أي معدن له أعلى موصلية كهربائية؟

وقت الاصدار: 2022-06-24

هناك عدد قليل من المعادن التي لها موصلية كهربائية عالية.الفضة هي واحدة من أكثر المعادن الموصلة للكهرباء.تبلغ أقصى موصلية كهربائية للفضة حوالي 300 ميغا أوم سم.هذا يعني أنه يمكن أن يحمل تيارًا كهربائيًا أسرع بثلاث مرات من المعادن الشائعة الأخرى.المعادن الأخرى ذات الموصلية الكهربائية العالية تشمل النحاس والذهب والبلاتين.في حين أن جميع هذه المعادن تعد خيارات جيدة للأسلاك في الأجهزة الإلكترونية ، إلا أن لكل منها خصائصه الفريدة التي قد تجعلها أكثر ملاءمة لتطبيقات معينة.على سبيل المثال ، غالبًا ما يستخدم النحاس في الأسلاك لأنه يتمتع بمقاومة منخفضة وقابل للطرق بدرجة كافية ليتم تشكيله في أشكال دون أن ينكسر.من ناحية أخرى ، غالبًا ما يستخدم الذهب والبلاتين في المعدات الطبية لأن تفاعلهما منخفض جدًا ولا يتآكلان بسهولة.في النهاية ، يعتمد الأمر على التطبيق المحدد أي المعدن سيكون الأنسب لحمل التيارات الكهربائية من خلاله.

ما هي المعادن موصل جيد للكهرباء؟

هناك العديد من المعادن المختلفة التي لها موصلية كهربائية عالية.بعض المعادن الأكثر شيوعًا والمعروفة ذات الموصلية الكهربائية العالية هي الذهب والفضة والنحاس والألمنيوم.تتمتع هذه المعادن بمقاومة منخفضة جدًا للكهرباء ، مما يعني أنها تستطيع بسهولة تحريك الإلكترونات عبر موصل مثل الأسلاك المعدنية أو الكابلات.وهذا يجعلها اختيارات ممتازة للأجهزة الإلكترونية والدوائر الأخرى التي تحتاج إلى نقل كميات كبيرة من الكهرباء بسرعة.تشمل المعادن الأخرى ذات الموصلية الكهربائية العالية البلاتين والتنغستن والموليبدينوم.ومع ذلك ، ليست كل المعادن موصلات جيدة للكهرباء ؛ تتمتع بعض المواد مثل المطاط أو البلاستيك بمقاومة منخفضة جدًا للكهرباء وتمنع تدفق الإلكترونات.هذا هو السبب في عدم إمكانية استخدام هذه المواد في الأجهزة أو الدوائر الإلكترونية - فقد تسبب الكثير من التداخل.

لماذا الألومنيوم موصلية عالية؟

يتميز الألمنيوم بموصلية كهربائية أعلى من أي معدن آخر لأنه يحتوي على نقطة انصهار منخفضة جدًا وليس هشًا مثل المعادن الأخرى.هذا يجعلها مثالية للاستخدام في الأسلاك والمكونات الكهربائية.بالإضافة إلى ذلك ، لا يتآكل الألومنيوم في وجود الماء أو المواد الكيميائية الأخرى ، مما يجعله مادة مثالية للعديد من التطبيقات البيئية.

كيف تؤثر الموصلية الكهربائية للمعدن على مقاومته للتآكل؟

تؤثر الموصلية الكهربائية للمعدن على مقاومته للتآكل بطريقتين.أولاً ، تتآكل المعادن ذات الموصلية الكهربائية العالية بسهولة أكبر من المعادن منخفضة التوصيل.ثانيًا ، كلما زادت الموصلية الكهربائية للمعدن ، زاد التيار الذي يمكن أن يتدفق خلاله دون أن تنقطعه المقاومة.يسمح هذا التيار المتزايد بحدوث مزيد من التآكل قبل حدوث تلف للمعدن.

هل يمكن أن يكون للسبائك موصلية كهربائية أعلى من نظيراتها المعدنية النقية؟

السبائك عبارة عن مواد مصنوعة من معادن مختلفة أو أكثر.يمكن أن يكون لها موصلية كهربائية أعلى من نظيراتها المعدنية النقية لأن المعادن قد تم دمجها بطريقة تسمح لها بالتفاعل مع بعضها البعض بسهولة أكبر.هذا يعني أن السبيكة لديها قدرة أكبر على حمل الكهرباء والحرارة بعيدًا عن المصدر.

تشمل بعض السبائك الأكثر شيوعًا النحاس والزنك والألمنيوم والمغنيسيوم والصلب والنحاس.كل من هذه السبائك لديها موصلية كهربائية أعلى من أي من مكوناتها المعدنية الفردية.في بعض الحالات ، يمكن أن تصل الموصلية الكهربائية للسبيكة إلى خمسة أضعاف تلك الموجودة في المعدن النقي!

