и зависит еще и от его геометрических размеров:

S – площадь сечения проводника в м 2 , l – его длина в метрах. Ток через проводник измеряется в амперах и подчиняется закону Ома для участка цепи:

U – напряжение в вольтах. Мощность , выделяющаяся на проводнике под действием электрического тока, равна:

Теперь возьмем одинаковых размеров проводники из разных материалов и будем пропускать через них один и тот же ток. Как видно из формул, чем больше у проводника удельное сопротивление, тем большая мощность выделится на нем при прохождении электрического тока.

Вот поэтому для одного и того же тока сечение алюминиевого кабеля нужно больше, чем медного. Медный нагреется до температуры, при которой расплавится изоляция, при большем токе.

Применение нихрома для изготовления нагревательных элементов объясняется его высоким удельным сопротивлением и стойкостью к расплавлению. Тугоплавкость и повышенное удельное сопротивление позволили использовать вольфрам для изготовления нитей накала электроламп.

Золото проводит ток чуть лучше алюминия, но применяется в электронике только из-за того, что не образует окислов.

Направление электрического тока

В зависимости от характера движения зарядов электрический ток разделяется на:

постоянный , когда движение происходит в одном направлении;
переменный , когда направление движения постоянно меняется.

В наших сетях ток – переменный, частотой 50 Гц. Он 100 раз в секунду изменяет направление движения на противоположное. Переменный ток имеет преимущество перед постоянным: величину напряжения можно изменять при помощи несложных устройств – трансформаторов.

Постоянный ток может быть получен из переменного и наоборот.

И напоследок – интересный казус. В электротехнике принято считать за направление постоянного тока направление движения положительных зарядов – от плюса к минусу. На самом же деле движутся отрицательно заряженные частицы – электроны. Дело в том, что ученые приняли такое направление до открытия электрона, и оно сохранилось до сих пор.

Электрический проводник

Электрический провод

Проводник — вещество, проводящее электрический ток. Среди наиболее распространённых твёрдых проводников известны металлы , полуметаллы. Пример проводящих жидкостей — электролиты . Пример проводящих газов — ионизированный газ (плазма). Некоторые вещества при нормальных условиях являющиеся изоляторами при внешних воздействиях могут переходить в проводящее состояние, а именно проводимость полупроводников может сильно варьироваться при изменении температуры, освещённости, легировании и т. п.

Проводниками также называют части электрических цепей — соединительные провода и шины.

Микроскопическое описание проводников связано с электронной теорией металлов. Наиболее простая модель описания проводимости известна с начала прошлого века и была развита Друде .

Проводники бывают первого и второго рода. К проводникам первого рода относят те проводники, в которых имеется электронная проводимость (посредством движения электронов). К проводникам второго рода относят проводники с ионной проводимостью (электролиты)

См. также

Полианилин — полимер с электронной проводимостью

Литература

Жан М. Рабаи, Ананта Чандракасан, Боривож Николич 4. Проводник // Цифровые интегральные схемы. Методология проектирования = Digital Integrated Circuits. — 2-ое изд. — М.: «Вильямс» , 2007. — С. 912. — ISBN 0-13-090996-3

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Электрический проводник» в других словарях:

электрический проводник — elektros laidininkas statusas T sritis chemija apibrėžtis Medžiaga, laidi elektros srovei. atitikmenys: angl. conductor of electricity; electric conductor; electrical conductor rus. электрический проводник … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

электрический проводник — elektros laidininkas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. conductor of electricity vok. elektrischer Leiter, m rus. электрический проводник, m pranc. conducteur électrique, m … Fizikos terminų žodynas

Заряд количество электричества, содержащееся в данномтеле. Электрический ток. Если погрузить в проводящую жидкость, напр.,в раствор серной кислоты, два разнородных металла, напр., Zn и Сu, исоединить эти металлы между собой металлической… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

Электрический контакт поверхность соприкосновения проводящих электрический ток материалов, обладающая электропроводностью, или приспособление, обеспечивающее такое соприкосновение (соединение). В зависимости от природы соприкасающихся… … Википедия

проводник — (1) Вещество, основным электрическим свойством которого является электропроводность. [ГОСТ Р 52002 2003] проводник (2) Всё то, что используется (предназначается) для проведения электрического тока: провод; кабель; шина; шинопровод; жила провода… …

проводник питающей линии — Параллельные тексты EN RU Unless a plug is provided with the machine for the connection to the supply, it is recommended that the supply conductors are terminated at the supply disconnecting device. Если проводники питающей… … Справочник технического переводчика

электрический провод — провод Кабельное изделие, содержащее одну или несколько скрученных проволок или одну или более изолированных жил, поверх оторых в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может иметься легкая неметаллическая оболочка, обмотка и (или)… … Справочник технического переводчика

