Tại sao kim loại dẫn điện rất tốt?

tại-sao-kim-loại-dẫn-điện-tốt

Điện là sự di chuyển của electron, các electron càng di chuyển dễ dàng thì độ dẫn điện càng cao.

Các vật liệu kim loại như đồng, bạc, vàng, nhôm… có mật độ electron tự do cao bởi electron không liên kết với nguyên tử riêng lẻ: Các nguyên tử kim loại đều dùng chung electron ngoài cùng của chúng, nên thay vì quay xung quanh một nguyên tử cụ thể, các electron có thể di chuyển khắp nơi trong nhóm nguyên tử này.

Khi đặt điện tích vào kim loại, các electron này rất dễ di chuyển và khi di chuyển chúng tạo thành dòng electron. Vật liệu có độ linh động electron cao sẽ có độ dẫn điện tốt và được gọi là chất dẫn điện, trong khi vật liệu có độ linh động electron thấp sẽ dẫn điện kém, thường được gọi là “chất cách điện”. So sánh chất dẫn điện và chất cách điện.

Kim loại dẫn điện tốt nhất?

1. Bạc

Bạc là chất dẫn điện tốt nhất vì nó chứa số lượng nguyên tử chuyển động cao hơn (các electron tự do). Để một vật liệu trở thành chất dẫn điện tốt, dòng điện đi qua nó phải có khả năng di chuyển các electron; càng nhiều electron tự do trong kim loại thì độ dẫn điện của nó càng lớn.

Tuy nhiên, bạc đắt hơn các vật liệu khác và thường không được sử dụng trừ khi nó được yêu cầu cho các thiết bị chuyên dụng như vệ tinh hoặc bảng mạch.

2. Đồng

Đồng kém dẫn điện hơn bạc nhưng rẻ hơn và thường được sử dụng làm ruột dẫn của dây cáp điện trong các thiết bị gia dụng. Hầu hết các dây dẫn đều được mạ đồng và lõi nam châm điện thường được quấn bằng dây đồng. Đồng cũng dễ hàn và quấn thành dây nên thường được sử dụng khi cần một lượng lớn vật liệu dẫn điện.

3. Nhôm

Nhôm mặc dù có độ dẫn điện thấp hơn đồng nhưng nếu so sánh theo đơn vị trọng lượng thì nó dẫn điện tốt hơn đồng với chi phí thấp hơn. Vật liệu nhôm được sử dụng trong các sản phẩm gia dụng hoặc trong hệ thống dây điện nhưng nó không phải là lựa chọn phổ biến vì nó có một số sai sót về cấu trúc.

Ví dụ, nhôm có xu hướng hình thành bề mặt oxit chịu điện trong các kết nối điện, điều này có thể khiến kết nối bị quá nhiệt. Thay vào đó, nhôm được sử dụng cho các đường dây tải điện cao thế, có thể được bọc bằng thép.

4. Vàng

Vàng là chất dẫn điện tốt và không bị xỉn màu như các kim loại khác khi tiếp xúc với không khí – ví dụ như thép hoặc đồng có thể bị ôxy hóa (ăn mòn) khi tiếp xúc với Oxy. Vàng đặc biệt đắt và chỉ được sử dụng cho một số vật liệu nhất định, chẳng hạn như các thành phần bảng mạch hoặc đầu nối điện nhỏ. Một số vật liệu có thể nhận mạ vàng làm vật dẫn điện hoặc sử dụng một lượng nhỏ vàng sau đó được mạ trong vật liệu khác để giảm chi phí sản xuất.

5. Thép

Thép là hợp kim của sắt, cũng là chất dẫn điện và là kim loại không dẻo, có tính ăn mòn cao khi tiếp xúc với không khí. Nó khó đúc và không được sử dụng trong các sản phẩm hoặc máy móc nhỏ; thay vào đó, thép được sử dụng để làm kết cấu cho các dây dẫn.

6. Đồng thau

Đồng thau, cũng là một hợp kim, là một kim loại chịu kéo, giúp dễ dàng uốn cong và tạo khuôn thành các bộ phận khác nhau cho các máy nhỏ hơn. Nó ít bị ăn mòn hơn thép, dẫn điện hơn một chút, mua rẻ hơn và vẫn giữ được giá trị sau khi sử dụng, trong khi hợp kim thép chỉ có giá trị khi mua lần đầu.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.