بينما قد يكون للسبائك موصلية كهربائية أعلى من المعادن النقية ، من المهم ملاحظة أن هذا لا يعني دائمًا أنها خيارات أفضل لتطبيقات معينة.على سبيل المثال ، قد تكون السبيكة أقل قوة من المعدن النقي بسبب المواد المضافة في الخليط.بالإضافة إلى ذلك ، قد تكون بعض السبائك أكثر عرضة للتآكل إذا تم استخدامها في البيئات الرطبة أو بالقرب من مصادر المياه.لذلك في حين أن السبائك قد يكون لها مزايا على المعادن النقية عندما يتعلق الأمر بالأداء الكهربائي والحراري ، فلا يزال يتعين توخي الحذر عند اختيار واحدة للاستخدام في التطبيق.

كيف تؤثر الشوائب على التوصيل الكهربائي للمعادن؟

عندما توضع المعادن في مجال كهربائي ، فإنها ستسمح للكهرباء بالتدفق من خلالها بسهولة أكبر.تسمح المعادن ذات الموصلية الكهربائية العالية بمرور تيار أكبر من خلالها مقارنة بالمعادن ذات الموصلية الكهربائية المنخفضة.هذا هو السبب في أن النحاس لديه أعلى موصلية كهربائية لجميع المعادن ، وسبب استخدامه في العديد من الأجهزة الإلكترونية.المعادن الأخرى التي لها موصلية كهربائية عالية تشمل الفضة والذهب والبلاتين.ومع ذلك ، فإن بعض المعادن لها موصلات كهربائية منخفضة لدرجة أنها لا تستخدم حتى للأجهزة الإلكترونية.وتشمل هذه الرصاص والقصدير.

هل هناك فرق بين التوصيلات الكهربائية الجوهرية والواضحة للمادة؟

عندما يتعلق الأمر بالتوصيل الكهربائي للمعادن ، هناك فرق كبير بين التوصيلات الكهربائية الجوهرية والواضحة.الموصلية الكهربائية الجوهرية هي القدرة الفعلية للمادة على حمل تيار كهربائي من خلالها.الموصلية الكهربائية الظاهرة هي مقدار الكهرباء التي يمكن للمادة أن تنقلها فعليًا عبر سطحها عند اختبارها في ظل ظروف معينة.المواد ذات الموصلات الكهربائية الجوهرية العالية قادرة على نقل المزيد من الكهرباء من خلالها أكثر من المواد ذات التوصيلات الكهربائية الجوهرية المنخفضة.هذا لأن لديهم المزيد من المسارات لتدفق التيار الكهربائي من خلالها.لا يزال بإمكان المواد ذات الموصلية الكهربائية العالية الظاهرية نقل بعض الكهرباء عبر أسطحها ، ولكن ليس بقدر المواد ذات الموصلية الكهربائية المنخفضة الظاهرة.وذلك لأن سطح المادة يمكن أن يمنع بعض التيار الكهربائي من التدفق خلالها.

لماذا تعتبر المقاومة العالية بالفطرة مفيدة لبعض التطبيقات؟

هناك العديد من أنواع المعادن المختلفة التي لها مستويات مختلفة من التوصيل الكهربائي.تتمتع بعض المعادن بمستوى عالٍ جدًا من التوصيل الكهربائي ، مما قد يكون مفيدًا لبعض التطبيقات.أحد أسباب ارتفاع مستوى التوصيل الكهربائي لبعض المعادن هو أنها مقاومة بشكل طبيعي للكهرباء.وهذا يجعلها مواد مثالية للأجهزة التي تحتاج إلى مقاومة الصدمات أو التيارات الكهربائية ، مثل خطوط الطاقة والبطاريات.بالإضافة إلى ذلك ، تتمتع بعض المعادن بمستوى عالٍ جدًا من المقاومة نظرًا لتركيبها البلوري.هذا يعني أن لديهم قدرة منخفضة على السماح للإلكترونات بالتدفق بحرية من خلالها ، مما يزيد من صعوبة العمل معهم في تطبيقات معينة.ومع ذلك ، على الرغم من هذه العيوب ، لا تزال بعض السبائك المعدنية تستخدم في تطبيقات مختلفة بسبب خصائصها الفريدة ومزاياها على المواد الأخرى.

كيف يمكن تقليل مقاومة مادة ما دون المساس بالخصائص الأخرى؟

هناك العديد من الطرق لتقليل مقاومة مادة ما دون المساس بالخصائص الأخرى.إحدى الطرق هي استخدام معدن ذي موصلية كهربائية عالية.

