کدام فلز بهترین رسانایی الکتریکی را دارد ؟ طلا، پاسخ صحیح نیست!

همه ما فلزاتی که  رسانایی الکتریکی دارند را می‌شناسیم، چون به‌صورت مداوم با آن سرو کارداریم. خیلی از افراد آهن، مس و یا حتی طلا را بهترین رسانای الکتریکی می‌دانند اما واقعاً این‌چنین نیست.

فایل صوتی مطلب

فایل صوتی زیر برای آن دسته از مخاطبین مجموعه اصفهان آهن تهیه شده است که فرصت کافی برای مطالعه این مطلب نداشته و یا تمایل دارند در هنگام مطالعه به فایل صوتی مطلب نیز گوش دهند.

همه ما از یک پیرمرد 99 ساله تا یک کودک 9 ساله و یا شاید هم کمتر، روزانه صدها بار شارژر موبایل یا انواع دوشاخه‌های برق را درون پریز می‌زنیم تا جریان برق را به یک دستگاه الکتریکی متصل کنیم حال یا از آن استفاده کنیم یا برق را درون باطری ذخیره نماییم. اما تا به حال شده به این موضوع فکر کنید که جنس فلز سر دوشاخه و یا جنس رشته‌های درون کابل برق چیست؟ یا شده این سؤال برایتان پیش بیاید که چرا بعضی از سیم‌های شارژر، تلفن همراه شما را سریع و برخی دیگر خیلی دیر شارژ می‌کنند.

با این مقاله از دانشنامه اصفهان آهن همراه باشید تا راز نهفته در گرانی بعضی از قطعات کامپیوتر مثل CPU، سیم‌های شارژر و… را برای شما بازگو کنیم.

رسانایی الکتریکی به مفهوم قابلیت هدایت جریان الکتریکی در یک ماده، و یکای آن در سیستم استاندارد بین‌المللی واحدها، زیمنس است. در بعضی از مواد، انتقال بار الکتریکی از نقطه‌ای از ماده به نقطه دیگر آن به‌آسانی صورت می‌گیرد و در بعضی چنین نیست.

ویکی پدیا فارسی

کدام فلزات رسانای الکتریسیته هستند؟

رسانایی الکتریکی

باوجود اینکه بسیاری از فلزات می‌توانند الکتریسیته را عبور دهند، استفاده از برخی فلزات مشخص به دلیل رسانایی بسیار بالا بیشتر رایج است. رایج‌ترین مثال مس است. دلیل اینکه از زمان تلگراف تاکنون همواره از مس برای سیم کشی الکتریکی استفاده شده، همین رسانایی بالای الکتریکی آن است. باوجود اینکه برنج حاوی مس است اما چون از عناصر دیگری که رسانایی را کاهش می‌دهند، تشکیل شده است، رسانایی الکتریکی کمتری نسبت به مس دارد و به همین دلیل برای اهداف الکتریکی مناسب نیست.

شاید برای شما تعجب آور باشد که بدانید مس حتی باوجود اینکه در بسیاری کاربردهای رایج استفاده می‌شود اما رساناترین فلز موجود نیست. تصور غلط دیگری که وجود دارد این است که طلای خالص بهترین رسانای الکتریسیته است. باوجود اینکه طلا نرخ رسانایی بسیار بالایی دارد اما باز هم نسبت به مس کمتر رسانا است.

کدام فلز بهترین رسانای الکتریکی است؟

رسانایی الکتریکی

پاسخ سریع نقره خالص است. اما معمولاً زمانی از آن استفاده می‌شود که هدایت الکتریکی فوق‌العاده در محیط خلأ و کامل ایزوله استفاده می‌شود. زیرا مشکل نقره این است که به‌تدریج سطح آن اکسید می‌شود. این مسئله در کاربردهایی که سطح تماس هم مهم است مانند جریان‌های فرکانس بالا یا جریان‌های مداوم انتقال ولتاژ، می‌تواند باعث ایجاد مشکلات شود. نقره همچنین از مس گران‌تر است و مقدار رسانایی آن کمی بیشتر از مس است به همین دلیل ارزش قیمت بالای آن را برای جایگزینی عمومی ندارد.

اما اگر برایتان سؤال شده است که پس چرا از طلا در ساخت پردازنده‌های رایانه مثل CPU استفاده می‌شود. پاسخ دقیقاً همین اکسید شدن است، زیرا هم مس و هم نقره سطحشان به‌مرور دچار اکسید می‌شود و همین اکسید شدن باعث کاهش سرعت پردازشگرها می‌شود. به همین دلیل جنس پایه های پردازنده ها را از نقره می‌سازند (گاهی اوقات هم تماما از طلا)، اما آن ها را با طلا روکش میکنند ، تا هم رسانایی الکتریکی بالا وجود داشته باشد و هم نقره در برابر اکسید شدن محافظت شود.