ПРОВОДНИК, вещество или предмет, по которым легко проходят свободные ЭЛЕКТРОНЫ, то есть, создается поток тепловой энергии или заряженных частиц. У проводников низкое электрическое СОПРОТИВЛЕНИЕ. Самыми лучшими проводниками являются металлы,… … Научно-технический энциклопедический словарь

Символы обозначения предохранителя У этого термина существуют и другие значения, см. Предохранитель. Электрический предохранитель электрический апп … Википедия

Основная статья: Электрическая машина Электродвигатели разной мощности (750 Вт, 25 Вт, к CD плееру, к игрушке, к дисководу). Батарейка «Крона» дана для сравнения Электрический двигатель … Википедия

В электричестве выделяют три основных группы материалов – это проводники, полупроводники и диэлектрики. Основным их отличием является возможность проводить ток. В этой статье мы рассмотрим, чем отличаются эти виды материалов и как они ведут себя в электрическом поле.

Что такое проводник

Вещество, в котором присутствуют свободные носители зарядов, называют проводником. Движение свободных носителей называют тепловым. Основной характеристикой проводника является его сопротивление (R) или проводимость (G) – величина обратная сопротивлению.

Говоря простыми словами – проводник проводит ток.

К таким веществам можно отнести металлы, но если говорить о неметаллах то, например, углерод – отличный проводник, нашел применение в скользящих контактах, например, щетки электродвигателя. Влажная почва, растворы солей и кислот в воде, тело человека – тоже проводит ток, но их электропроводность зачастую меньше, чем у меди или алюминия, например.

Металлы являются отличными проводниками, как раз таки благодаря большому числу свободных носителей зарядов в их структуре. Под воздействием электрического поля заряды начинают перемещаться, а также перераспределяться, наблюдается явление электростатической индукции.

Что такое диэлектрик

Диэлектриками называют вещества, которые не проводят ток, или проводят, но очень плохо. В них нет свободных носителей зарядов, потому что связь частиц атома достаточно сильная, для образования свободных носителей, поэтому под воздействием электрического поля тока в диэлектрике не возникает.

Газ, стекло, керамика, фарфор, некоторые смолы, текстолит, карболит, дистиллированная вода, сухая древесина, резина – являются диэлектриками и не проводят электрический ток. В быту диэлектрики встречаются повсеместно, например, из них делаются корпуса электроприборов, электрические выключатели, корпуса вилок, розеток и прочее. В линиях электропередач изоляторы выполняются из диэлектриков.

Однако, при наличии определенных факторов, например повышенный уровень влажности, напряженность электрического поля выше допустимого значения и прочее – приводят к тому, что материал начинает терять свои диэлектрические функции и становится проводником. Иногда вы можете слышать фразы типа «пробой изолятора» — это и есть описанное выше явление.

Если сказать кратко, то основными свойствами диэлектрика в сфере электричества являются электроизоляционные. Именно способность препятствовать протеканию тока защищает человека от электротравматизма и прочих неприятностей. Основной характеристикой диэлектрика является электрическая прочность – величина равная напряжению его пробоя.

Что такое полупроводник

Полупроводник проводит электрический ток, но не так как металлы, а при соблюдении определенных условий – сообщении веществу энергии в нужных количествах. Это связано с тем, что свободных носителей (дырок и электронов) зарядов слишком мало или их вовсе нет, но если приложить какое-то количество энергии – они появятся. Энергия может быть различных форм – электрической, тепловой. Также свободные дырки и электроны в полупроводнике могут возникать под воздействием излучений, например в УФ-спектре.

Где применяются полупроводники? Из них изготавливают транзисторы, тиристоры, диоды, микросхемы, светодиоды и прочее. К таким материалам относят кремний, германий, смеси разных материалов, например арсенид-галия, селен, мышьяк.

Чтобы понять, почему полупроводник проводит электрический ток, но не так как металлы, нужно рассматривать эти материалы с точки зрения зонной теории.

Зонная теория

Зонная теория описывает наличие или отсутствие свободных носителей зарядов, относительно определенных энергетических слоев. Энергетическим уровнем или слоем называют количество энергии электронов (ядер атомов, молекул – простых частиц), их измеряют в величине Электронвольты (ЭВ).

На изображении ниже показаны три вида материалов с их энергетическими уровнями:

Обратите внимание, что у проводника энергетические уровни от валентной зоны до зоны проводимости объединены в неразрывную диаграмму. Зона проводимости и валентная зоны накладываются друг на друга, это называется зоной перекрытия. В зависимости от наличия электрического поля (напряжения), температуры и прочих факторов количество электронов может изменяться. Благодаря вышеописанному, электроны могут передвигаться в проводниках, даже если сообщить им какое-то минимальное количество энергии.

У полупроводника между зоной валентности и зоной проводимости присутствует определенная запрещенная. Ширина запрещенной зоны описывает, какое количество энергии нужно сообщить полупроводнику, чтобы начал протекать ток.

У диэлектрика диаграмма похожа на ту, которая описывает полупроводники, однако отличие лишь в ширине запрещенной зоны – она здесь во много раз большая. Различия обусловлены внутренним строением и вещества.

