El valor de los metales está directamente determinado por sus propiedades químicas y físicas. En el caso de un indicador como la conductividad eléctrica, esta relación no es tan sencilla. El metal más conductor de la electricidad, cuando se mide a temperatura ambiente (+20 °C), es la plata.
Pero el alto costo limita el uso de piezas de plata en ingeniería eléctrica y microelectrónica. Los elementos de plata en tales dispositivos se utilizan solo en caso de viabilidad económica.
Significado físico de la conductividad
El uso de conductores metálicos tiene una larga historia. Los científicos e ingenieros que trabajan en los campos de la ciencia y la tecnología que usan electricidad han decidido durante mucho tiempo sobre los materiales para cables, terminales, contactos, placas de circuito impreso, etc. Una cantidad física llamada conductividad eléctrica ayuda a determinar el metal más conductor de electricidad del mundo.
El concepto de conductividad es inverso al de resistencia eléctrica. expresión cuantitativala conductividad está relacionada con la unidad de resistencia, que en el sistema internacional de unidades (SI) se mide en ohmios. La unidad de conductividad eléctrica en el sistema SI es Siemens. La designación rusa para esta unidad es Sm, la internacional es S. Una conductividad eléctrica de 1 Sm tiene una sección de una red eléctrica con una resistencia de 1 Ohm.
Conductividad
La medida de la capacidad de una sustancia para conducir electricidad se denomina conductividad eléctrica. El metal más conductor de electricidad tiene el indicador similar más alto. Esta característica se puede determinar para cualquier sustancia o medio instrumentalmente y tiene una expresión numérica. La conductividad eléctrica de un conductor cilíndrico de unidad de longitud y unidad de área de sección transversal está relacionada con la resistencia específica de este conductor.
La unidad de conductividad del sistema es Siemens por metro - Sm/m. Para saber cuál de los metales es el metal más conductor de electricidad del mundo, basta con comparar su conductividad específica, determinada experimentalmente. Puede determinar la resistividad utilizando un dispositivo especial: un microohmímetro. Estas características son inversamente dependientes.
Conductividad de los metales
El concepto mismo de corriente eléctrica como un flujo dirigido de partículas cargadas parece más armonioso para sustancias basadas en redes cristalinas características de los metales. Los portadores de carga en el caso de una corriente eléctrica en los metales son electrones libres y no iones, como es el caso de los medios líquidos. Se ha establecido experimentalmente que cuando ocurre una corriente en los metales, no hayhay una transferencia de partículas de materia entre conductores.
Las sustancias metálicas difieren de otras en enlaces más débiles a nivel atómico. La estructura interna de los metales se caracteriza por la presencia de una gran cantidad de electrones "solitarios". que, bajo la más mínima influencia de fuerzas electromagnéticas, forman un flujo dirigido. Por tanto, no en vano los metales son los mejores conductores de la corriente eléctrica, y son precisamente estas interacciones moleculares las que distinguen al metal más conductor de la electricidad. Otra propiedad específica de los metales se basa en las características estructurales de la red cristalina de los metales: alta conductividad térmica.
Los mejores conductores: metales
4 metales de importancia práctica para su uso como conductores eléctricos se distribuyen en el siguiente orden relativo al valor de la conductividad, medida en S/m:
- Plata - 62 500 000.
- Cobre - 59 500 000.
- Oro - 45 500 000.
- Aluminio - 38 000 000.
Se puede ver que el metal más conductor de la electricidad es la plata. Pero al igual que el oro, se utiliza para organizar la red eléctrica solo en casos especiales y específicos. La razón es el alto costo.
Pero el cobre y el aluminio son la opción más común para los aparatos eléctricos y productos de cable debido a su baja resistencia eléctrica y asequibilidad. Otros metales rara vez se utilizan como conductores.
Factores que afectan la conductividad de los metales
Incluso los más conductores de electricidadel metal reduce su conductividad si contiene otros aditivos e impurezas. Las aleaciones tienen una estructura de red cristalina diferente a la de los metales "puros". Se distingue por una violación de la simetría, grietas y otros defectos. La conductividad también disminuye con el aumento de la temperatura ambiente.
La mayor resistencia inherente a las aleaciones encuentra aplicación en los elementos calefactores. No es coincidencia que el nicromo, el fechral y otras aleaciones se utilicen para fabricar elementos de trabajo de hornos y calentadores eléctricos.
El metal más conductor de electricidad es la plata preciosa, más utilizada por los joyeros para acuñar monedas, etc. Pero en tecnología e instrumentación, sus propiedades químicas y físicas especiales son muy utilizadas. Por ejemplo, además de usarse en unidades y ensambles con resistencia reducida, el enchapado en plata protege los grupos de contacto de la oxidación. Las propiedades únicas de la plata y sus aleaciones a menudo justifican su uso a pesar del alto costo.
