โลหะใดมีค่าการนำไฟฟ้าสูงสุด

เวลาออก: 2022-06-24

การนำทางอย่างรวดเร็ว

มีโลหะบางชนิดที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงโลหะที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้มากที่สุดชนิดหนึ่งคือเงินเงินมีค่าการนำไฟฟ้าสูงสุดประมาณ 300 megohm-cm.ซึ่งหมายความว่าสามารถนำกระแสไฟฟ้าได้เร็วกว่าโลหะทั่วไปทั่วไปถึงสามเท่าโลหะอื่นๆ ที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูง ได้แก่ ทองแดง ทอง และแพลตตินั่มแม้ว่าโลหะเหล่านี้ล้วนเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการเดินสายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แต่โลหะแต่ละชนิดก็มีคุณสมบัติเฉพาะของตัวเอง ซึ่งอาจช่วยให้เหมาะสำหรับการใช้งานบางประเภทมากขึ้นตัวอย่างเช่น ทองแดงมักใช้ในการเดินสายเนื่องจากมีความต้านทานต่ำและสามารถหลอมได้มากพอที่จะขึ้นรูปเป็นรูปทรงได้โดยไม่แตกหักในทางกลับกัน ทองคำและแพลตตินั่มมักใช้ในอุปกรณ์ทางการแพทย์ เพราะมีปฏิกิริยาต่ำมากและไม่กัดกร่อนง่ายท้ายที่สุดแล้ว ขึ้นอยู่กับการใช้งานเฉพาะว่าโลหะชนิดใดเหมาะที่สุดสำหรับการลำเลียงกระแสไฟฟ้าผ่าน

โลหะใดเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี

มีโลหะหลายชนิดที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงโลหะที่เป็นที่รู้จักทั่วไปและเป็นที่รู้จักมากที่สุดบางชนิดที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูง ได้แก่ ทองคำ เงิน ทองแดง และอะลูมิเนียมโลหะเหล่านี้มีความต้านทานไฟฟ้าต่ำมาก ซึ่งหมายความว่าสามารถเคลื่อนอิเล็กตรอนผ่านตัวนำได้อย่างง่ายดาย เช่น ลวดโลหะหรือสายเคเบิลทำให้เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจรอื่นๆ ที่ต้องการถ่ายโอนไฟฟ้าปริมาณมากอย่างรวดเร็วโลหะอื่นๆ ที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูง ได้แก่ แพลตตินัม ทังสเตน และโมลิบดีนัมอย่างไรก็ตาม ไม่ใช่โลหะทุกชนิดที่เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี วัสดุบางชนิด เช่น ยางหรือพลาสติก มีความต้านทานไฟฟ้าต่ำมากและจะขัดขวางการไหลของอิเล็กตรอนด้วยเหตุนี้จึงไม่สามารถใช้วัสดุเหล่านี้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือวงจรได้ เพราะจะทำให้เกิดการรบกวนมากเกินไป

ทำไมอลูมิเนียมถึงมีค่าการนำไฟฟ้าสูง?

อะลูมิเนียมมีค่าการนำไฟฟ้าสูงกว่าโลหะอื่นๆ เพราะมีจุดหลอมเหลวต่ำมากและไม่เปราะเหมือนโลหะอื่นๆทำให้เหมาะสำหรับใช้ในการเดินสายไฟฟ้าและส่วนประกอบต่างๆนอกจากนี้ อลูมิเนียมยังไม่สึกกร่อนเมื่อมีน้ำหรือสารเคมีอื่นๆ ทำให้เป็นวัสดุในอุดมคติสำหรับการใช้งานด้านสิ่งแวดล้อมหลายประเภท

ค่าการนำไฟฟ้าของโลหะส่งผลต่อความต้านทานการกัดกร่อนอย่างไร

ค่าการนำไฟฟ้าของโลหะส่งผลต่อความต้านทานการกัดกร่อนในสองวิธีประการแรก โลหะที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงสามารถสึกกร่อนได้ง่ายกว่าโลหะที่มีความนำไฟฟ้าต่ำประการที่สอง ยิ่งมีค่าการนำไฟฟ้าของโลหะสูงเท่าใด กระแสไฟก็จะไหลผ่านได้มากเท่านั้นโดยไม่ถูกขัดจังหวะด้วยความต้านทานกระแสที่เพิ่มขึ้นนี้ช่วยให้เกิดการกัดกร่อนมากขึ้นก่อนที่จะเกิดความเสียหายกับโลหะ

โลหะผสมสามารถมีค่าการนำไฟฟ้าสูงกว่าโลหะบริสุทธิ์ได้หรือไม่?

