Մետաղների արժեքը ուղղակիորեն որոշվում է նրանց քիմիական և ֆիզիկական հատկություններով։ Նման ցուցանիշի դեպքում, ինչպիսին է էլեկտրական հաղորդունակությունը, այս հարաբերությունն այնքան էլ պարզ չէ: Ամենաէլեկտրահաղորդիչ մետաղը, երբ չափվում է սենյակային ջերմաստիճանում (+20 °C), արծաթն է։
Բայց բարձր արժեքը սահմանափակում է արծաթե մասերի օգտագործումը էլեկտրատեխնիկայում և միկրոէլեկտրոնիկայի մեջ: Նման սարքերում արծաթե տարրերն օգտագործվում են միայն տնտեսական նպատակահարմարության դեպքում։
Հաղորդունակության ֆիզիկական իմաստը
Մետաղական հաղորդիչների օգտագործումը երկար պատմություն ունի։ Գիտության և տեխնիկայի բնագավառներում աշխատող գիտնականներն ու ճարտարագետները, որոնք օգտագործում են էլեկտրաէներգիա, վաղուց որոշել են լարերի, տերմինալների, կոնտակտների, տպագիր տպատախտակների և այլնի նյութերը: Էլեկտրական հաղորդունակություն կոչվող ֆիզիկական մեծությունն օգնում է որոշել աշխարհում ամենաէլեկտրահաղորդիչ մետաղը:
Հաղորդունակության հայեցակարգը հակադարձ է էլեկտրական դիմադրությանը: քանակական արտահայտությունհաղորդունակությունը կապված է դիմադրության միավորի հետ, որը միավորների միջազգային համակարգում (SI) չափվում է ohms-ով: SI համակարգում էլեկտրական հաղորդունակության միավորը Siemens-ն է։ Այս միավորի ռուսերեն անվանումն է Sm, միջազգայինը` S: 1 Sm էլեկտրական հաղորդունակությունն ունի էլեկտրական ցանցի հատված 1 Օմ դիմադրությամբ:
հաղորդականություն
Նյութի էլեկտրական հոսանք վարելու ունակության չափումը կոչվում է էլեկտրական հաղորդունակություն: Ամենաէլեկտրահաղորդիչ մետաղն ունի ամենաբարձր նմանատիպ ցուցանիշը։ Այս բնութագիրը կարող է որոշվել ցանկացած նյութի կամ միջավայրի համար գործիքային եղանակով և ունի թվային արտահայտություն: Միավոր երկարությամբ և միավորի հատման մակերեսով գլանաձև հաղորդիչի էլեկտրական հաղորդունակությունը կապված է այս հաղորդիչի հատուկ դիմադրության հետ:
Հաղորդականության համակարգի միավորը Siemens-ն է մեկ մետրի համար - Sm/m: Պարզելու համար, թե մետաղներից որն է աշխարհում ամենաէլեկտրահաղորդիչ մետաղը, բավական է համեմատել դրանց տեսակարար հաղորդունակությունը՝ որոշված փորձարարական եղանակով։ Դուք կարող եք որոշել դիմադրողականությունը՝ օգտագործելով հատուկ սարք՝ միկրոօմմետր: Այս բնութագրերը հակադարձ կախված են:
Մետաղների հաղորդունակություն
Էլեկտրական հոսանքի՝ որպես լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված հոսքի հասկացությունն ավելի ներդաշնակ է թվում մետաղներին բնորոշ բյուրեղային ցանցերի վրա հիմնված նյութերի համար: Մետաղներում էլեկտրական հոսանքի դեպքում լիցքակիրները ազատ էլեկտրոններ են, և ոչ իոններ, ինչպես դա տեղի է ունենում հեղուկ միջավայրում: Փորձնականորեն հաստատվել է, որ երբ մետաղներում հոսանք է տեղի ունենում, չկակա նյութի մասնիկների փոխանցում հաղորդիչների միջև։