بعض المعادن لها موصلية كهربائية أعلى من غيرها.النحاس ، على سبيل المثال ، لديه موصلية كهربائية عالية جدًا ، مما يجعله خيارًا جيدًا لتوصيل الأسلاك في الأجهزة الإلكترونية.المعادن الأخرى ذات الموصلية الكهربائية العالية تشمل الفضة والذهب.ومع ذلك ، فإن لهذه المعادن أيضًا خصائص أخرى قد تكون مرغوبة ، مثل كونها خفيفة الوزن أو ذات تفاعل منخفض.لذلك يجب توخي الحذر عند اختيار المعدن الذي سيتم استخدامه لتقليل مقاومة المادة.

تتمثل إحدى طرق اختيار المعدن المناسب في تجربة مجموعات مختلفة من المعادن حتى تجد واحدًا له الخصائص المطلوبة ويلبي احتياجاتك الخاصة.خيار آخر هو التشاور مع خبير يمكنه مساعدتك في اختيار أفضل معدن لمشروعك.

في أي درجة حرارة يتدفق التيار الكهربائي بسهولة أكبر عبر المواد الصلبة؟

المعدن ذو الموصلية الكهربائية الأعلى هو الفضة.يتدفق التيار الكهربائي بسهولة أكبر عبر المواد الصلبة عند درجة حرارة حوالي 300 درجة فهرنهايت.هذا لأن الفضة لها نقطة انصهار منخفضة جدًا ، لذا يمكنها التدفق بحرية عبر أي نوع من المواد.

سوائل أم غازات؟

عندما يتعلق الأمر بالمعدن الذي يتمتع بأعلى توصيل كهربائي ، فإن السوائل والغازات تبرز في الأعلى.تتمتع المعادن مثل الزئبق والذهب والفضة والنحاس بمستوى عالٍ من التوصيل الكهربائي مما يجعلها رائعة لتوصيل الكهرباء.هذا هو سبب استخدامها غالبًا في الأجهزة الإلكترونية مثل أجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة.في المقابل ، تتمتع المعادن مثل الرصاص والحديد بمستوى أقل من التوصيل الكهربائي مما يعني أنها أقل فعالية في توصيل الكهرباء.

هل يؤدي زيادة الضغط دائمًا إلى زيادة الموصلية الكهربائية لمادة ما؟

لا يؤدي الضغط دائمًا إلى زيادة التوصيل الكهربائي لمادة ما.في الواقع ، يمكن أن يؤدي الضغط المتزايد إلى تقليل التوصيل الكهربائي للمادة.وذلك لأن الضغط المتزايد يتسبب في تحرك الذرات والجزيئات في مادة ما بسرعة أكبر ، مما يعطل الترتيب المنظم للإلكترونات داخل الذرات والجزيئات.نتيجة لذلك ، تميل المواد ذات الموصلية الكهربائية العالية إلى مقاومة التيار الكهربائي أكثر من المواد ذات التوصيل الكهربائي المنخفض.

الزئبق هو المعدن ذو أعلى موصلية كهربائية.يمتلك الزئبق متوسط ​​موصلية كهربائية تبلغ حوالي 0.7 S / m (سيمنز لكل متر). هذا يعني أنه مقابل كل 100 متر من الزئبق ، هناك حوالي 700 سيمنز من التيار الكهربائي يتدفق خلالها كل ثانية!المعادن الأخرى التي لها موصلية كهربائية عالية تشمل الذهب (0.9 S / م) ، والفضة (0.8 S / م) ، والبلاتين (1 S / م). تشمل المواد ذات الموصلية الكهربائية المنخفضة المطاط (2 S / m) ، والهواء (1 S / m) ، والرصاص (0.3 S / m).

ما المقصود بالموصلية الفائقة وكيف يتم تحقيقها؟

الموصلية الفائقة هي خاصية لبعض المواد حيث تسمح بتيار كهربائي من خلالها دون أي مقاومة.يحدث هذا عندما لا تحتوي المادة على مقاومة كهربائية أقل من درجة حرارة معينة ، والتي تكون عادة حوالي -196 درجة مئوية.لتحقيق الموصلية الفائقة ، يجب على العلماء أولاً إنشاء درجة حرارة منخفضة جدًا ثم الحفاظ عليها على هذا النحو باستخدام تقنيات تبريد خاصة.

بعض المعادن لها موصلية كهربائية أعلى من غيرها.النحاس لديه أعلى موصلية كهربائية بين جميع المعادن ، يليه الفضة والذهب.سبب ذلك غير معروف ، ولكن قد يكون له علاقة بالطريقة التي يتم بها ترتيب هذه المعادن في جزيئاتها.تحتوي بعض المواد على عدد من الإلكترونات المتاحة لحمل الكهرباء أكثر من غيرها ، وتتكون أيونات المعادن من ذرات بها بروتونات في نواتها.تدور الإلكترونات حول النواة مثل الكواكب التي تدور حول الشمس.كلما زاد عدد الإلكترونات المتوفرة لحمل الكهرباء ، كان ذلك المعدن أفضل موصل.