به چه موادی رسانای الکتریکی می گویند؟
موادی که به راحتی اجازه عبور جریان الکتریکی از خود را می دهند، رسانای الکتریکی نامیده می شوند. در این مواد، الکترون ها آزادانه حرکت می کنند و می توانند بار الکتریکی را منتقل کنند. رسانایی الکتریکی مواد با واحد سیمنز بر متر (S/m) سنجیده می شود. هرچه رسانایی یک ماده بیشتر باشد، مقاومت آن در برابر عبور جریان الکتریکی کمتر است.
آیا همه فلزات رسانای الکتریکی هستند؟
بله، تمام فلزات تا حدی رسانای الکتریسیته هستند. این خاصیت به دلیل وجود الکترون های آزاد در ساختار اتمی فلزات است. در اتم فلزات، الکترون های لایه آخر به راحتی از هسته جدا می شوند و به دور اتم ها می چرخند. این الکترون ها که الکترون های آزاد نامیده می شوند، می توانند در سراسر فلز حرکت کرده و بار الکتریکی را منتقل کنند.
حرکت آزادانه الکترون ها در فلزات، دلیل رسانایی الکتریکی آنهاست. هرچه تعداد الکترون های آزاد در یک فلز بیشتر باشد، خاصیت رسانای الکتریکی آن نیز بیشتر خواهد بود. شیرآلات صنعتی
بهترین فلز رسانای الکتریکی
بهترین رسانای الکتریکی کدام است؟ رساناترین فلز را بشناسید!
شاید برایتان تعجب آور باشد که مس حتی با وجود اینکه در بسیاری از کاربردهای رایج صنعت برق استفاده می‌شود، اما بهترین رسانای الکتریکی جهان نیست. تصور غلط دیگری که وجود دارد، این است که طلای خالص بهترین رسانای الکتریکی است. باوجود اینکه طلا نرخ رسانایی بسیار بالایی دارد، اما باز هم نسبت به فلز مس کمتر رساناست.
نقره با رسانایی الکتریکی 105 IACS (واحد بین المللی آنیل شده مس)، بهترین رسانای الکتریکی شناخته می شود.
این فلز به دلیل ساختار اتمی خاص خود، تعداد زیادی الکترون آزاد دارد که به راحتی می‌توانند جریان الکتریکی را منتقل کنند. نقره در بسیاری از کاربردهایی که به هدایت الکتریکی با کارایی بالا نیاز دارند، مانند:
سیم کشی برق: در سیم ها و کابل های برق برای انتقال جریان الکتریکی با کمترین تلفات استفاده می شود.
مدارهای چاپی: در اتصالات ظریف و پیچیده مدارهای چاپی نقش اساسی دارد.
سوئیچ ها و رله ها: در ساخت کنتاکت های الکتریکی به کار می رود.
ابزارهای اندازه گیری: به دلیل دقت بالا در ابزارهای اندازه گیری مانند ولت متر و آمپرمتر استفاده می شود.
با این وجود، نقره به دلیل قیمت بالا، کاربرد گسترده ای در صنعت برق ندارد. لوله پلیمری را بخوانید . اغلب جنس پایه پردازنده ها را از نقره می سازند؛ اما معمولا آن ها را با طلا روکش می کنند تا هم رسانایی الکتریکی افزایش یابد و هم نقره در برابر اکسید شدن محافظت شود. در جدول زیر، می توانید اطلاعات رسانایی الکتریکی فلزات مختلف را ببینید.
جدول بهترین رسانای الکتریکی در فلزات
رتبه فلز رسانایی (IACS)
1 نقره خالص 105
2 مس 100
3 طلای خالص 70
4 آلومینیوم 61
5 برنج 28
6 روی 27
7 نیکل 22
8 آهن خالص 17
9 قلع 15
10 برنز فسفر 15
11 فولاد (شامل ضدزنگ) 3-15
12 سرب خالص 7
13 برنز آلومینیوم نیکل 7
نکته: نرخ رسانایی نسبت به رسانایی مس بیان می شود. نرخ 100 درصد، نشان دهنده مقاومت صفر است. این میزان رسانایی، بر نقطه ذوب فلزات نیز تاثیر می گذارد.
از کدام فلز در صنعت سیم و کابل استفاده می شود؟
در صنعت سیم و کابل از چندین فلز مختلف استفاده می‌شود، که رایج ترین آنها فلزات مس و آلومینیوم هستند. مس پرکاربردترین فلز در صنعت سیم و کابل است. این فلز به دلیل رسانایی الکتریکی بالا، شکل پذیری، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر خوردگی برای این منظور ایده آل است.
فلز مس به طور گسترده در سیم های برق، کابل های مخابراتی، کابل های فشار قوی و کابل های زیرزمینی استفاده می شود. قیمت مس نسبتاً پایین است که آن را به یک انتخاب اقتصادی برای اکثر کاربردها تبدیل می کند. لرزه گیر چیست ؟
آلومینیوم به دلیل وزن سبک و قیمت ارزان تر نسبت به مس، در برخی کاربردها به عنوان جایگزینی برای مس استفاده می شود. رسانایی الکتریکی آلومینیوم حدود 60 درصد مس است، به همین دلیل برای کابل های فشار ضعیف و خطوط انتقال برق که در آنها وزن کابل یک عامل مهم است، استفاده می شود. آلومینیوم در برابر خوردگی مقاوم است، اما به اندازه مس قوی نیست.
علاوه بر مس و آلومینیوم، از فلزات دیگری نیز استفاده می کنند که عبارتند:
نقره: به دلیل رسانایی الکتریکی بسیار بالا در برخی کاربردهای خاص مانند کابل های با فرکانس بالا استفاده می شود.
طلا: به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی در اتصالات الکتریکی استفاده می شود.
روی: به دلیل قیمت پایین در پوشش محافظ کابل های فولادی استفاده می شود.
انتخاب فلز مناسب برای سیم و کابل به عوامل مختلفی بستگی دارد، مثلا کاربرد موردنظر، بودجه و وزن مهم ترین نکاتی هستند که باید به آنها توجه کنید. در نهایت، مهندسان با در نظر گرفتن تمام این عوامل، فلز مناسب را برای هر کاربرد خاص انتخاب می کنند. را بخوانید .
کدام فلز رسانای برق نیست؟
در حالی که همه فلزات تا حدی رسانای الکتریسیته هستند، برخی از آنها رسانایی بسیار پایینی دارند و به عنوان عایق الکتریکی شناخته می شوند. بیسموت با رسانایی 1.2 IACS، کم رساناترین فلز خالص است. منگنز با رسانایی 8.5 IACS، تنگستن با رسانایی 34.2 IACS، توریم با رسانایی 57.5 IACS و زیرکونیوم با رسانایی 91.8 IACS کم رساناترین فلزات جهان هستند.
در مجموع، رسانایی الکتریکی فلزات مختلف، متفاوت است. بهترین رسانای الکتریکی، نقره است؛ اما به دلیل قیمت بالا و احتمال اکسید شدن، در صنعت برق کاربرد چندانی ندارد. دومین فلز در این لیست، مس است. این فلز صرفه اقتصادی بیشتری دارد و از مقاومت بالاتری برخوردار است. به همین دلیل، از این فلز در صنعت برق استفاده بیشتری می شود. لوله مانیسمان