Մետաղական նյութերը տարբերվում են մյուսներից ատոմային մակարդակում ավելի թուլացած կապերով: Մետաղների ներքին կառուցվածքը բնութագրվում է մեծ քանակությամբ «միայնակ» էլեկտրոնների առկայությամբ։ որոնք էլեկտրամագնիսական ուժերի ամենափոքր ազդեցության տակ կազմում են ուղղորդված հոսք։ Ուստի իզուր չէ, որ մետաղները էլեկտրական հոսանքի լավագույն հաղորդիչներն են, և հենց այդպիսի մոլեկուլային փոխազդեցություններն են առանձնացնում ամենաէլեկտրահաղորդիչ մետաղը։ Մետաղների մեկ այլ հատուկ հատկություն հիմնված է մետաղների բյուրեղային ցանցի կառուցվածքային առանձնահատկությունների վրա՝ բարձր ջերմահաղորդականություն։
Լավագույն դիրիժորներ - մետաղներ
4 մետաղները, որոնք գործնական նշանակություն ունեն որպես էլեկտրական հաղորդիչներ օգտագործելու համար, բաշխված են հետևյալ հաջորդականությամբ՝ համեմատած հաղորդունակության արժեքի հետ՝ չափված S/m-ով:
- Արծաթ - 62 500 000.
- պղինձ - 59,500,000.
- Ոսկի - 45,500,000.
- Ալյումին - 38,000,000.
Կարելի է տեսնել, որ ամենաէլեկտրահաղորդիչ մետաղը արծաթն է։ Բայց ինչպես ոսկին, այն օգտագործվում է էլեկտրական ցանցը կազմակերպելու համար միայն հատուկ կոնկրետ դեպքերում։ Պատճառը բարձր արժեքն է։
Սակայն պղինձը և ալյումինը էլեկտրական սարքերի և մալուխային արտադրանքների համար ամենատարածված ընտրությունն են՝ իրենց ցածր էլեկտրական դիմադրության և մատչելիության պատճառով: Այլ մետաղներ հազվադեպ են օգտագործվում որպես հաղորդիչներ:
Մետաղների հաղորդունակության վրա ազդող գործոններ
Նույնիսկ ամենաէլեկտրահաղորդիչներըմետաղը նվազեցնում է իր հաղորդունակությունը, եթե այն պարունակում է այլ հավելումներ և կեղտեր: Համաձուլվածքներն ունեն տարբեր բյուրեղային ցանցային կառուցվածք, քան «մաքուր» մետաղները։ Այն առանձնանում է համաչափության, ճաքերի և այլ թերությունների խախտմամբ։ Հաղորդունակությունը նույնպես նվազում է շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի բարձրացման հետ:
Հալվածքներին բնորոշ բարձր դիմադրությունը կիրառություն է գտնում ջեռուցման տարրերում: Պատահական չէ, որ էլեկտրական վառարանների և ջեռուցիչների աշխատանքային տարրերը պատրաստելու համար օգտագործվում են նիկրոմ, ֆեխրալ և այլ համաձուլվածքներ։
Ամենաէլեկտրահաղորդիչ մետաղը թանկարժեք արծաթն է, որն ավելի շատ օգտագործվում է ոսկերիչների կողմից մետաղադրամներ հատելու համար և այլն: Բայց տեխնոլոգիայի և գործիքավորման մեջ դրա հատուկ քիմիական և ֆիզիկական հատկությունները լայնորեն օգտագործվում են: Օրինակ, ի լրումն նվազեցված դիմադրությամբ ագրեգատներում և հավաքույթներում օգտագործվելուց, արծաթապատումը պաշտպանում է կոնտակտային խմբերը օքսիդացումից: Արծաթի և դրա համաձուլվածքների եզակի հատկությունները հաճախ արդարացնում են դրա օգտագործումը՝ չնայած բարձր գնին:
