金属中的电导率是带电粒子运动的结果。
金属元素的原子的特征是存在价电子 - 原子外壳中的电子可以自由移动。 正是这些“自由电子”允许金属传导电流。
因为价电子可以自由移动,所以它们可以穿过形成金属物理结构的晶格。
在电场下,自由电子通过金属移动,就像台球撞在一起,在移动时传递电荷。
当阻力小时,能量转移最强。 在台球桌上,这发生在一个球撞击另一个球时,将其大部分能量传递给下一个球。 如果一个球击中多个其他球,那么每个球将只携带一小部分能量。
同样的道理,最有效的电导体是具有单价电子的金属,它可以自由移动并在其他电子中引起强烈的排斥反应。 大多数导电金属(如银 , 金和 铜)都是这种情况,每种金属都有一个单价电子,电阻很小,电阻很小,引起强烈的排斥反应。
半导体金属(或准金属 )具有较高数量的价电子(通常为四个或更多),尽管它们可以导电,但它们在任务中效率低下。
但是,当加热或掺杂其他元素时,像硅和锗这样的半导体可以成为非常有效的电力导体。
金属传导必须遵循欧姆定律,欧姆定律指出电流与施加于金属的电场成正比。 应用欧姆定律的关键变量是金属的电阻率。
电阻率与电导率相反,评估金属与电流流动的相反程度。 这通常是在1米的材料立方体的相对面上测量的,并被描述为欧姆表(Ω·m)。 电阻率通常由希腊字母rho(ρ)表示。
另一方面,电导率通常通过西门子每米(S·m -1 )测量并由希腊字母西格玛(σ)表示。 一个西门子等于一个欧姆的倒数。
金属中的电导率和电阻率
材料 | 抵抗力 | 电导率 |
|---|---|---|
| 银 | 1.59x10 -8 | 6.30x10 7 |
| 铜 | 1.68x10 -8 | 5.98x10 7 |
| 退火的铜 | 1.72x10 -8 | 5.80x10 7 |
| 金 | 2.44x10 -8 | 4.52x10 7 |
| 铝 | 2.82x10 -8 | 3.5x10 7 |
| 钙 | 3.36x10 -8 | 2.82x10 7 |
| 铍 | 4.00x10 -8 | 2.500x10 7 |
| 铑 | 4.49x10 -8 | 2.23x10 7 |
| 镁 | 4.66x10 -8 | 2.15x10 7 |
| 钼 | 5.225×10 -8 | 1.914x10 7 |
| 铱 | 5.289×10 -8 | 1.891x10 7 |
| 钨 | 5.49x10 -8 | 1.82x10 7 |
| 锌 | 5.945x10 -8 | 1.682x10 7 |
| 钴 | 6.25x10 -8 | 1.60x10 7 |
| 镉 | 6.84×10 -8 | 1.46 7 |
| 镍 (电解) | 6.84×10 -8 | 1.46x10 7 |
| 钌 | 7.595x10 -8 | 1.31x10 7 |
| 锂 | 8.54×10 -8 | 1.17x10 7 |
| 铁 | 9.58×10 -8 | 1.04x10 7 |
| 铂 | 1.06x10 -7 | 9.44x10 6 |
| 钯 | 1.08x10 -7 | 9.28x10 6 |
| 锡 | 1.15x10 -7 | 8.7x10 6 |
| 硒 | 1.197x10 -7 | 8.35x10 6 |
| 钽 | 1.24x10 -7 | 8.06x10 6 |
| 铌 | 1.31x10 -7 | 7.66x10 6 |
| 钢 (铸造) | 1.61x10 -7 | 6.21x10 6 |
| 铬 | 1.96x10 -7 | 5.10x10 6 |
| 铅 | 2.05x10 -7 | 4.87x10 6 |
| 钒 | 2.61x10 -7 | 3.83x10 6 |
| 铀 | 2.87x10 -7 | 3.48x10 6 |
| 锑 * | 3.92x10 -7 | 2.55x10 6 |
| 锆 | 4.105x10 -7 | 2.44x10 6 |
| 钛 | 5.56x10 -7 | 1.798x10 6 |
| 汞 | 9.58x10 -7 | 1.044x10 6 |
| 锗* | 4.6×10 -1 | 2.17 |
| 硅* | 6.40x10 2 | 1.56×10 -3 |
*注意:半导体(准金属)的电阻率严重依赖于材料中杂质的存在。
图表源数据
艾迪科技公司
网址:http://eddy-current.com/conductivity-of-metals-sorted-by-resistivity/
维基百科:电导率
网址:https://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_conductivity