金屬導電性

銅是最具導電性的金屬之一。 照片和復制Adam Crowley

金屬中的電導率是帶電粒子運動的結果。

金屬元素的原子的特徵是存在價電子 - 原子外殼中的電子可以自由移動。 正是這些“自由電子”允許金屬傳導電流。

因為價電子可以自由移動,所以它們可以穿過形成金屬物理結構的晶格。

在電場下,自由電子通過金屬移動,就像台球撞在一起,在移動時傳遞電荷。

當阻力小時,能量轉移最強。 在台球桌上,這發生在一個球撞擊另一個球時,將其大部分能量傳遞給下一個球。 如果一個球擊中多個其他球,那麼每個球將只攜帶一小部分能量。

同樣的道理,最有效的電導體是具有單價電子的金屬,它可以自由移動並在其他電子中引起強烈的排斥反應。 大多數導電金屬(如金和 銅)都是這種情況,每種金屬都有一個單價電子,電阻很小,電阻很小,引起強烈的排斥反應。

半導體金屬(或準金屬 )具有較高數量的價電子(通常為四個或更多),儘管它們可以導電,但它們在任務中效率低下。

但是,當加熱或摻雜其他元素時,像這樣的半導體可以成為非常有效的電力導體。

金屬傳導必須遵循歐姆定律,歐姆定律指出電流與施加於金屬的電場成正比。 應用歐姆定律的關鍵變量是金屬的電阻率。

電阻率與電導率相反,評估金屬與電流流動的相反程度。 這通常是在1米的材料立方體的相對面上測量的,並被描述為歐姆表(Ω·m)。 電阻率通常由希臘字母rho(ρ)表示。

另一方面,電導率通常通過西門子每米(S·m -1 )測量並由希臘字母西格瑪(σ)表示。 一個西門子等於一個歐姆的倒數。

金屬中的電導率和電阻率

材料

抵抗力
p(Ω•m)在20°C

電導率
σ(S / m)在20℃

1.59x10 -8 6.30x10 7
1.68x10 -8 5.98x10 7
退火的銅 1.72x10 -8 5.80x10 7
2.44x10 -8 4.52x10 7
2.82x10 -8 3.5x10 7
3.36x10 -8 2.82x10 7
4.00x10 -8 2.500x10 7
4.49x10 -8 2.23x10 7
4.66x10 -8 2.15x10 7
5.225×10 -8 1.914x10 7
5.289×10 -8 1.891x10 7
5.49x10 -8 1.82x10 7
5.945x10 -8 1.682x10 7
6.25x10 -8 1.60x10 7
6.84×10 -8 1.46 7
(電解) 6.84×10 -8 1.46x10 7
7.595x10 -8 1.31x10 7
8.54×10 -8 1.17x10 7
9.58×10 -8 1.04x10 7
1.06x10 -7 9.44x10 6
1.08x10 -7 9.28x10 6
1.15x10 -7 8.7x10 6
1.197x10 -7 8.35x10 6
1.24x10 -7 8.06x10 6
1.31x10 -7 7.66x10 6
(鑄造) 1.61x10 -7 6.21x10 6
1.96x10 -7 5.10x10 6
2.05x10 -7 4.87x10 6
2.61x10 -7 3.83x10 6
2.87x10 -7 3.48x10 6
* 3.92x10 -7 2.55x10 6
4.105x10 -7 2.44x10 6
5.56x10 -7 1.798x10 6
9.58x10 -7 1.044x10 6
鍺* 4.6×10 -1 2.17
矽* 6.40x10 2 1.56×10 -3

*注意:半導體(準金屬)的電阻率嚴重依賴於材料中雜質的存在。

圖表源數據

艾迪科技公司
網址:http://eddy-current.com/conductivity-of-metals-sorted-by-resistivity/
維基百科:電導率
網址:https://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_conductivity