بهتر است یک بار دیگه کمی به بالا بروید و مجدد به عکس این بخش دقت کنید.

رتبه بندی فلزات بر اساس رسانایی الکتریکی:

رتبهفلزرسانایی (به درصد)
1نقره خالص105
2مس100
3طلای خالص70
4آلومینیوم61
5برنج28
6روی27
7نیکل22
8آهن خالص17
9قلع15
10برنز فسفر15
11فولاد (شامل ضدزنگ)3-15
12سرب خالص7
13برنز آلومینیوم نیکل7

*نرخ رسانایی نسبت به رسانایی مس بیان می‌شود. نرخ 100 درصد نشان دهنده مقاومت صفر است.

بسته به نوع فلز تفاوت در میزان رسانایی الکتریکی به‌طور قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌کند.  بنابراین خیلی مهم است که فرض بر اساس این که ماده رسانا است ، گذاشته نشود بلکه همیشه تا حد امکان تحقیق انجام شود.

مشاهده کنید: با فلز مس آشنا شوید

مس چه کاربردهایی دارد؟

چون مس یک رسانای الکتریکی عالی است، بیشترین کاربرد آن هم برای مصارف الکتریکی است. رایج‌ترین کاربردهای آن بر اساس یک یا چند خاصیت سودمندش است مانند: رسانایی گرمایی خوب یا خوردگی کم (در واکنش با آب و اسید).

بعضی از موارد استفاده رایج مس شامل:

  • دوشاخه‌های برق – به این دلیل استفاده می‌شود که رسانایی الکتریکی بالا و واکنش پذیری کمی دارد و محکم است.
  • لوله‌های آب- به خاطر نرم بودن و در عین حال انعطاف پذیر و محکم بودن استفاده می‌شود. هم چنین داشتن خاصیت ضد باکتری و واکنش پذیری کم هم در این موضوع تأثیر دارد.
  • کف خارجی قابلمه (ماهی تابه)- به دلیل رسانایی گرمایی خوب و واکنش پذیری کم و محکم بودن مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  • کابل‌های الکتریکی- به خاطر رسانایی الکتریکی خوب و داکتایل (نرم) بودن و مقاومت کششی بالا در این کاربرد مورد استفاده قرار می‌گیرد. این شامل سیم کشی‌های الکترونیکی مانند سیم آنتن تلویزیون و تجهیزات جانبی الکتریکی نیز است.

کابل‌های انتقال برق شهری و بین شهری:

رسانایی الکتریکی
یک سیم برق شهری از جنس آلومینیوم

در هر کوچه و خیابانی شما تیرهای برق را دیده‌اید، تیرهایی که معمولاً 4 یا 6 رشته سیم را از خود عبور می‌دهند. اما جنس این سیم‌های برق از چیست؟ در تولید سیم‌های انتقال برق شهری معمولاً از سیم مفتولی سیاه که سیمی فولادی است، به‌عنوان هسته و از سیم مسی در اطراف آن به‌عنوان هادی برق استفاده می‌کنند.

دلیل این امر به نرمی سیم مس بازمی‌گردد، از آنجایی که سیم‌های برق مدت زمان بسیار زیادی را باید بر روی تیرهای برق بمانند، مس به‌مرور زمان دچار خستگی شده و پاره می‌شود به همین دلیل در مرکز این سیم‌ها از سیم مفتولی فولادی استفاده می‌شود تا مقاومت سیم را در طولانی مدت حفظ کند.

در کابل‌های انتقال برق بین شهری یا همان دکل‌های برق فشار قوی از همین روش استفاده می‌شود با این تفاوت که تعداد دفعات پیچش سیم فولادی و سیم هادی برق بیشتر بوده و قطر سیم به‌مراتب بیشتر است. البته در بسیاری از موارد به‌جای مس از سیم آلومینیوم هم استفاده می‌شود . زیرا به دلیل طولانی بودن مسافت‌ها، طول سیم مصرفی بسیار زیاد است و هزینه تولید سیم مسی در این صورت مقرون به‌صرفه نیست. به همین دلیل از سیم‌های آلومینیومی استفاده می‌گردد.

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

Play All Replay Playlist Replay Track Shuffle Playlist Hide picture