โลหะผสมเป็นวัสดุที่ทำจากโลหะตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปพวกเขาสามารถมีค่าการนำไฟฟ้าที่สูงกว่าคู่โลหะบริสุทธิ์เนื่องจากโลหะได้รับการผสมผสานในลักษณะที่ช่วยให้พวกเขาสามารถโต้ตอบกันได้ง่ายขึ้นซึ่งหมายความว่าโลหะผสมมีความสามารถในการนำไฟฟ้าและความร้อนออกจากแหล่งกำเนิดได้ดีกว่า

โลหะผสมที่พบบ่อยที่สุดบางชนิด ได้แก่ ทองแดง-สังกะสี อะลูมิเนียม-แมกนีเซียม และเหล็กกล้า-ทองแดงโลหะผสมแต่ละชนิดมีการนำไฟฟ้าที่สูงกว่าส่วนประกอบโลหะแต่ละอย่างในบางกรณี ค่าการนำไฟฟ้าของโลหะผสมอาจสูงกว่าโลหะบริสุทธิ์ถึงห้าเท่า!

แม้ว่าโลหะผสมอาจมีค่าการนำไฟฟ้าสูงกว่าโลหะบริสุทธิ์ แต่สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่านี่ไม่ได้หมายความว่าจะเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าสำหรับการใช้งานบางประเภทเสมอไปตัวอย่างเช่น โลหะผสมอาจมีความแข็งแรงน้อยกว่าโลหะบริสุทธิ์เนื่องจากสารเติมแต่งในส่วนผสมนอกจากนี้ โลหะผสมบางชนิดอาจมีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนได้ง่ายกว่า หากใช้ในสภาพแวดล้อมที่เปียกหรือใกล้แหล่งน้ำดังนั้นในขณะที่โลหะผสมอาจมีข้อได้เปรียบเหนือโลหะบริสุทธิ์ในด้านประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและทางความร้อน แต่ยังคงต้องระมัดระวังในการเลือกโลหะผสมเพื่อใช้ในการใช้งาน

สิ่งเจือปนส่งผลต่อค่าการนำไฟฟ้าของโลหะอย่างไร?

เมื่อโลหะถูกวางลงในสนามไฟฟ้า พวกมันจะทำให้ไฟฟ้าไหลผ่านได้ง่ายขึ้นโลหะที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงกว่าจะทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้มากกว่าโลหะที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่ำกว่านี่คือเหตุผลที่ทองแดงมีค่าการนำไฟฟ้าสูงสุดของโลหะทั้งหมด และเหตุใดจึงใช้ทองแดงในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลายชนิดโลหะอื่นๆ ที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูง ได้แก่ เงิน ทอง และแพลตตินั่มอย่างไรก็ตาม โลหะบางชนิดมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำจนไม่ได้ใช้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ด้วยซ้ำเหล่านี้รวมถึงตะกั่วและดีบุก

มีความแตกต่างระหว่างค่าการนำไฟฟ้าภายในและค่าการนำไฟฟ้าที่ชัดเจนของวัสดุหรือไม่?

