الموصلية الكهربائية في المعادن

التوصيل الكهربائي في المعادن هو نتيجة لحركة الجسيمات المشحونة كهربائيا.

تتميز ذرات العناصر المعدنية بوجود إلكترونات التكافؤ - الإلكترونات في الغلاف الخارجي للذرة التي تكون حرة في التحرك. هذه "الإلكترونات الحرة" التي تسمح للمعادن بإجراء تيار كهربائي.

لأن إلكترونات التكافؤ أحرار في التحرك يمكن أن يسافر من خلال شعرية التي تشكل الهيكل المادي للمعادن.

تحت حقل كهربائي، تتحرك الإلكترونات الحرة من خلال المعدن تشبه كثيرا كرات البلياردو يطرق بعضها البعض، ويمر شحنة كهربائية لأنها تتحرك.

نقل الطاقة هو أقوى عندما يكون هناك مقاومة ضئيلة. على طاولة بلياردو، يحدث هذا عندما تضرب الكرة ضد كرة واحدة أخرى، وتمرير معظم طاقتها على الكرة التالية. إذا ضربت كرة واحدة كرات أخرى متعددة، كل واحد من تلك سوف تحمل سوى جزء صغير من الطاقة.

وبنفس الطريقة، فإن الموصلات الأكثر فعالية للكهرباء هي المعادن التي لها إلكترون تكافؤ واحد حر في التحرك ويسبب رد فعل قوي للصد في الإلكترونات الأخرى. هذا هو الحال في معظم المعادن الموصلة، مثل الفضة والذهب والنحاس، الذين لديهم كل واحد إلكترون التكافؤ الذي يتحرك مع القليل من المقاومة ويسبب رد فعل قوي صد.

المعادن شبه الموصلات (أو المعادن) لديها عدد أكبر من الإلكترونات التكافؤ (عادة أربعة أو أكثر) لذلك، على الرغم من أنها يمكن أن تجري الكهرباء، فهي غير فعالة في هذه المهمة.

ومع ذلك، عندما تسخن أو مخدر مع عناصر أخرى أشباه الموصلات مثل السيليكون والجرمانيوم يمكن أن تصبح موصلات فعالة للغاية من الكهرباء.

يجب أن يتبع التوصيل في المعادن قانون أوم، الذي ينص على أن التيار يتناسب طرديا مع المجال الكهربائي المطبق على المعدن. المتغير الرئيسي في تطبيق قانون أوم هو مقاومة المعدن.

المقاومة هي عكس الموصلية الكهربائية، وتقييم مدى قوة معدن يعارض تدفق التيار الكهربائي. ويقاس هذا عادة عبر الوجوه المقابلة لمكعب من متر واحد من المواد ووصف بأنه متر أوم (Ω⋅m). وغالبا ما تمثل المقاومة بالحرف اليوناني رو (ρ).

الموصلية الكهربائية، من ناحية أخرى، يتم قياسها عادة بواسطة سيمنز لكل متر (سوم ^-1 ) ويمثلها حرف سيغما اليونانية (σ). سيمنز واحد يساوي المتبادل من أوم واحد.

الموصلية والمقاومة في المعادن

المواد	المقاومة p (Ω • m) عند 20 درجة مئوية	التوصيل σ (S / m) عند 20 درجة مئوية
	1. 59x10 -8	6. 30x10 7
النحاس	1. 68x10 -8	5. 98x10 7
صلب النحاس	1. 72x10 -8	5. 80x10 7
الذهب	2.44x10 -8	4. 52x10 7
الألومنيوم	2. 82x10 -8	3. 5X10 7
الكالسيوم	3. 36x10 -8	2. 82x10 7
البريليوم	4. 00x10 -8	2. 500x10 7
الروديوم	4. 49x10 -8	2. 23x10 7
المغنيسيوم	4. 66x10 -8	2. 15x10 7
الموليبدينوم	5. 225x10 -8	1. 914x10 7
إيريديوم	5. 289x10 -8	1. 891x10 7
التنغستن	5. 49x10 -8	1. 82x10 7
الزنك	5. 945x10 -8	1. 682x10 7
الكوبالت	6. 25x10 -8	1. 60x10 7
الكادميوم	6. 84x10 -8	1. 46 7
النيكل (كهربائيا)	6. 84x10 -8	1. 46x10 7
الروثينيوم	7. 595x10 -8	1. 31x10 7
ليثيوم	8. 54x10 -8	1. 17x10 7
الحديد	9. 58x10 -8	1. 04x10 7
البلاتين	1. 06x10 -7	9. 44x10 6
البلاديوم	1. 08x10 -7	9. 28x10 6
تين	1. 15x10 -7	8. 7x10 6
السيلينيوم	1. 197x10 -7	8. 35x10 6
التنتالوم	1. 24x10 -7	8. 06x10 6
النيوبيوم	1. 31x10 -7	7. 66x10 6
الصلب (المصبوب)	1. 61x10 -7	6. 21x10 6
الكروم	1. 96x10 -7	5. 10X10 6
الرصاص	2. 05x10 -7	4. 87x10 6
الفاناديوم	2. 61x10 -7	3. 83x10 6
اليورانيوم	2. 87x10 -7	3. 48x10 6
الأنتيمون *	3. 92x10 -7	2. 55x10 6
الزركونيوم	4. 105x10 -7	2. 44x10 6
التيتانيوم	5. 56x10 -7	1. 798x10 6
الزئبق	9. 58x10 -7	1. 044x10 6
الجرمانيوم *	4. 6x10 -1	2. 17
السيليكون *	6. 40x10 2	1. 56 × 10 -3

* ملاحظة: إن مقاومة أشباه الموصلات (ميتالوادس) تعتمد اعتمادا كبيرا على وجود الشوائب في المادة.

تشارت سورس داتا

إدي كيرنت تيشنولوغي Inc.
ورل: هتب: // إدي-كيرنت. كوم / كونديكتيفيتي-أوف-ميتالس-سورتيد بي بي ريسيستيفيتي /
ويكيبيديا: الموصلية الكهربائية
ورل: هتبس: // أر. ويكيبيديا. غزاله / ويكي / Electrical_conductivity