Металдардың құндылығы олардың химиялық және физикалық қасиеттерімен тікелей анықталады. Электр өткізгіштік сияқты көрсеткіш жағдайында бұл қатынас соншалықты қарапайым емес. Бөлме температурасында (+20 °C) өлшенгенде ең электр өткізгіш металл күміс болып табылады.
Бірақ жоғары баға электротехника мен микроэлектроникада күміс бөлшектерді пайдалануды шектейді. Мұндай құрылғылардағы күміс элементтер экономикалық мақсатқа сай болған жағдайда ғана қолданылады.
Өткізгіштіктің физикалық мағынасы
Металл өткізгіштерді қолданудың ұзақ тарихы бар. Электр энергиясын пайдаланатын ғылым мен техника салаларында жұмыс істейтін ғалымдар мен инженерлер сымдар, терминалдар, контактілер, баспа платалары және т.б. үшін материалдарды бұрыннан шешкен. Электр өткізгіштік деп аталатын физикалық шама әлемдегі ең электр өткізгіш металды анықтауға көмектеседі.
Өткізгіштік ұғымы электр кедергісіне кері. сандық өрнекөткізгіштік халықаралық бірлік жүйесінде (SI) оммен өлшенетін кедергі бірлігіне жатады. SI жүйесіндегі электрөткізгіштік бірлігі Siemens болып табылады. Бұл қондырғының орысша белгіленуі - Sm, халықаралық - S. Электр өткізгіштігі 1 см, кедергісі 1 Ом болатын электр желісінің қимасы бар.
Өткізгіштік
Заттың электр тогын өткізу қабілетінің өлшемі электрөткізгіштік деп аталады. Ең электр өткізгіш металдың ең жоғары ұқсас көрсеткіші бар. Бұл сипаттаманы кез келген зат немесе орта үшін аспаптық жолмен анықтауға болады және сандық өрнекке ие. Ұзындығы және қимасының бірлігі цилиндрлік өткізгіштің электр өткізгіштігі осы өткізгіштің меншікті кедергісіне байланысты.
Өткізгіштіктің жүйелік бірлігі Siemens бір метрге – См/м. Дүние жүзіндегі металдардың қайсысының электр өткізгіштігі жоғары екенін білу үшін олардың тәжірибелік жолмен анықталған меншікті өткізгіштігін салыстыру жеткілікті. Арнайы құрылғы - микроомметр арқылы меншікті кедергіні анықтауға болады. Бұл сипаттамалар кері тәуелді.
Металдардың өткізгіштігі
Зарядталған бөлшектердің бағытталған ағыны ретіндегі электр тогы ұғымының өзі металдарға тән кристалдық торларға негізделген заттар үшін үйлесімді болып көрінеді. Металдарда электр тогы болған жағдайда заряд тасымалдаушылар сұйық ортадағыдай иондар емес, бос электрондар болып табылады. Металдарда ток пайда болған кезде оның болмайтыны тәжірибе жүзінде анықталғанөткізгіштер арасында зат бөлшектерінің тасымалдануы бар.
Металл заттар басқалардан атомдық деңгейде бос байланыстарымен ерекшеленеді. Металдардың ішкі құрылымы «жалғыз» электрондардың көп болуымен сипатталады. ол электромагниттік күштердің шамалы әсерінен бағытталған ағынды құрайды. Сондықтан металдар электр тогының ең жақсы өткізгіштері болып табылады деп бекер айтылмаған және дәл осындай молекулалық өзара әрекеттесулер электр өткізгіш металды ерекшелендіреді. Металдардың тағы бір ерекше қасиеті металдардың кристалдық торының құрылымдық ерекшеліктеріне негізделген – жоғары жылу өткізгіштік.
Үздік үздік өткізгіштер - металдар
4 Электр өткізгіштері ретінде пайдалану үшін практикалық маңызы бар металдар S/m-мен өлшенген өткізгіштік мәніне қатысты келесі ретпен бөлінеді:
- Күміс - 62 500 000.
- Мыс - 59 500 000.
- Алтын - 45 500 000.
- Алюминий - 38 000 000.
Электр өткізгіштігі ең жоғары металл күміс екенін көруге болады. Бірақ алтын сияқты, ол электр желісін арнайы нақты жағдайларда ғана ұйымдастыру үшін қолданылады. Себебі жоғары баға.
Бірақ мыс пен алюминий электрлік құрылғылар мен кабельдік өнімдер үшін олардың төмен электр кедергісі мен қолжетімділігіне байланысты ең көп таралған таңдау болып табылады. Басқа металдар өткізгіш ретінде сирек пайдаланылады.
Металдардың өткізгіштігіне әсер ететін факторлар
Тіпті ең электр өткізгішметалдың құрамында басқа қоспалар мен қоспалар болса, оның өткізгіштігін төмендетеді. Қорытпалар «таза» металдарға қарағанда басқа кристалдық тор құрылымына ие. Ол симметрия, жарықтар және басқа ақаулардың бұзылуымен ерекшеленеді. Қоршаған орта температурасы жоғарылаған сайын өткізгіштік те төмендейді.
Қорытпаларға тән жоғары қарсылық қыздыру элементтерінде қолданылады. Электр пештері мен жылытқыштардың жұмыс элементтерін жасау үшін нихром, фехрал және басқа қорытпалардың қолданылуы кездейсоқ емес.
Электрөткізгіштігі ең жоғары метал – бағалы күміс, оны зергерлер монеталарды соғу үшін және т.б. үшін көбірек пайдаланады. Бірақ технология мен аспап жасауда оның ерекше химиялық және физикалық қасиеттері кеңінен қолданылады. Мысалы, кедергісі төмендетілген тораптар мен тораптарда қолданылуымен қатар, күміс жалату контакт топтарын тотығудан қорғайды. Күміс пен оның қорытпаларының бірегей қасиеттері оның қымбаттығына қарамастан оны пайдалануды жиі ақтайды.
