Električna provodljivost u metalima je rezultat kretanja električno napunjenih čestica.
Atomi metalnih elemenata karakterišu prisustvo valentnih elektrona - elektroni u spoljnoj školjki atoma koji se slobodno kreću. To su "slobodni elektroni" koji dopuštaju metalima električnu struju.
Zbog toga što se valentni elektroni slobodno kreću, oni mogu putovati kroz mrežu koja formira fizičku strukturu metala.
U električnom polju, slobodni elektrini se kreću kroz metal, poput biljnih kuglica koje se kucaju jedni druge, prenoseći električni naboj dok se kreću.
Prenos energije je najjači kada postoji mali otpor. Na bilijarskom stolu, ovo se dešava kada lopta udari u odnosu na još jednu lopticu, prenoseći većinu svoje energije na sledeću loptu. Ako jedna loptica udari u više drugih lopti, svaka od njih će nositi samo mali deo energije.
Na isti način, najefikasniji provodnici električne energije su metali koji imaju jedan valentni elektron koji se slobodno kreće i izaziva snažnu reakciju odbijanja u drugim elektronima. Ovo je slučaj kod najprovođljivijih metala, kao što su srebro , zlato i bakar , od kojih svaka ima jedan valentni elektron koji se kreće sa malo otpornosti i uzrokuje snažnu reakciju odbijanja.
Poluprovodnički metali (ili metaloidi ) imaju veći broj valentnih elektrona (obično četiri ili više), iako mogu voditi električnu energiju, one su neefikasne u zadatku.
Međutim, kada su zagrejani ili dopunjeni drugim elementima, poluprovodnici poput silikona i germanija mogu postati izuzetno efikasni provodnici električne energije.
Kondukcija u metalima mora da sledi Ohmov zakon, u kojem se navodi da je struja direktno proporcionalna električnom polju koji se primenjuje na metal. Ključna varijabilna primjena Ohmovog zakona je otpornost metala.
Otpornost je suprotna od električne provodnosti, ocenjujući koliko se metala snažno suprotstavlja proticaju električne struje. Ovo se obično mjeri preko suprotnih strana jednosmerne kocke materijala i opisuje se kao ohm metar (Ω⋅m). Otpornost često predstavlja grčko slovo rho (ρ).
Električnu provodljivost, s druge strane, obično se meri sijenama po metru (S⋅m -1 ) i predstavlja grčko slovo sigma (σ). Jedna siemens je jednaka uzajamnom od jednog oma.
Provodnost i otpornost u metalima
Materijal | Otpornost | Provodljivost |
|---|---|---|
| Srebrna | 1.59x10 -8 | 6.30x10 7 |
| Bakar | 1.68x10 -8 | 5.98x10 7 |
| Annealed Copper | 1.72x10 -8 | 5.80x10 7 |
| Zlato | 2.44x10 -8 | 4.52x10 7 |
| Aluminijum | 2.82x10 -8 | 3.5x10 7 |
| Kalcijum | 3.36x10 -8 | 2.82x10 7 |
| Berilijum | 4.00x10 -8 | 2.500x10 7 |
| Rodijum | 4.49x10 -8 | 2.23x10 7 |
| Magnezijum | 4.66x10 -8 | 2.15x10 7 |
| Molibden | 5.225x10 -8 | 1.914x10 7 |
| Iridium | 5.289x10 -8 | 1.891x10 7 |
| Tungsten | 5.49x10 -8 | 1.82x10 7 |
| Cink | 5.945x10 -8 | 1.682x10 7 |
| Kobalt | 6.25x10 -8 | 1.60x10 7 |
| Kadmijum | 6.84x10 -8 | 1.46 7 |
| Nikl (elektrolitski) | 6.84x10 -8 | 1.46x10 7 |
| Rutenijum | 7.595x10 -8 | 1.31x10 7 |
| Litijum | 8.54x10 -8 | 1.17x10 7 |
| Gvožđe | 9.58x10 -8 | 1.04x10 7 |
| Platinum | 1.06x10 -7 | 9.44x10 6 |
| Palladium | 1.08x10 -7 | 9.28x10 6 |
| Tin | 1.15x10 -7 | 8.7x10 6 |
| Selen | 1.197x10 -7 | 8.35x10 6 |
| Tantal | 1.24x10 -7 | 8.06x10 6 |
| Niobium | 1.31x10 -7 | 7.66x10 6 |
| Čelik (glava) | 1.61x10 -7 | 6.21x10 6 |
| Hrom | 1.96x10 -7 | 5.10x10 6 |
| Olovo | 2.05x10 -7 | 4.87x10 6 |
| Vanadijum | 2.61x10 -7 | 3.83x10 6 |
| Uranijum | 2.87x10 -7 | 3.48x10 6 |
| Antimonija * | 3.92x10 -7 | 2.55x10 6 |
| Cirkonij | 4.105x10 -7 | 2.44x10 6 |
| Titanijum | 5.56x10 -7 | 1.798x10 6 |
| Merkur | 9.58x10 -7 | 1.044x10 6 |
| Germanijum * | 4.6x10 -1 | 2.17 |
| Silicon * | 6.40x10 2 | 1.56x10 -3 |
* Napomena: Otpornost poluprovodnika (metaloida) u velikoj meri zavisi od prisustva nečistoća u materijalu.
Podaci o izvorima grafikona
Eddy Current Technology Inc.
URL: http://eddy-current.com/conductivity-of-metals-sorted-by-resistivity/
Wikipedia: Električna provodljivost
URL adresa: https://en.wikipedia.org/wiki/Elektička_provodnost