เมื่อพูดถึงค่าการนำไฟฟ้าของโลหะ ค่าการนำไฟฟ้าที่แท้จริงและค่าการนำไฟฟ้าที่เห็นได้ชัดมีความแตกต่างกันมากค่าการนำไฟฟ้าที่แท้จริงคือความสามารถที่แท้จริงของวัสดุในการนำกระแสไฟฟ้าผ่านค่าการนำไฟฟ้าที่ชัดเจนคือปริมาณไฟฟ้าที่วัสดุสามารถส่งผ่านพื้นผิวได้จริงเมื่อทำการทดสอบภายใต้เงื่อนไขบางประการวัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าภายในสูงสามารถนำไฟฟ้าผ่านได้มากว่าวัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าภายในต่ำเนื่องจากพวกมันมีช่องทางให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้มากขึ้นวัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าชัดเจนสูงยังคงสามารถส่งกระแสไฟฟ้าผ่านพื้นผิวได้ แต่ไม่มากเท่ากับวัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าปรากฏต่ำเนื่องจากพื้นผิวของวัสดุสามารถปิดกั้นกระแสไฟฟ้าบางส่วนไม่ให้ไหลผ่านได้

เหตุใดความต้านทานสูงโดยกำเนิดจึงมีประโยชน์สำหรับบางแอปพลิเคชัน

มีโลหะหลายประเภทที่มีระดับการนำไฟฟ้าต่างกันโลหะบางชนิดมีค่าการนำไฟฟ้าที่สูงมาก ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับการใช้งานบางอย่างเหตุผลหนึ่งที่โลหะบางชนิดมีค่าการนำไฟฟ้าในระดับสูงก็เพราะว่าพวกมันสามารถต้านทานไฟฟ้าได้ตามธรรมชาติทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับอุปกรณ์ที่ต้องทนต่อไฟฟ้าช็อตหรือกระแสไฟ เช่น สายไฟและแบตเตอรี่นอกจากนี้ โลหะบางชนิดมีความต้านทานสูงมากเนื่องจากโครงสร้างผลึกของพวกมันซึ่งหมายความว่าพวกมันมีความสามารถต่ำในการยอมให้อิเล็กตรอนไหลผ่านอย่างอิสระ ซึ่งจะทำให้ใช้งานยากขึ้นในบางแอพพลิเคชั่นอย่างไรก็ตาม แม้จะมีข้อเสียเหล่านี้ แต่โลหะผสมบางชนิดยังคงใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย เนื่องจากมีคุณสมบัติและข้อดีเฉพาะตัวเหนือวัสดุอื่นๆ

เราจะลดความต้านทานของวัสดุโดยไม่ลดทอนคุณสมบัติอื่นๆ ได้อย่างไร ?

มีหลายวิธีในการลดความต้านทานของวัสดุโดยไม่ลดทอนคุณสมบัติอื่นๆวิธีหนึ่งคือการใช้โลหะที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูง

โลหะบางชนิดมีค่าการนำไฟฟ้าสูงกว่าโลหะอื่นตัวอย่างเช่น ทองแดงมีค่าการนำไฟฟ้าที่สูงมาก ซึ่งเป็นทางเลือกที่ดีสำหรับการเดินสายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โลหะอื่นๆ ที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูง ได้แก่ เงินและทองอย่างไรก็ตาม โลหะเหล่านี้ยังมีคุณสมบัติอื่นๆ ที่อาจต้องการ เช่น มีน้ำหนักเบาหรือมีปฏิกิริยาต่ำดังนั้นจึงต้องระมัดระวังในการเลือกโลหะที่จะใช้เพื่อลดความต้านทานของวัสดุ

วิธีหนึ่งในการเลือกโลหะที่เหมาะสมคือการทดลองกับโลหะหลายชนิดรวมกัน จนกว่าคุณจะพบโลหะที่มีคุณสมบัติตามที่ต้องการและตรงกับความต้องการเฉพาะของคุณอีกทางเลือกหนึ่งคือการปรึกษากับผู้เชี่ยวชาญที่สามารถช่วยคุณเลือกโลหะที่ดีที่สุดสำหรับโครงการของคุณ

กระแสไฟฟ้าไหลผ่านของแข็งได้ง่ายที่สุดที่อุณหภูมิเท่าใด

โลหะที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงสุดคือเงินกระแสไฟฟ้าไหลผ่านของแข็งได้ง่ายที่สุดที่อุณหภูมิประมาณ 300 องศาฟาเรนไฮต์เนื่องจากเงินมีจุดหลอมเหลวต่ำมาก จึงสามารถไหลได้อย่างอิสระผ่านวัสดุทุกประเภท

ของเหลวหรือก๊าซ ?