Мы рассмотрели основные три типа материалов и привели их примеры и особенности. Главным их отличием является способность проводить ток. Поэтому каждый из них нашел свою сферу применения: проводники используются для передачи электроэнергии, диэлектрики – для изоляции токоведущих частей, полупроводники – для электроники. Надеемся, предоставленная информация помогла вам понять, что собой представляют проводники, полупроводники и диэлектрики в электрическом поле, а также в чем их отличие между собой.

5 самых проводящих металлов на Земле

В гальванической промышленности каждый металл служит определенной цели. Некоторые из-за их твердости, другие из-за их пластичности, а третьи используются из-за их устойчивости к коррозии. Металлы также ценятся за их проводящие свойства.

Почему так важны проводящие металлы?

Большинство проводящих металлов выполняют две основные функции :

Электропроводность — В целом, как величина, обратная удельному электрическому сопротивлению, металлы с высокой электропроводностью позволяют электрическому току перемещаться с небольшим сопротивлением.В заключение, это отличная особенность для производителей электрических проводов или других отраслей промышленности.

Теплопроводность — Следовательно, тепло может передаваться только тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением. Кроме того, кондукция, пожалуй, самая распространенная и регулярно встречается в природе. Короче говоря, это передача тепла посредством физического контакта. Эти свойства делают металлы с теплопроводностью превосходными для автомобильной и авиационной промышленности, где передача тепла и сопротивление тепла являются частой проблемой.

Примечание: как правило, металлы с высокой электропроводностью также обладают высокой теплопроводностью.

Какие металлы самые проводящие?

Серебро — Следовательно, серебро по проводимости не занимает 2 ^ое место. В результате серебро на сегодняшний день является самым проводящим металлом на Земле. Это потому, что серебро имеет только один валентный электрон. Кроме того, этот единственный электрон может свободно перемещаться с небольшим сопротивлением. В результате такие металлы, как серебро и медь, являются одними из металлов с этой особенностью.Вот почему они являются отличными проводниками электричества и тепла.

Медь — В заключение, медь, как и серебро, имеет только один валентный электрон, что делает этот металл очень проводящим. Поэтому одним из наиболее популярных коммерческих приложений является покрытие высококачественной посуды и кухонных приборов.

Золото — В целом список ограничен, и это основная причина (помимо его редкости), почему этот материал такой дорогой. Кроме того, сочетание устойчивости золота к коррозии и его проводимости делает этот металл чрезвычайно ценным ресурсом, используемым в большом количестве промышленных отраслей.

Алюминий — В целом, это отличный металлический проводник. Эта особенность, в дополнение к его низкой плотности и высокой устойчивости к коррозии, делает этот металл идеальным для авиационной и коммуникационной (трансмиссионной) промышленности.

Цинк / латунь — Хотя эти металлы обладают гораздо меньшей проводимостью, чем их четыре аналога. Эти металлы часто являются менее дорогостоящими и экономичными заменами, когда это применимо.

Итак, у вас есть 5 самых проводящих металлов на Земле!

Какие металлы самые проводящие?

Электропроводность играет жизненно важную роль во многих отраслях промышленности, включая электронику, аэрокосмическую промышленность и телекоммуникации.Однако на самом деле существует несколько видов проводимости. Теплопроводность относится к способности материала передавать тепло, а электрическая проводимость относится к способности материала пропускать электрический ток без сопротивления. Как правило, материалы, которые демонстрируют высокую теплопроводность, также обладают высокой электропроводностью.

Электропроводность зависит от материала и зависит от внешних условий. Некоторые из факторов, влияющих на проводимость, включают форму, размер, температуру и внешние электромагнитные поля.Примеси в веществе также могут препятствовать потоку электронов и уменьшать проводимость.

Большинство металлов в той или иной степени проводят тепло и электричество, но некоторые металлы обладают большей проводимостью, чем другие. В результате проводимость является важным фактором, который следует учитывать при гальванике. Если вам нужен конечный продукт, который может хорошо проводить тепло или электричество, вам нужно будет выбрать токопроводящее металлическое покрытие, которое будет соответствовать уникальным требованиям вашего приложения.

Шесть самых проводящих металлических покрытий, доступных на рынке

Выбор металла с правильным уровнем проводимости может обеспечить функциональный успех продукта или компонента или нарушить его.Чтобы помочь вам оценить ваши возможности, мы создали это руководство по наиболее проводящим металлам, используемым для гальваники на подложках в промышленных отраслях. Шесть наиболее проводящих металлов, которые следует учитывать, включают:

Серебро: Серебро, самый проводящий металл, эффективно проводит тепло и электричество благодаря своей уникальной кристаллической структуре и одновалентному электрону. Серебро обеспечивает низкую контактную износостойкость и отличную оптическую отражательную способность, что делает его идеальным для покрытия контактов, зеркал и проводов в телекоммуникационных приложениях.Однако серебряные покрытия также легко тускнеют, поэтому они используются реже, чем покрытия из меди и золота.
Медь: Как и серебро, одновалентный электрон меди делает ее металлом с высокой проводимостью. Он также обеспечивает хорошую коррозионную стойкость. Медные покрытия находят применение в полупроводниках, печатных платах и других приложениях, в которых важна электрическая проводимость.
Золото: Высокая проводимость золота в сочетании с его коррозионной стойкостью, износостойкостью и стабильным контактным сопротивлением делают его идеальным для нанесения покрытий на полупроводники, разъемы, печатные и протравленные схемы.Если вы готовы согласиться с более высокой ценой, золото обычно дает наибольшие преимущества для продуктов, требующих проводимости.
Цинк: Хотя цинк значительно менее проводящий, чем золото, медь и серебро, он может быть доступной альтернативой этим более дорогим металлам. Цинк обладает хорошей проводимостью и высокой прочностью.
Никель: Другой проводящий металл, никель, обычно наносится на поверхность детали для увеличения толщины и повышения устойчивости к износу и коррозии.Вы можете выбрать никелевые покрытия для сложных промышленных и военных применений.
Платина: Платина — драгоценный металл, который часто используется в качестве защитного покрытия для других металлов, которые легко корродируют. Чрезвычайно высокая температура плавления платины также делает ее пригодной для применений, требующих высокой теплопроводности.

В SPC мы можем покрывать продукты и компоненты всеми этими металлами с высокой проводимостью. Если вы не уверены, какой вариант лучше всего соответствует вашим требованиям, наша команда экспертов по отделке поверхностей будет рада помочь вам.

Свяжитесь с SPC, чтобы узнать больше

Sharretts Plating Company — это компания, предоставляющая полный спектр услуг по отделке, которая занимается инновациями в гальванической промышленности более 90 лет. Чтобы узнать больше о проводящих металлических покрытиях, которые мы предлагаем, или получить квалифицированные ответы на другие вопросы по гальванике, заполните нашу онлайн-форму для связи сегодня.

Электропроводность и проводящие элементы

Электропроводность относится к способности материала передавать энергию.Существуют разные типы проводимости, включая электрическую, тепловую и акустическую проводимость. Самый электропроводящий элемент — серебро, за ним следуют медь и золото. Серебро также имеет самую высокую теплопроводность среди всех элементов и самый высокий коэффициент отражения света. Хотя это лучший проводник, медь и золото чаще используются в электротехнике, потому что медь дешевле, а золото имеет гораздо более высокую коррозионную стойкость. Поскольку серебро тускнеет, это менее желательно для высоких частот, потому что внешняя поверхность становится менее проводящей.

Что касается , почему серебро является лучшим проводником, ответ заключается в том, что его электроны перемещаются свободнее, чем электроны других элементов. Это связано с его валентностью и кристаллической структурой.

Большинство металлов проводят электричество. Другие элементы с высокой электропроводностью — это алюминий, цинк, никель, железо и платина. Латунь и бронза — это электропроводящие сплавы, а не элементы.

Таблица проводимости металлов

Этот список электропроводности включает сплавы, а также чистые элементы.Поскольку размер и форма вещества влияют на его проводимость, в списке предполагается, что все образцы имеют одинаковый размер. В порядке от наибольшей до наименее проводящей:

Серебро
Медь
Золото
Алюминий
Цинк
Никель
Латунь
Бронза
Утюг
Платина
Углеродистая сталь
Свинец
Нержавеющая сталь

Факторы, влияющие на электропроводность

Определенные факторы могут повлиять на то, насколько хорошо материал проводит электричество.

Температура: Изменение температуры серебра или любого другого проводника изменяет его проводимость. Как правило, повышение температуры вызывает тепловое возбуждение атомов и снижает проводимость при одновременном увеличении удельного сопротивления. Взаимосвязь линейная, но при низких температурах она нарушается.
Примеси: Добавление примесей в проводник снижает его проводимость. Например, чистое серебро не так хорошо проводит дирижерство, как чистое серебро.Окисленное серебро — не такой хороший проводник, как чистое серебро. Примеси препятствуют потоку электронов.
Кристаллическая структура и фазы: Если в материале есть разные фазы, проводимость на границе раздела немного замедлится и может отличаться от одной структуры от другой. Способ обработки материала может повлиять на то, насколько хорошо он проводит электричество.
Электромагнитные поля: Проводники генерируют свои собственные электромагнитные поля, когда через них проходит электричество, причем магнитное поле перпендикулярно электрическому полю.Внешние электромагнитные поля могут создавать магнитосопротивление, которое может замедлять ток.
Частота: Количество циклов колебания переменного электрического тока за секунду — это его частота в Герцах. Выше определенного уровня высокая частота может вызвать протекание тока вокруг проводника, а не через него (скин-эффект). Поскольку нет колебаний и, следовательно, частоты, скин-эффект не возникает при постоянном токе.

Какой металл лучше всего проводит электричество?

Электропроводность — это движение электрически заряженных частиц.Все металлы в определенной степени проводят электричество, но некоторые металлы обладают большей проводимостью. Металлы с самой высокой проводимостью — это серебро, медь и золото.

Медь, например, обладает высокой проводимостью и обычно используется в металлической проводке. Латунь, с другой стороны, содержит медь, но другие материалы в ее составе снижают проводимость. Чистое серебро — самый проводящий из всех металлов.

В этом списке показан порядок проводимости некоторых обычно используемых металлов и сплавов при одинаковых размерах.

Чистое серебро
Чистая медь
Чистое золото
Алюминий
Цинк
Никель
Латунь
Бронза
Утюг
Платина
Сталь
Свинец
Нержавеющая сталь

Почему серебро занимает первое место в списке? Наличие валентных электронов определяет проводимость металла. Валентные электроны — это «свободные электроны», которые позволяют металлам проводить электрический ток.Свободные электроны движутся сквозь металл, как бильярдные шары, передавая энергию при столкновении друг с другом. Серебро и медь — это металлы с одиночными свободно движущимися валентными электронами. Балдахин перемещается по металлу с небольшим сопротивлением, делая эти металлы более проводящими.

Полупроводниковые металлы имеют несколько валентных электронов, что снижает реакцию отталкивания. Подумайте об этом восьмерке снова: когда он ударяет по одному мячу, он ударяет его дальше, чем если бы он мягко сталкивался с несколькими шарами.Однако полупроводники могут стать более эффективными электрическими проводниками при нагревании или сочетании с другими элементами. Сопротивление полупроводников зависит от наличия примесей в металле. Помимо примесей, другие факторы, которые могут повлиять на то, как металл проводит электричество, включают частоту, электромагнитные поля и температуру.

Серебро имеет самую высокую проводимость среди всех металлов, но также имеет высокую цену и может потускнеть, что сделает поверхность менее проводящей.Золото более устойчиво к коррозии. Высокая проводимость и доступность меди делают ее более привлекательным выбором.

Какой металл лучший дирижер?

Давайте вернемся к периодической таблице, чтобы объяснить, какие металлы лучше всего проводят электричество. Количество валентных электронов в атоме — это то, что делает материал способным проводить электричество. Внешняя оболочка атома — валентность. В большинстве случаев проводники имеют один или два (иногда три) валентных электрона.

Металлы с ОДНИМ валентным электроном — это медь, золото, платина и серебро.Железо имеет два валентных электрона. Хотя алюминий имеет три валентных электрона, он также является отличным проводником. Полупроводник — это материал, который имеет четыре валентных электрона.

Электропроводность

Металлические связи заставляют металлы проводить электричество. В металлической связи атомы металла окружены постоянно движущимся «морем электронов». Это движущееся море электронов позволяет металлу проводить электричество и свободно перемещаться между ионами.

Большинство металлов в определенной степени проводят электричество.Некоторые металлы обладают большей проводимостью, чем другие. Медь, серебро, алюминий, золото, сталь и латунь являются обычными проводниками электричества. Металлы с самой высокой проводимостью — это серебро, медь и золото.

Порядок электропроводности металлов

Этот список электропроводности включает сплавы, а также чистые элементы. Поскольку размер и форма вещества влияют на его проводимость, в списке предполагается, что все образцы имеют одинаковый размер. Здесь представлены основные типы металлов и некоторые распространенные сплавы в порядке убывания проводимости, как и в Metal Detecting World.

От лучшего к худшему — какой металл является лучшим проводником электричества

(одинакового размера)

9033 902 9030 Нержавеющая сталь Электропроводность

«Серебро — лучший проводник электричества, потому что оно содержит большее количество подвижных атомов (свободных электронов).Чтобы материал был хорошим проводником, пропускаемое через него электричество должно перемещать электроны; чем больше в металле свободных электронов, тем выше его проводимость. Однако серебро дороже других материалов и обычно не используется, если только оно не требуется для специального оборудования, такого как спутники или печатные платы », — поясняет Sciencing.com.

Проводимость меди

«Медь менее проводящая, чем серебро, но дешевле и обычно используется в качестве эффективного проводника в бытовых приборах.Большинство проводов имеют медное покрытие, а сердечники электромагнитов обычно оборачиваются медной проволокой. Медь также легко паять и наматывать на провода, поэтому ее часто используют, когда требуется большое количество проводящего материала », — сообщает Sciencing.com

Gold Conductivity

В то время как золото является хорошим проводником электричества и не тускнеет, когда на воздухе, это слишком дорого для обычного использования. Индивидуальные свойства делают его идеальным для конкретных целей.

