Tại sao kim loại dẫn điện? Sắp xếp tính dẫn điện của kim loại theo thứ tự giảm dần

1. Định nghĩa độ dẫn điện

Độ dẫn điện là tiền đề cho việc chế tạo nhiều thiết bị điện gia dụng hiện nay. Tìm hiểu chi tiết về dây dẫn và độ dẫn điện dưới đây.

1.1 Dây dẫn

Trước khi tìm hiểu về độ dẫn điện, chúng ta hãy hiểu chất dẫn điện là gì. Chất dẫn điện là vật liệu cho dòng điện đi qua. Chất dẫn điện thường được sử dụng để chế tạo các bộ phận dẫn điện trong các thiết bị điện hàng ngày. Trong tự nhiên, chất dẫn điện tồn tại ở nhiều dạng như chất rắn, chất lỏng, dung dịch điện phân, kim loại hoặc chất khí ở điện trường cao.

Chất dẫn điện là vật liệu cho dòng điện đi qua

1.2 Độ dẫn điện

Độ dẫn điện là thông số biểu thị mức độ truyền dòng điện hoặc khả năng dẫn điện của một chất, cụ thể là kim loại, ký hiệu là EC. Tùy thuộc vào các hạt tích điện (-) và các hạt tích điện (+), độ dẫn điện của chất kim loại được xác định. Lượng ion trong kim loại càng thấp thì độ dẫn điện của nó càng thấp và ngược lại.

Ý nghĩa độ dẫn điện của kim loại:

Dùng để kiểm tra độ dẫn điện của các thiết bị điện đơn giản, từ đó giảm thiểu hư hỏng thiết bị do làm việc quá sức.

Kiểm tra độ tinh khiết của từng vật liệu

Chọn kim loại phù hợp cho các mục đích nghiên cứu và sản xuất khoa học khác nhau.

2. Tìm hiểu tính dẫn điện của kim loại là gì? Cách đo độ dẫn điện của kim loại

2.1. Giải thích tính dẫn điện của kim loại

Tại sao kim loại dẫn điện? Nếu tìm hiểu sâu về cấu trúc của kim loại, chúng ta sẽ thấy các nguyên tử bên trong của mỗi kim loại có cấu trúc giống như một ma trận mà qua đó các electron lớp ngoài có thể chuyển động tự do và dễ dàng. Các nguyên tử sau đó tạo thành một biển electron bao quanh hạt nhân, mang điện tích dương (+) cho các kim loại tương tác. Cuối cùng, các electron tự do di chuyển khắp biển electron, giúp kim loại trở thành chất dẫn điện.

Mô phỏng dòng điện bên trong kim loại

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ dẫn điện của kim loại bao gồm:

Nhiệt độ: Khi nhiệt độ tăng, độ dẫn điện của kim loại sẽ giảm. Dao động của các hạt cation tăng nhanh làm cho chuyển động của các electron tự do bên trong kim loại bị cản trở.

Tạp chất: càng thêm nhiều tạp chất vào kim loại thì độ dẫn điện của chúng càng kém.

Hình dạng: Cùng kích thước và chiều dài, nhưng kim loại có hình dạng dày sẽ dẫn điện tốt hơn hình dạng mỏng

Kích thước: Với cùng độ dày, một miếng kim loại ngắn có khả năng dẫn điện tốt hơn một miếng kim loại dài.

2.2. Cách đo độ dẫn điện của kim loại

Người ta đo độ dẫn điện của chất kim loại bằng máy đo điện trở (còn gọi là Ampe kế) hoặc máy đo điện trở có độ chính xác cao. Đơn giản chỉ cần nối dây đo từ đồng hồ đo đến hai đầu kim loại, bật đồng hồ đo và ghi lại giá trị điện trở hiển thị trên màn hình. Đây là giá trị đại diện cho độ dẫn điện của kim loại.

Lưu ý rằng phép đo này có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác như sự hiện diện của tạp chất, tình trạng bề mặt của kim loại hoặc nhiệt độ. Vui lòng thực hiện các phép đo trong điều kiện tiêu chuẩn hoặc phòng thí nghiệm để đảm bảo kết quả.

Người ta đo độ dẫn điện của chất kim loại bằng máy đo điện trở

3. Sắp xếp độ dẫn điện của kim loại theo thứ tự giảm dần

Kim loại là chất dẫn điện hàng đầu. Tuy nhiên, mỗi kim loại có mức độ dẫn điện khác nhau. Bên dưới các chất kim loại có tính dẫn điện được sắp xếp theo thứ tự giảm dần.

3.1 Bạc (Ag)

Kim loại có độ dẫn điện tốt nhất hiện nay là bạc. Với đặc tính vật lý dẻo và dễ uốn, bạc được sử dụng rộng rãi trong cả khoa học sản xuất và đời sống hàng ngày. Đây là linh kiện dùng cho các bộ phận dẫn điện của các thiết bị điện hiện đại như lò vi sóng, linh kiện điện tử… Tuy nhiên, do giá thành đắt nên bạc không được sử dụng quá thường xuyên trong các thiết bị điện. đồ dùng gia đình thông thường.

