דוגמה לחומרים מוליכים חשמלית

זה ידוע כ חומרים מוליכים של חשמל למי בעלי התנגדות מועטה למעבר זרם חשמלי, כך שהם האמצעים להולכת אנרגיה חשמלית במרחב פיזי.

נאמר מנקודת מבט אחרת, מוליכות חשמלית הוא תכונה של חומר המאפשר לזרם חשמלי לעבור במבנה האטומי שלו, עם התנגדות נמוכה מחומר זה.

מכיוון שמוליכות והתנגדות הן כמויות חשמליות המייצגות תופעות הפוכות, אחת שקולה להדדיות של השנייה. זה יבוא לידי ביטוי כאשר מסבירים את יחידות המדידה.

יחידות המדידה שמגדירות מוליכות חשמלית הן:

k (מוליכות חשמלית) מתבטאת ב-1 / ohm.cm או mho / cm

שימו לב ש"אוהם" היא יחידת ההתנגדות החשמלית. הוא ממוקם כמכנה ביחידות 1 / ohm.cm כי ההתנגדות מייצגת את ההדדיות של מוליכות. באופן כללי, k טופל ב- μmho / cm (micromhos / cm). המילה "mho" היא "אוהם" לאחור. כך מוצג למקם אותו כמונה ביחידות mho/cm ולא להיאבק בטיפול בהן.

k (מוליכות חשמלית) מתבטאת גם במילי-סימנס/מטר, כלומר (mS/m)

במערכת היחידות הבינלאומית, 1 אוהם שווה להדדיות של 1 סימנס (1 / אוהם = 1 S) או (1 / S = 1 אוהם).

לשתי יחידות המוליכות החשמלית יש את השקילות הבאה:

1 מיליסימנס/מטר = 10 מיקרומטרים/סנטימטר

סוגי חומרים מוליכים חשמלית

המוליכות החשמלית מוצגת בביטוי המקסימלי שלה במתכות, הודות לתצורה האלקטרונית שלה. למתכות, לרוב, יש בין 1 ל-3 אלקטרונים בשכבה האחרונה. לחץ כדי לדעת את מאפיינים של מתכות.

חומרים שמוליכים חשמל, אך לא באותה יעילות, נקראים מוליכים למחצה. אלה ממוקמים באזור המטאלואידי של הטבלה המחזורית. בדרך כלל יש להם 4 אלקטרונים בקליפה האחרונה שלהם. דוגמאות לאלו המשמשות בתעשיית המחשבים הן ה סִילִיקוֹן וה גרמניום. לחץ כדי לדעת את מאפיינים של מטאלואידים.

שאר החומרים מסווגים כ חומרים מבודדים או לא מוליכים. אלו בדרך כלל לא-מתכות, פולימרים ומבנים מורכבים אחרים.

כאשר מדברים על מוליכים של חשמל, זה חל גם להזכיר את תמיסות מימיות, שבו יש ניתוק של המומס, והמערכת הופכת לאלקטרוליט, מורכבת על ידי שני חלקיקים או יונים טעונים, שיהיו אחראים לשמירה על מעבר הזרם חַשׁמַלִי. לחץ כדי לדעת את מאפייני אלקטרוליטים.

מתכות כמוליכים חשמליים

המתכות המתאימות ביותר לתכונת המוליכות הן נחושת, זהב, ברזל ואלומיניום, וכמה תערובות או סגסוגות ביניהן.

בין האפשרויות הללו, נחושת היא המתאימה ביותר לשימוש לטובת האדם במתקני חשמל בבתים ובסוגי מבנים אחרים, ניתן למצוא אותו מוגן עם סדרה של פלסטיק שיביא למה שאנו מכירים היום כבלים.

כמובן, ניתן להשתמש בסוגים אחרים של חומרים מוליכים למטרה זו. לדוגמה, ניתן להשתמש בכסף, שהוא המוליך הטוב ביותר של אנרגיה חשמלית, עם זאת, בשל העלויות הגבוהות שמייצג סוג זה של חומר, הוא אינו מיושם למטרות כאלה.

ניתן להשתמש גם באלומיניום, המשמש מדי פעם בחברות תעופה גם בהשוואה לנחושת מייצג אחוז רווח של 60%, רק שמתברר שהוא חומר קל יותר, ולכן הוא אידיאלי לשימוש ב המגזר הזה.

חומרים מוליכים חשמלית עיקריים

1. אֲלוּמִינְיוּם 

מוליכות חשמלית

מידת המוליכות של חומר זה גבוהה, והיא מיוצגת פיזית באופן הבא: 37.8 × 10 ^ 6 S / m. מסיבה זו מהווה אסמכתא חשובה בתעסוקה בתחום החשמל והאלקטרוניקה. בפרט, הוא משמש בחיווט מסוג מתח גבוה, כמו גם במה שנקרא מיקרו-שבבים.

