การนำไฟฟ้าในโลหะเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า
อะตอมของธาตุโลหะมีลักษณะเป็นอิเล็กตรอนความจุอิเล็กตรอนในเปลือกนอกของอะตอมที่สามารถเคลื่อนที่ได้ เป็น 'อิเล็กตรอนอิสระ' ที่ช่วยให้โลหะสามารถนำกระแสไฟฟ้าได้
เนื่องจากอิเล็กตรอนความว่องไวมีอิสระในการเคลื่อนที่สามารถเคลื่อนที่ผ่านตาข่ายที่เป็นโครงสร้างทางกายภาพของโลหะได้
ภายใต้สนามไฟฟ้าอิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ผ่านโลหะคล้ายกับลูกบิลเลียดชนกันและกันผ่านการชาร์จไฟขณะเคลื่อนย้ายการถ่ายโอนพลังงานเป็นสิ่งที่ดีที่สุดเมื่อมีความต้านทานน้อย บนโต๊ะบิลเลียดสิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อลูกบอลกระทบกับลูกอีกใบหนึ่งโดยส่งพลังงานส่วนใหญ่ไปยังลูกถัดไป ถ้าลูกหนึ่งนัดลูกอื่น ๆ หลายลูกแต่ละคนจะมีพลังงานเพียงเศษเสี้ยว
เป็นตัวนำที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการผลิตไฟฟ้าคือโลหะที่มีอิเล็กตรอนความจุเดียวที่สามารถเคลื่อนที่ได้และทำให้เกิดปฏิกิริยาการขับไล่ที่รุนแรงในอิเล็กตรอนอื่น ๆ นี่เป็นกรณีในโลหะที่เป็นตัวนำไฟฟ้ามากที่สุดเช่นเงินทองและทองแดงซึ่งแต่ละคนมีอิเล็กตรอนความจุเดียวที่เคลื่อนที่ได้โดยไม่เกิดแรงต้านและทำให้เกิดปฏิกิริยาการขับไล่ที่แข็งแกร่ง
โลหะกึ่งตัวนำ (หรือ metalloids) มีอิเล็กตรอนความจุสูงกว่า (ปกติสี่ตัวหรือมากกว่า) ดังนั้นแม้ว่าพวกเขาจะสามารถนำไฟฟ้าได้ แต่ก็ไม่มีประสิทธิภาพในการทำงาน
อย่างไรก็ตามเมื่อถูกทำให้ร้อนหรือถูกเจือด้วยองค์ประกอบอื่น ๆ เซมิคอนดักเตอร์เช่นซิลิคอนและเจอร์เมเนียมสามารถกลายเป็นตัวนำกระแสไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพมาก
การเหนี่ยวนำในโลหะต้องเป็นไปตามกฎของโอห์มซึ่งระบุว่ากระแสไฟฟ้าเป็นสัดส่วนโดยตรงกับสนามไฟฟ้าที่ใช้กับโลหะ ตัวแปรสำคัญในการประยุกต์ใช้กฎหมายของโอห์มคือความต้านทานไฟฟ้าของโลหะความต้านทานต่อไฟฟ้าเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับการนำไฟฟ้าประเมินว่าโลหะต้านทานการไหลของกระแสไฟฟ้ามากเพียงใด โดยทั่วไปจะวัดผ่านใบหน้าตรงข้ามของวัสดุก้อนหนึ่งเมตรและอธิบายเป็นเมตรโอห์ม (Ω⋅m) ความต้านทานมักแสดงโดยอักษร rho (ρ) ในภาษากรีก
ค่าการนำไฟฟ้าในทางกลับกันวัดได้จากซีเมนส์ต่อเมตร (S⋅m
-1
) และแสดงด้วยตัวอักษรกรีก sigma (σ) ซีเมนส์หนึ่งมีค่าเท่ากับหนึ่งโอห์ม การนำไฟฟ้าและความต้านทานต่อไฟฟ้าในโลหะ วัสดุ
ความต้านทานต่อไฟฟ้า
p (Ω• m) ที่ 20 ° C |
การนำไฟฟ้า
|
|
|---|---|---|
| -8 | 6 30x10 7 | ทองแดง 1 68x10 |
| -8 | 5 98x10 7 | ทองแดงที่ผ่านการรีด 1. 72x10 |
| -8 | 5 80x10 7 | ทอง 244x10 |
| -8 | 4 52x10 7 | อลูมิเนียม 2 82x10 |
| -8 | 3 5x10 7 | แคลเซียม 3 36x10 |
| -8 | 2 82x10 7 | เบริลเลียม 4 00x10 |
| -8 | 2 500x10 7 | โรเดียม 4 49x10 |
| -8 | 2 23x10 7 | แมกนีเซียม 4 66x10 |
| -8 | 2 15x10 7 | โมลิบดีนัม 5 225x10 |
| -8 | 1 914x10 7 | อิริเดียม 5 289x10 |
| -8 | 1 891x10 7 | ทังสเตน 5 49x10 |
| -8 | 1 82x10 7 | สังกะสี 5 945x10 |
| -8 | 1 682x10 7 | โคบอลต์ 6 25x10 |
| -8 | 1 60x10 7 | แคดเมียม 6 84x10 |
| -8 | 1 46 7 | นิกเกิล (อิเล็กโทรไลต์) 6. 84x10 |
| -8 | 1 46x10 7 | รูทีเนียม 7 595x10 |
| -8 | 1 31x10 7 | ลิเธียม 8 54x10 |
| -8 | 1 17x10 7 | เหล็ก 9 58x10 |
| -8 | 1 04x10 7 | แพลทินัม 1 06x10 |
| -7 | 9 44x10 6 | Palladium 1 08x10 |
| -7 | 9 28x10 6 | ดีบุก 1 15x10 |
| -7 | 8 7x10 6 | ซีลีเนียม 1 197x10 |
| -7 | 8 35x10 6 | แทนทาลัม 1 24x10 |
| -7 | 8 06x10 6 | ไนโอเบียม 1 31x10 |
| -7 | 7 66x10 6 | เหล็ก (หล่อ) 1. 61x10 |
| -7 | 6 21x10 6 | โครเมียม 1 96x10 |
| -7 | 5 10x10 6 | ตะกั่ว 2 05x10 |
| -7 | 4 87x10 6 | วาเนเดียม 2 61x10 |
| -7 | 3 83x10 6 | ยูเรเนียม 2 87x10 |
| -7 | 3 48x10 6 | พลวง * 3 92x10 |
| -7 | 2 55x10 6 | เซอร์โคเนียม 4 105x10 |
| -7 | 2 44x10 6 | ไทเทเนียม 5 56x10 |
| -7 | 1 798x10 6 | ปรอท 9 58x10 |
| -7 | 1 044x10 6 | เจอร์เมเนียม * 4 6x10 |
| -1 | 2 17 Silicon * | 6 40x10 |
| 2 | 1 56x10 -3 | * หมายเหตุ: ความต้านทานของเซมิคอนดักเตอร์ (metalloids) ขึ้นอยู่กับการปรากฏตัวของสิ่งสกปรกในวัสดุ ข้อมูลแผนภูมิที่มา |
Eddy Current Technology Inc.
URL: // eddy-current. com / conductivity-of-metals-sorted-by-resistivity /
Wikipedia: การนำไฟฟ้า
URL: // en. วิกิพีเดีย org / วิกิพีเดีย / Electrical_conductivity