เมื่อพูดถึงโลหะที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงสุด ของเหลวและก๊าซจะออกมาด้านบนโลหะ เช่น ปรอท ทอง เงิน และทองแดงมีค่าการนำไฟฟ้าในระดับสูง ซึ่งเหมาะสำหรับการนำไฟฟ้านี่คือเหตุผลที่มักใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เช่นคอมพิวเตอร์และโทรศัพท์มือถือในทางตรงกันข้าม โลหะอย่างตะกั่วและเหล็กมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำกว่า ซึ่งหมายความว่าพวกมันมีประสิทธิภาพในการนำไฟฟ้าน้อยกว่า

แรงดันที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มค่าการนำไฟฟ้าของสารเสมอหรือไม่ ?

ความดันไม่ได้เพิ่มค่าการนำไฟฟ้าของสารเสมอไปในความเป็นจริง ความดันที่เพิ่มขึ้นสามารถลดค่าการนำไฟฟ้าของวัสดุได้จริงเนื่องจากความดันที่เพิ่มขึ้นทำให้อะตอมและโมเลกุลในวัสดุเคลื่อนที่เร็วขึ้น ซึ่งขัดขวางการจัดเรียงอิเล็กตรอนภายในอะตอมและโมเลกุลอย่างเป็นระเบียบเป็นผลให้วัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงมักจะต้านทานกระแสไฟฟ้ามากกว่าวัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่ำ

โลหะที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงสุดคือปรอทปรอทมีค่าการนำไฟฟ้าเฉลี่ยประมาณ 0.7 S/m (ซีเมนส์ต่อเมตร) ซึ่งหมายความว่าทุกๆ 100 เมตรของปรอทจะมีกระแสไฟฟ้าประมาณ 700 ซีเมนส์ไหลผ่านในแต่ละวินาที!โลหะอื่นๆ ที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูง ได้แก่ ทอง (0.9 S/m) เงิน (0.8 S/m) และแพลตตินั่ม (1 S/m) วัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่ำ ได้แก่ ยาง (2 S/m) อากาศ (1 S/m) และตะกั่ว (0.3 S/m)

ความเป็นตัวนำยิ่งยวดหมายถึงอะไร และทำได้อย่างไร ?

ความเป็นตัวนำยิ่งยวดเป็นคุณสมบัติของวัสดุบางชนิดที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านโดยไม่มีความต้านทานใดๆกรณีนี้เกิดขึ้นเมื่อวัสดุไม่มีความต้านทานไฟฟ้าต่ำกว่าอุณหภูมิที่กำหนด ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ -196 องศาเซลเซียสในการบรรลุความเป็นตัวนำยิ่งยวด นักวิทยาศาสตร์ต้องสร้างอุณหภูมิที่ต่ำมากก่อน จากนั้นจึงคงอุณหภูมิไว้เช่นนั้นโดยใช้เทคนิคการทำความเย็นแบบพิเศษ

โลหะบางชนิดมีค่าการนำไฟฟ้าสูงกว่าโลหะอื่นทองแดงมีค่าการนำไฟฟ้าสูงสุดของโลหะทั้งหมด รองลงมาคือเงินและทองไม่ทราบสาเหตุของสิ่งนี้ แต่อาจเกี่ยวข้องกับวิธีการจัดเรียงโลหะเหล่านี้ในโมเลกุลของพวกมันสารบางชนิดมีอิเลคตรอนที่สามารถนำพาไฟฟ้าได้มากกว่าสารอื่นๆ และไอออนของโลหะประกอบด้วยอะตอมที่มีโปรตอนในนิวเคลียสอิเล็กตรอนโคจรรอบนิวเคลียสเหมือนดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ยิ่งมีอิเลคตรอนนำไฟฟ้าได้มากเท่าไร ตัวนำที่เป็นโลหะก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น