مثال على المواد الموصلة للكهرباء

الفيزياء / by admin / November 13, 2021

إنه شائع مثل مواد موصلة من الكهرباء لمن لديها مقاومة قليلة لمرور التيار الكهربائي، لذلك فهي وسيلة لتوصيل الطاقة الكهربائية في الفضاء المادي.

قال من منظور آخر ، الموصلية الكهربائية هي خاصية مادة تسمح للتيار الكهربائي بالانتقال عبر هيكلها الذري ، بمقاومة منخفضة من هذه المادة.

بما أن الموصلية والمقاومة عبارة عن كميات كهربائية تمثل ظواهر معاكسة ، فإن أحدهما يعادل مقلوب الآخر. سيتم التعبير عن هذا عند شرح وحدات القياس.

وحدات القياس التي تحدد التوصيل الكهربائي هي كما يلي:

يتم التعبير عن k (الموصلية الكهربائية) بـ 1 / ohm.cm أو mho / cm

لاحظ أن "أوم" هي وحدة المقاومة الكهربائية. يتم وضعه كمقام في الوحدات 1 / ohm.cm لأن المقاومة تمثل مقلوب الموصلية. بشكل عام ، تم التعامل مع k بوحدة μmho / cm (micromhos / cm). كلمة "mho" هي "أوم" إلى الوراء. هذه هي الطريقة التي يتم بها وضعها كبسط في وحدات mho / cm ولا تكافح عند التعامل معها.

يتم التعبير عن k (الموصلية الكهربائية) أيضًا بالملي سيمنز / متر ، أي (ملي سيمنز / م)

في النظام الدولي للوحدات ، 1 أوم يساوي مقلوب 1 سيمنز (1 / أوم = 1 S) أو (1 / S = 1 أوم).

كلتا الوحدتين من الموصلية الكهربائية لها التكافؤ التالي:

instagram story viewer

1 ملي سيمنز / متر = 10 ميكرومتر / سم

أنواع المواد الموصلة كهربائيا

يتم تقديم الموصلية الكهربائية بأقصى تعبير لها في المعادن ، وذلك بفضل تكوينها الإلكتروني. تحتوي الغالبية العظمى من المعادن على ما بين 1 و 3 إلكترونات في الطبقة الأخيرة. انقر لمعرفة ملف خصائص المعادن.

يتم استدعاء المواد التي توصل الكهرباء ، ولكن ليس بنفس الكفاءة أشباه الموصلات. تقع هذه في المنطقة المعدنية من الجدول الدوري. عادة ما يكون لديهم 4 إلكترونات في غلافهم الأخير. أمثلة على تلك المستخدمة في صناعة الكمبيوتر هي السيليكون و ال الجرمانيوم. انقر لمعرفة ملف خصائص أشباه الفلزات.

يتم تصنيف بقية المواد على أنها المواد العازلة أو غير الموصلة. هذه عادة ما تكون غير فلزية وبوليمرات وهياكل معقدة أخرى.

عند الحديث عن موصلات الكهرباء ، فإنه ينطبق أيضًا على ذكر محاليل مائية، حيث يوجد تفكك للمذاب ، ويتحول النظام إلى إلكتروليت بواسطة جسيمين أو أيونات مشحونة ، والتي ستكون مسؤولة عن استمرار مرور التيار الكهرباء. انقر لمعرفة ملف خصائص المنحل بالكهرباء.

المعادن كموصلات كهربائية

المعادن التي تتوافق بشكل أفضل مع خاصية التوصيل هي النحاس والذهب والحديد والألمنيوم وبعض الخلائط أو السبائك فيما بينها.

من بين هذه الخيارات ، النحاس هو الأنسب للاستخدام لصالح الإنسان داخل التركيبات الكهربائية في المنازل وأنواع الإنشاءات الأخرى ، يمكن العثور عليه محميًا بسلسلة من المواد البلاستيكية التي ستؤدي إلى ما نعرفه اليوم الكابلات.

بالطبع ، يمكن استخدام أنواع أخرى من المواد الموصلة لهذا الغرض. على سبيل المثال، يمكن استخدام الفضة ، وهي أفضل موصل للطاقة الكهربائية ، ومع ذلك ، نظرًا لارتفاع التكاليف التي يمثلها هذا النوع من المواد ، لا يتم تطبيقه لهذه الأغراض.

يمكن أيضًا استخدام الألمنيوم ، والذي يستخدم أحيانًا في شركات الطيران حتى عند مقارنته بالنحاس تمثل نسبة ربح 60٪ ، إلا أنه تبين أنها مادة أخف ، لذا فهي مثالية للاستخدام في هذا القطاع.

