La valeur des métaux est directement déterminée par leurs propriétés chimiques et physiques. Dans le cas d'un indicateur tel que la conductivité électrique, cette relation n'est pas aussi simple. Le métal le plus conducteur d'électricité, mesuré à température ambiante (+20 °C), est l'argent.
Mais le coût élevé limite l'utilisation des pièces en argent dans l'électrotechnique et la microélectronique. Les éléments en argent de ces appareils ne sont utilisés qu'en cas de faisabilité économique.
Signification physique de la conductivité
L'utilisation de conducteurs métalliques a une longue histoire. Les scientifiques et les ingénieurs travaillant dans les domaines de la science et de la technologie qui utilisent l'électricité ont depuis longtemps choisi des matériaux pour les fils, les bornes, les contacts, les cartes de circuits imprimés, etc. Une grandeur physique appelée conductivité électrique aide à déterminer le métal le plus conducteur d'électricité au monde.
Le concept de conductivité est l'inverse de la résistance électrique. expression quantitativela conductivité est liée à l'unité de résistance, qui dans le système international d'unités (SI) est mesurée en ohms. L'unité de conductivité électrique dans le système SI est Siemens. La désignation russe de cette unité est Sm, la désignation internationale est S. Une conductivité électrique de 1 Sm a une section d'un réseau électrique avec une résistance de 1 Ohm.
Conductivité
La mesure de la capacité d'une substance à conduire l'électricité est appelée conductivité électrique. Le métal le plus électriquement conducteur a l'indicateur similaire le plus élevé. Cette caractéristique peut être déterminée instrumentalement pour n'importe quelle substance ou milieu et a une expression numérique. La conductivité électrique d'un conducteur cylindrique de longueur unitaire et de section transversale unitaire est liée à la résistance spécifique de ce conducteur.
L'unité du système de conductivité est Siemens par mètre - Sm/m. Pour savoir lequel des métaux est le métal le plus électriquement conducteur au monde, il suffit de comparer leur conductivité spécifique, déterminée expérimentalement. Vous pouvez déterminer la résistivité à l'aide d'un appareil spécial - un microohmmètre. Ces caractéristiques sont inversement dépendantes.
Conductivité des métaux
Le concept même de courant électrique en tant que flux dirigé de particules chargées semble plus harmonieux pour les substances basées sur des réseaux cristallins caractéristiques des métaux. Les porteurs de charge en cas de courant électrique dans les métaux sont des électrons libres, et non des ions, comme c'est le cas dans les milieux liquides. Il a été établi expérimentalement que lorsqu'un courant se produit dans les métaux, il n'y a pasil y a transfert de particules de matière entre conducteurs.
Les substances métalliques diffèrent des autres par des liaisons plus lâches au niveau atomique. La structure interne des métaux se caractérise par la présence d'un grand nombre d'électrons "solitaires". qui, sous la moindre influence des forces électromagnétiques, forment un flux dirigé. Ce n'est donc pas en vain que les métaux sont les meilleurs conducteurs de courant électrique, et ce sont précisément ces interactions moléculaires qui distinguent le métal le plus conducteur d'électricité. Une autre propriété spécifique des métaux est basée sur les caractéristiques structurelles du réseau cristallin des métaux - une conductivité thermique élevée.
Top meilleurs conducteurs - métaux
4 métaux d'importance pratique pour leur utilisation comme conducteurs électriques sont répartis dans l'ordre suivant par rapport à la valeur de la conductivité, mesurée en S/m:
- Argent - 62 500 000.
- Cuivre - 59 500 000.
- Or - 45 500 000.
- Aluminium - 38 000 000.
On peut voir que le métal le plus conducteur d'électricité est l'argent. Mais comme l'or, il n'est utilisé pour organiser le réseau électrique que dans des cas particuliers particuliers. La raison en est le coût élevé.
Mais le cuivre et l'aluminium sont les choix les plus courants pour les appareils électriques et les câbles en raison de leur faible résistance électrique et de leur prix abordable. Les autres métaux sont rarement utilisés comme conducteurs.
Facteurs affectant la conductivité des métaux
Même les plus conducteurs d'électricitéle métal réduit sa conductivité s'il contient d'autres additifs et impuretés. Les alliages ont une structure de réseau cristallin différente de celle des métaux "purs". Il se distingue par une violation de la symétrie, des fissures et d'autres défauts. La conductivité diminue également avec l'augmentation de la température ambiante.
La résistance accrue inhérente aux alliages trouve son application dans les éléments chauffants. Ce n'est pas un hasard si le nichrome, le fechral et d'autres alliages sont utilisés pour fabriquer des éléments de travail de fours et de radiateurs électriques.
Le métal le plus électriquement conducteur est l'argent précieux, plus utilisé par les bijoutiers pour frapper les pièces de monnaie, etc. Mais dans la technologie et l'instrumentation, ses propriétés chimiques et physiques particulières sont largement utilisées. Par exemple, en plus d'être utilisé dans des unités et des assemblages à résistance réduite, le placage d'argent protège les groupes de contact de l'oxydation. Les propriétés uniques de l'argent et de ses alliages justifient souvent son utilisation malgré son coût élevé.