3.2. Đồng (Cu)

Sau bạc, đồng cũng là kim loại có tính dẫn điện tốt. Đồng đã có mặt trong tự nhiên từ xa xưa và được con người khai thác, sử dụng rộng rãi ở dạng thô. Với đặc tính dẻo và giá thành hợp lý, đồng được sử dụng rộng rãi để chế tạo dây điện, động cơ điện, cuộn dây từ của nam châm điện,…

Dây điện lõi đồng

3.3. Vàng (Âu)

Mặc dù không có tính dẫn điện mạnh như đồng và bạc nhưng vàng có khả năng chống oxy hóa và ăn mòn tốt. Kim loại vàng nguyên chất khá mềm và có thể hỗ trợ làm cứng các hợp kim với đồng và bạc. Tuy nhiên, đây là kim loại đắt tiền nên thường được sử dụng làm đồ trang sức và tài sản tích lũy.

3.4. Nhôm (Al)

Đứng thứ tư trong danh sách tính dẫn điện của kim loại là nhôm. Nhôm khó bị oxy hóa, dẻo, có khả năng chống ăn mòn tốt và dễ nóng chảy ở nhiệt độ cao nên được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không vũ trụ và vật liệu kết cấu. Khả năng dẫn điện của nhôm được sử dụng trong các sản phẩm tiêu dùng có độ bền cao tính theo năm như đồ dùng nhà bếp, máy móc, đường dây truyền tải điện…

3.5. Natri (Na)

Natri là kim loại có độ dẫn nhiệt vừa phải nằm trong top 5. Nhược điểm của natri là dễ bị oxy hóa và chuyển từ màu bạc sang màu trắng sáng. Natri được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các sản phẩm xà phòng và bôi trơn bề mặt. Tính dẫn điện của natri được sử dụng trong công nghiệp trong các phản ứng nguyên tử như một chất lỏng dẫn nhiệt trong lò.

3.6. Wolfram (W)

Wolfram là kim loại dẫn điện tốt thứ 6. Từ W trở xuống độ dẫn điện của kim loại giảm dần. Wolfram có các đặc tính vật lý như: giòn, cứng, nặng, kháng axit, kiềm tốt và chống oxy hóa tốt.

W dùng để dẫn điện trong ngành điện là W nguyên chất, thường được dùng làm dây tóc trong bóng đèn điện, tấm bắn phá điện tử, thiết bị gia nhiệt bằng điện, ống tia âm cực,… Với tính trơ tốt nên chúng còn được dùng làm điện cực, kính hiển vi. .

Đèn dây tóc

3.7. Thau

Đồng thau là hợp kim của kẽm kết hợp với đồng. Khả năng dẫn điện của đồng còn phụ thuộc vào tỉ lệ phối hợp giữa đồng và kẽm. Tuy nhiên, so với đồng nguyên chất và các lựa chọn ở trên, đồng thau ít được chọn làm giải pháp dẫn điện hơn.

Thay vào đó, người ta sử dụng đồng thau để làm đồ trang sức với giá cả phải chăng, làm nhạc cụ như trống, kèn, saxophone, chuông,… Chúng còn được dùng để làm đồ trang trí, đồ vật mang tính nghệ thuật. vật liệu hàn,…

3.8. Sắt (Fe)

Sắt là kim loại có khả năng dẫn điện nhưng độ dẫn điện kém. Thay vì được sử dụng trong các sản phẩm điện, sắt được sử dụng trong ngành sản xuất ô tô và lĩnh vực kiến ​​trúc. Trong cuộc sống, chúng là nguyên liệu chính trong các sản phẩm gia dụng thông thường như tủ, bàn, giường, cầu thang, dụng cụ cơ khí,…

3.9. Crom (Cr)

Crom xếp gần cuối bảng xếp hạng độ dẫn điện của kim loại. Do tính dẫn điện thấp và độ hiếm trong tự nhiên nên crom thường được sử dụng làm chất xúc tác cho các ngành công nghiệp sản xuất. Cụ thể là tạo đặc tính không rỉ sét cho kéo, dao, tạo màu cho thuốc nhuộm, sơn, đánh bóng bề mặt, làm khuôn gạch, phụ gia cho xăng,…

crom

3.10. Chì (Pb)

Cuối cùng trong bảng xếp hạng độ dẫn điện là chì. Chì là chất dẫn điện kém, có tính chất mềm nhưng rất nặng. Chì đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất pin. Ngoài ra, chúng còn được dùng làm tấm chắn bức xạ và được tìm thấy trong nhựa PVC.

Chì rất độc, gây hại trực tiếp cho sức khỏe con người và có thể thẩm thấu qua da nên không được sử dụng nhiều trong các thiết bị điện gia dụng.

Độ dẫn điện của kim loại đóng một vai trò thiết yếu trong cuộc sống hiện đại. Việc hiểu rõ chúng giúp bạn có cái nhìn tổng quát hơn và hạn chế các sự cố về điện cho bản thân. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về tính dẫn nhiệt của kim loại, hãy truy cập website Đông Á để biết thêm thông tin.