Алюминий Проводимость

Алюминий может проводить электричество, но он не проводит электричество так же хорошо, как медь.Алюминий образует электрически стойкую оксидную поверхность в электрических соединениях, что может вызвать их перегрев. В высоковольтных линиях электропередачи, заключенных в стальной корпус для дополнительной защиты, используется алюминий.

Цинк Проводимость

ScienceViews.com объясняет, что «Цинк — это сине-серый металлический элемент с атомным номером 30. При комнатной температуре цинк становится хрупким, но становится пластичным при 100 С. Податливость означает, что его можно гнуть. и формируется без разрушения. Цинк — умеренно хороший проводник электричества ».

Никель Проводимость

Большинство металлов проводят электричество. Никель — это элемент с высокой электропроводностью.

Латунь Проводимость

Латунь — это металл, работающий на растяжение, используемый для небольших машин, поскольку его легко сгибать и формовать в различные детали. Его преимущества перед сталью заключаются в том, что он немного более проводящий, дешевле в приобретении, менее коррозионный, чем сталь, и при этом сохраняет ценность после использования. Латунь — это сплав.

Бронза Проводимость

Бронза — это электропроводящий сплав, а не элемент.

Электропроводность железа

Железо имеет металлические связи, в которых электроны могут свободно перемещаться вокруг более чем одного атома. Это называется делокализацией. Из-за этого железо — хороший проводник.

Платина Проводимость

Платина — это элемент с высокой электропроводностью, который более пластичен, чем золото, серебро или медь. Он менее податлив, чем золото. Металл обладает отличной устойчивостью к коррозии, устойчив при высоких температурах и имеет стабильные электрические свойства.

Сталь Проводимость

Сталь — это проводник и сплав железа. Сталь обычно используется для оболочки других проводников, потому что это негибкий и очень коррозионный металл при контакте с воздухом.

Проводимость свинца

«Хотя соединения свинца могут быть хорошими изоляторами, чистый свинец — это металл, который проводит электричество, что делает его плохим изолятором. Удельное сопротивление свинца составляет 22 миллиардных метра. Он находит применение в электрических контактах, потому что, будучи относительно мягким металлом, он легко деформируется при затягивании и обеспечивает прочное соединение.Например, разъемы для автомобильных аккумуляторов обычно делают из свинца. Стартер автомобиля на короткое время потребляет ток более 100 ампер, что требует надежного подключения к аккумулятору », — поясняет Sciencing.com.

Нержавеющая сталь Электропроводность

Нержавеющая сталь, как и все металлы, является относительно хорошим проводником электричества.

Факторы, влияющие на электрическую проводимость

Определенные факторы могут влиять на то, насколько хорошо материал проводит электричество. ThoughtCo объясняет эти факторы здесь:

Температура: Изменение температуры серебра или любого другого проводника приводит к изменению его проводимости.Как правило, повышение температуры вызывает тепловое возбуждение атомов и снижает проводимость при одновременном увеличении удельного сопротивления. Взаимосвязь линейная, но при низких температурах она нарушается.
Примеси: Добавление примесей в проводник снижает его проводимость. Например, чистое серебро не так хорошо проводит дирижерство, как чистое серебро. Окисленное серебро — не такой хороший проводник, как чистое серебро. Примеси препятствуют потоку электронов.
Кристаллическая структура и фазы: Если в материале есть разные фазы, проводимость на границе раздела немного замедлится и может отличаться от одной структуры от другой.Способ обработки материала может повлиять на то, насколько хорошо он проводит электричество.
Электромагнитные поля: Проводники генерируют собственные электромагнитные поля, когда через них проходит электричество, причем магнитное поле перпендикулярно электрическому полю. Внешние электромагнитные поля могут создавать магнитосопротивление, которое может замедлять ток.
Частота: Число циклов колебаний, которые переменный электрический ток совершает в секунду, — это его частота в герцах.Выше определенного уровня высокая частота может вызвать протекание тока вокруг проводника, а не через него (скин-эффект). Поскольку нет колебаний и, следовательно, частоты, скин-эффект не возникает при постоянном токе.

Посетите Tampa Steel & Supply для качественной стали и алюминия

Вам нужны поставки стали? Не ищите ничего, кроме профессионалов Tampa Steel and Supply. У нас есть обширный список стальной продукции для любого проекта, который вам нужен.Мы гордимся тем, что обслуживаем наших клиентов почти четыре десятилетия, и готовы помочь вам с вашими потребностями в стали. Есть вопросы? Позвоните нам сегодня, чтобы узнать больше, или загляните в наш красивый выставочный зал Тампа.

Сделайте запрос онлайн
или позвоните в Tampa Steel & Supply по телефону (813) 241-2801

Какой элемент является наиболее проводящим?

Серебро — элемент с самой высокой электропроводностью.

Электропроводность — это способность материала передавать энергию. Поскольку существуют разные формы энергии, существуют разные типы проводимости, включая электрическую, тепловую и акустическую проводимость.Серебро — самый проводящий элемент с точки зрения электропроводности. Углерод в форме алмаза — лучший проводник тепла (серебро — лучший металл). Следующим лучшим проводником после серебра является медь, за ней следует золото. Вообще, металлы являются лучшими проводниками тепла и электричества.