שימושים בחומר זה

הוא משמש בייצור של כמה חפצים שהם הכרחיים בחיי היומיום. ביניהם נוכל למצוא נייר אלומיניום, המשמש להגנה על המזון כשהוא ארוז או עטוף בו.

הם משמשים גם לייצור רכיבים מסוימים בתעשיית האלקטרוניקה, בנוסף לשימוש בתעשיית האווירונאוטיקה ובניית ספינות. כמובן, בחיווט מתח גבוה יש יותר מדי שימוש.

הוא יושם גם לריתוך, בפאנלים סולאריים ובתעשיית הבנייה.

2. זהב

זהב נראה למתבונן כאחת התכונות הפיזיקליות הברורות ביותר, סוג של צבע צהבהב, ללא קשר אם הוא היה נמצא ברמת מצב טהורה או בשילוב עם כמה מינרלים במנות קטנות שבמגע חוזר עם זרמי הנהר בדרך כלל לִדבּוֹק.

מוליכות חשמלית

בין אחד היתרונות של סוג זה של חומר מוליך אנרגיה הוא שדווקא המתכת היא בעלת יכולת המוליכות הטובה ביותר בהשוואה למתכות אחרות.

שימושים בחומר זה

במשך כמעט כל ההיסטוריה של האנושות, נעשה שימוש בחומר מסוג זה בנחישות נחרצת להקרין רמה של כוח כלכלי, המיוצגים על ידי החזקה של כמויות מסוימות של תכשיטים ומטבעות שהוטבעו עם חוֹמֶר.

כיום הם יושמו בפיתוח רכיבים טכנולוגיים חדשים המתמקדים במיקרו-שבבים, מחשבים וטלפונים ניידים.

3. נְחוֹשֶׁת

סוג זה של מתכת הוא בגוון אדמדם במצבו הטהור ביותר. הוא מייצג יסוד כימי המיוצג באופן סמלי על ידי ראשי התיבות "Cu", עם מספר אטומי טבע המתאים ל-29, יחד עם משקל אטומי של 63.546. מסתבר שזהו חומר גמיש ביותר המציג רמת רתיחה של 2350 מעלות צלזיוס ורמת התכה של 1083 מעלות צלזיוס.

מוליכות חשמלית

לרוב מדובר באחת המתכות היוצרות רמה גבוהה של הולכה חשמלית. למעשה, רמת המוליכות החשמלית מיוצגת בערך של 59.6 X 10 ^ 6 S / m, זו הסיבה שהיא משמשת יותר מדי בתעשייה למטרות כאלה.

שימושים בחומר זה

הוא לא משמש רק לייצור כלים וחומרים אחרים לשימוש במערכות חיווט קיימות. הם משמשים גם לעיצוב של כמה סוגים של תכשיטים, כלי מטבח, כמו גם לשימוש במגזר של ייצור רכיבים לסוללות. זה אפילו נמצא בשימוש נרחב בתעשיית הרכב כזרזים.

4. בַּרזֶל

זהו אחד היסודות בטבלה המחזורית שיש לו מספר אטומי של 26 ומשקל אטומי של 55,845. היא מיוצגת באופן סמלי באופן הבא: "אמונה". חומר זה יכול להמיס בטמפרטורות הנעות בין 1220 מעלות צלזיוס. והוא מייצג נקודת רתיחה של לפחות 2,862 מעלות צלזיוס.

מוליכות חשמלית

יש לו תכונה פיזית להיות מוליך יעיל של אנרגיה חשמלית. למעשה, רמת המוליכות שלו היא 9.93 · 106 S/m, וניתן ליישם אותה במיוחד ב- עיצוב וייצור של כמה אלמנטים בנייה, אלקטרומגנטים, וכמה מנועים חַשׁמַלִי.

דוגמאות לחומרים מוליכים:

מַתַכתִי

1. כסף
2. נחושת מחושלת
3. נחושת מוקשה
4. אֲלוּמִינְיוּם
5. אָבָץ
6. חוט ברזל
7. ניקל
8. כסף גרמני
9. ברזל יצוק
10. זהב
11. פְּלָטִינָה
12. עוֹפֶרֶת
13. מרוקריו
14. קדמיום
15. אָבָץ

מטאלואידים

1. אַרסָן

שילובים או סגסוגות

1. ברונזה עם זרחן
2. חוט ברזל

אלקטרוליטים

1. מים עם מלח
2. חומץ
3. אמוניום הידרוקסיד