Наиболее важным фактором, определяющим проводимость вещества, является количество электронов на конечной орбите его атомов. Свободные электроны в проводниках легко переносят электрический ток из одной точки в другую. Все металлы являются проводниками, каждый из них может иметь по несколько атомов на разных энергетических уровнях. Например, атом меди имеет только один электрон на своей конечной орбите.
Факторы, влияющие на проводимость:
Электрическое поле создается в проводнике, когда источник постоянного тока, такой как батарея, подключается между двумя концами металлического провода. Это электрическое поле заставляет свободные электроны в металле дрейфовать в направлении, противоположном полю. Электроны, движущиеся больше, чем в одном направлении, в среднем, создали бы электрический ток.
Какой лучший проводник в металлах?Серебро, медь и золото — считаются наилучшими проводниками. Металлы, атомы которых имеют 1 валентный электрон, являются хорошими проводниками. Серебро — лучший проводник, вторым лучшим проводником является медь, следующим — золото.
По мере повышения температуры металлов их проводимость уменьшается. Причина этого — вибрация. Когда температура повышается, валентность и полоса проводимости заканчиваются друг с другом, и поскольку электроны вибрируют слишком сильно, они теряют энергию, ударяясь друг о друга, что приводит к снижению проводимости.
Металлы — это элементы, которые содержат 1, 2 или 3 электрона в своих конечных слоях и образуют катион (положительный ион). Небольшое количество электронов в конечных слоях металлов создает множество электронов, благодаря чему металлы могут легко проводить электрический ток.
В металлах электропроводность является результатом движения электрически заряженных частиц. Атомы металлических элементов выражаются движением валентных электронов на конечной орбите атома. Именно свободные электроны, находящиеся на конечной орбите атома, позволяют металлам проводить электрический ток.
|
Материал |
ρ (Ом•м) при 20 °C |
σ (См/м) при 20 °C |
|
Серебро |
1.59×10−8 |
6.30×107 |
|
Медь |
1.68×10−8 |
5.96×107 |
|
Отожженная медь |
1.72×10−8 |
5.80×107 |
|
Золото |
2.44×10−8 |
4.10×107 |
|
Алюминий |
2.82×10−8 |
3.5×107 |
|
Вольфрам |
5.60×10−8 |
1.79×107 |
|
Цинк |
5.90×10−8 |
1.69×107 |
|
Никель |
6.99×10−8 |
1.43×107 |
|
Литий |
9.28×10−8 |
1.08×107 |
|
Платина |
1.06×10−7 |
9.43×106 |
|
Углеродистая сталь |
(1010) |
1.43×10−7 |
|
Титан |
4.20×10−7 |
2.38×106 |
|
Нержавеющая сталь |
6.9×10−7 |
1.45×106 |
|
Нихром |
1.10×10−6 |
9.09×105 |
В этой таблице представлены удельное электрическое сопротивление и электропроводность нескольких материалов.