Почему серебро — лучший дирижер?

Причина, по которой серебро является лучшим проводником электричества, заключается в том, что его электроны движутся свободнее, чем электроны других элементов. Это связано с кристаллической структурой и электронной конфигурацией серебра.Хотя серебро является лучшим проводником электричества, оно легко тускнеет и теряет проводимость, к тому же оно дороже меди. Золото используется, когда важна коррозионная стойкость.

Электропроводность элементов

Периодическая таблица электропроводности

Вот таблица электропроводности десяти самых проводящих элементов. Все эти элементы — металлы. Многие сплавы также являются проводящими, включая углеродистую сталь, нержавеющую сталь, латунь, бронзу, галинстан и манганин.Неметаллы — это электрические изоляторы, за некоторыми исключениями.

1	Серебро (чистое)
2	Медь (чистое)
3 902 Золото (чистое)
4	Алюминий
5	Цинк
6	Никель
7	Латунь
	Железо (чистое)
10	Платина
11	Сталь (карбонизированная)
12	Свинец (чистая)
13

7,92 900 7,92

Элемент	Электропроводность (См / м при 20 ° C)
Серебро	6,30 × 10 ⁷
Медь
Золото	4,11 × 10 ⁷
Алюминий	3,77 × 10 ⁷
Кальций	2.98 × 10 ⁷
Вольфрам	1,79 × 10 ⁷
Цинк	1,69 × 10 ⁷
Кобальт	1,60 × 10 ⁷	1.43 × 10 ⁷
Рутений	1.41 × 10 ⁷

Таблица электропроводности химических элементов.

Теплопроводность элементов

Вот таблица теплопроводности элементов.В большинстве таблиц перечислены только металлы, потому что металлы в целом проводят тепло лучше, чем неметаллы. Алмаз (неметалл) — исключение.

9022 9022 9030 9022 Таблица теплопроводности химические элементы.

Есть ли поведение в отношении неметаллов?

Хотя лучшими проводниками являются металлы, некоторые неметаллы проводят тепло и электричество. Алмаз (кристаллический углерод) является отличным проводником тепла, хотя и является электрическим изолятором.Однако аморфный углерод и графит действительно проводят электричество. Полуметаллы — честные проводники. Германий и кремний не проводят электричество так же хорошо, как графит, но они проводят больше, чем морская вода.

Факторы, влияющие на электрическую проводимость

На электрическую проводимость влияют несколько факторов:

Температура : Таблицы электропроводности включают температуру, потому что повышение температуры термически возбуждает атомы и снижает проводимость (увеличивает удельное сопротивление).В целом зависимость между температурой и проводимостью линейна, но при низких температурах она нарушается.
Размер и форма : Электрическое сопротивление пропорционально длине и обратно пропорционально площади поперечного сечения. Заряд проходит с большей скоростью по более коротким проводам и проводам с большей площадью поперечного сечения.
Purity : Добавление примеси к проводнику снижает электропроводность. Между тем, легирование полупроводника может увеличить его проводимость.Потускневшее серебро не такой хороший проводник, как чистое серебро. Кремний, легированный фосфором, становится полупроводником N-типа, а кремний, легированный бором, становится полупроводником P-типа.
Кристаллическая структура : Кристаллическая структура элемента влияет на его проводимость. Алмаз и графит являются кристаллическими формами углерода. Алмаз является электрическим изолятором, а графит проводит электричество.
Фазы : Даже в чистом образце могут присутствовать разные фазы.Межфазные границы обычно имеют низкую проводимость. Таким образом, способ производства материала влияет на его проводимость.
Электромагнитные поля : Внешние электромагнитные поля могут создавать магнитосопротивление внутри электрического проводника. Кроме того, когда ток проходит через проводник, он создает магнитное поле. Магнитное поле перпендикулярно электрическому полю.
Частота : Частота — это количество циклов колебаний переменного электрического тока.Выше определенной частоты ток течет по проводнику, а не через него. Это называется скин-эффектом. Скин-эффект не возникает при постоянном токе, потому что нет колебаний и, следовательно, нет частоты.

Список литературы

Берд Р. Байрон; Стюарт, Уоррен Э .; Лайтфут, Эдвин Н. (2007). Явления переноса (2-е изд.). ISBN компании John Wiley & Sons, Inc. 978-0-470-11539-8.
Холман, Дж. П. (1997). Теплопередача (8-е изд.). Макгроу Хилл.ISBN 0-07-844785-28.
Матула Р.А. (1979). «Удельное электрическое сопротивление меди, золота, палладия и серебра». Журнал физических и химических справочных данных . 8 (4): 1147. DOI: 10.1063 / 1.555614
Serway, Raymond A. (1998). Принципы физики (2-е изд.). Форт-Уэрт, Техас; Лондон: паб Saunders College. ISBN 978-0-03-020457-9.
«Теплопроводность элементов». Angstom Sciences.