المواد الرئيسية الموصلة للكهرباء

1. الألومنيوم

الموصلية الكهربائية

درجة الموصلية لهذه المادة عالية ، ويتم تمثيلها ماديًا على النحو التالي: 37.8 × 10 ^ 6 S / m. ولهذا السبب فهو مرجع مهم في التوظيف في مجال الكهرباء والإلكترونيات. على وجه الخصوص ، يتم استخدامه في الأسلاك من النوع عالي الجهد ، وكذلك في ما يسمى بالرقائق الدقيقة.

استخدامات هذه المادة

يتم استخدامه في إنتاج بعض الأشياء التي لا غنى عنها في الحياة اليومية. من بينها يمكن أن نجد رقائق الألمنيوم ، والتي تعمل على حماية الطعام عند تعبئته أو لفه به.

كما أنها تستخدم في تصنيع بعض المكونات في صناعة الإلكترونيات ، بالإضافة إلى استخدامها في صناعة الطيران والبحرية. بالطبع ، هناك الكثير من الاستخدام في الأسلاك ذات الجهد العالي.

كما تم تطبيقه على اللحام والألواح الشمسية وصناعة البناء.

2. ذهب

يبدو الذهب للمشاهد كواحد من أكثر الخصائص الفيزيائية وضوحًا ، وهو نوع من اللون المصفر ، بغض النظر عما إذا كان توجد في حالة نقية أو مجتمعة مع بعض المعادن في أجزاء صغيرة والتي عند الاتصال المتكرر مع التيارات النهرية عادة يتمسك.

الموصلية الكهربائية

تتمثل إحدى مزايا هذا النوع من المواد الموصلة للطاقة في أن المعدن هو بالضبط الذي يتمتع بأفضل قدرة توصيل مقارنة بالمعادن الأخرى.

استخدامات هذه المادة

من الناحية العملية لتاريخ البشرية بأكمله ، تم استخدام هذا النوع من المواد بتصميم ثابت على إبراز المستوى من القوة الاقتصادية ، والتي تتمثل في امتلاك كميات معينة من المجوهرات والعملات المعدنية التي تم سكها مواد.

في الوقت الحاضر تم تطبيقها في تطوير مكونات تكنولوجية جديدة تركز على الرقائق الدقيقة وأجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة.

3. نحاس

هذا النوع من المعدن في صبغة حمراء في أنقى صورها. إنه يمثل عنصرًا كيميائيًا يمثله رمزياً بالأحرف الأولى "Cu" ، مع رقم ذري مصاغ يقابل 29 ، إلى جانب الوزن الذري 63.546. تبين أن هذه مادة مرنة للغاية تظهر مستوى نقطة غليان يبلغ 2350 درجة مئوية ومستوى انصهار يبلغ 1083 درجة مئوية.

الموصلية الكهربائية

عادة ما يكون هذا أحد المعادن التي تولد مستوى عالٍ من التوصيل الكهربائي. في الواقع ، يتم تمثيل مستوى التوصيل الكهربائي بقيمة 59.6 X 10 ^ 6 S / m ، ولهذا السبب يتم استخدامه كثيرًا في الصناعة لمثل هذه الأغراض.

استخدامات هذه المادة

لا يتم استخدامه فقط لتصنيع الأدوات والمواد الأخرى لاستخدامها في أنظمة الأسلاك الحالية. كما أنها تستخدم لتصميم بعض أنواع المجوهرات وأدوات المطبخ ، وكذلك لاستخدامها في قطاع إنتاج مكونات البطاريات. حتى أنه يستخدم كثيرًا في صناعة السيارات كمحفزات.

4. حديد

هذا أحد العناصر في الجدول الدوري الذي يحتوي على العدد الذري 26 والوزن الذري 55845. يتم تمثيله بشكل رمزي على النحو التالي: "الإيمان". يمكن أن تذوب هذه المادة في درجات حرارة تتراوح بين 1220 درجة مئوية. وهي تمثل نقطة غليان لا تقل عن 2862 درجة مئوية.

الموصلية الكهربائية

لها خاصية فيزيائية لكونها موصلاً فعالاً للطاقة الكهربائية. في الواقع ، يبلغ مستوى الموصلية 9.93 · 106 S / m ، ويمكن تطبيقه على وجه التحديد في تصميم وتصنيع بعض عناصر البناء والمغناطيسات الكهربائية وبعض المحركات الكهرباء