Связанные сообщения

Какие металлы проводят электричество? (Обновление видео) | Металлические супермаркеты

Что такое электропроводность?

Электропроводность — это измеренная величина генерируемого тока на поверхности металлической мишени.Проще говоря, это то, насколько легко электрический ток может проходить через металл.

Какие металлы проводят электричество?

Хотя все металлы могут проводить электричество, некоторые металлы используются чаще из-за их высокой проводимости. Самый распространенный пример — медь. Он обладает высокой проводимостью, поэтому он используется в электропроводке со времен телеграфа. Однако латунь, которая содержит медь, гораздо менее проводящая, потому что она состоит из дополнительных материалов, которые снижают ее проводимость, что делает ее непригодной для электрических целей.

Вы можете быть удивлены, узнав, что медь даже не является самым проводящим металлом, несмотря на то, что она используется во многих общих приложениях (и тот факт, что она используется в качестве измерительной линейки для оценки проводимости металлов). Другое распространенное заблуждение — чистое золото — лучший проводник электричества. Хотя золото действительно имеет относительно высокий рейтинг проводимости, на самом деле оно менее проводимо, чем медь.

Какой металл лучше всего проводит электричество?

Ответ: Чистое серебро.Проблема с серебром в том, что оно может потускнеть. Эта проблема может вызвать проблемы в приложениях, где важен скин-эффект, например, с токами высокой частоты. Кроме того, он дороже меди, и небольшое увеличение проводимости не стоит дополнительных затрат.

Итак, если все металлы проводят электричество, как они все ранжируются? Взгляните на этот график:

Элемент	Теплопроводность (Вт / см · К)
Алмаз (углерод)	от 8,95 до 13,50
Серебро	4,29
Медь	3,17
Алюминий	2,37
Бериллий	2.01
Кальций	2,01
Вольфрам	1,74
Магний	1,56
Родий

Материал IACS (Международный стандарт отожженной меди)
Рейтинг	Металл	% Проводимость *
1	Серебро (Чистое)	105%
2	Медь	100%
3	Золото (чистое)	70%
4	Алюминий	61%
5	Латунь	28%
6	Цинк	27%
7	Никель	22%
8	Железо (чистое)	17%
9	Олово	15%
10	Фосфорная бронза	15%
11	Сталь (включая нержавеющую)	3-15%
12	Свинец (чистый)	7%
13	Никель-алюминий бронза	7%

* Значения проводимости выражены в единицах измерения относительно меди.100% рейтинг не означает отсутствие сопротивления.

Как видите, разница в электропроводности значительно зависит от металла. Как уже упоминалось, латунь имеет очень низкий рейтинг проводимости, несмотря на то, что она содержит медь, поэтому очень важно, чтобы не делались предположения об электропроводности материала. Всегда проводите как можно больше исследований!

Для чего используется медь?

Поскольку медь является отличным проводником электричества, ее чаще всего используют в электрических целях.Многие распространенные применения также зависят от одного или нескольких полезных свойств, таких как тот факт, что он является хорошим проводником тепла или имеет низкую реакционную способность (реакция с водой и кислотами).

Некоторые из распространенных применений меди включают:

Контакты в вилке на 13 А — Используется, потому что это электрический проводник с низкой реактивностью и высокой прочностью.

Водопроводные трубы — Используется, потому что они пластичные (мягкие), но при этом жесткие и прочные. Он также обладает дополнительными антибактериальными свойствами и имеет низкую реактивность.

Основание кастрюли — Используется, потому что это хороший теплопроводник с низкой реактивностью и высокой прочности.

Электрические кабели — Используются, потому что они являются хорошими электрическими проводниками, пластичными и прочными. Это включает в себя проводку для электроники, такой как телевизионное оборудование и аксессуары.

Микропроцессоры — Аналогично электрическим кабелям; используется, потому что это хороший электрический проводник и пластичный.

Обновление видео

Нет времени читать блог?

Посмотрите видеоблог ниже, чтобы узнать, какие металлы лучше всего проводят электричество.

Metal Supermarkets — крупнейший в мире поставщик мелкосерийного металла с более чем 85 обычными магазинами в США, Канаде и Великобритании. Мы эксперты по металлу и обеспечиваем качественное обслуживание клиентов и продукцию с 1985 года.

В Metal Supermarkets мы поставляем широкий ассортимент металлов для различных областей применения. В нашем ассортименте: нержавеющая сталь, легированная сталь, оцинкованная сталь, инструментальная сталь, алюминий, латунь, бронза и медь.

Наша горячекатаная и холоднокатаная сталь доступна в широком диапазоне форм, включая пруток, трубы, листы и пластины. Мы можем разрезать металл в точном соответствии с вашими требованиями.

Посетите одно из наших 80+ офисов в Северной Америке сегодня.