کدام فلز بهترین رسانای الکتریکی است ؟
معرفی بهترین فلز رسانای الکتریسیته
برای اینکه به پاسخ سوال کدام فلز بهترین رسانای الکتریکی است برسیم ابتدا باید قابلیت رسانایی الکتریکی فلزات و فلزاتی که دارای این قابلیت هستند را بررسی کنیم. منظور از رسانایی الکتریکی مقدار معینی از جریان تولید شده بر روی یک سطح فلزی است. درواقع منظور از رسانایی الکتریکی این است که جریان الکتریکی تا چه حد ساده می تواند از درون یک فلز عبور کند. (جهت مطالعه بیشتر به فلز چیست مراجعه نمایید)
تمام فلزات قابلیت رسانایی الکتریکی را دارند, اما برخی از فلزات به دلیل اینکه رسانای الکتریکی بهتری هستند بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. پرکاربردترین فلزی که به دلیل داشتن رسانایی الکتریکی بالا مورد استفاده قرار می گیرد مس است. مس رسانایی بالایی دارد و به همین دلیل هم از همان زمانی که هنوز پیام رسانی به وسیله تلگراف انجام می شد از مس در سیم کشی برق استفاده می کردند. با این حال فلزی مانند برنج (که حاوی مس است) رسانایی کمتری دارد زیرا در ترکیب آن مواد اضافی وجود دارد که رسانایی برنج را کاهش می دهد
و آن را برای اهداف الکتریکی نامناسب می کند. در ادامه با فلزاتی که بهترین رسانایی الکتریکی را دارند و انواع رسانای مس آشنا خواهید شد.
رتبه بندی فلزات بر اساس رسانای الکتریکی
شاید برایتان عجیب باشد اگر بگوییم با وجود کاربردهای گسترده مس, این فلز رساناترین فلز جهان نیست. بسیاری از افراد به اشتباه تصور می کنند که رساناترین فلز طلا است اما واقعیت این است که رسانایی طلا از مس کمتر است.
بنابراین کدام فلز بهترین رسانای الکتریکی است ؟ پاسخ نقره خالص است. اما مشکلی که در مورد نقره وجود دارد این است که ممکن است کدر شود. این موضوع در مواردی که سطح فلز اهمیت بالایی دارد, مانند زمانی که از فلز برای جریان های الکتریکی با فرکانس بالا استفاده می شود. در چنین مواردی کدر شدن سطح نقره ممکن است مشکلاتی را ایجاد کند. همچنین نقره گرانتر از مس است و به همین دلیل هم افزایش ناچیز رسانایی نقره نسبت به مس ارزش صرف هزینه اضافی را ندارد. در زیر می توانید رتبه بندی فلزات بر اساس قابلیت رسانایی الکتریکی آنها را مشاهده کنید :
- نقره خالص : دارای 105 درصد رسانایی الکتریکی
- مس : دارای 100 درصد رسانایی الکتریکی
- طلای خالص : دارای 70 درصد رسانایی الکتریکی
- آلومینیوم : دارای 61 درصد رسانایی الکتریکی
- برنج : دارای 28 درصد رسانایی الکتریکی
- روی : دارای 27 درصد رسانایی الکتریکی
- نیکل : دارای 22 درصد رسانایی الکتریکی
- آهن خالص : دارای 17 درصد رسانایی الکتریکی
از کدام فلز در صنعت سیم و کابل استفاده می شود
همانطور که در بخش های قبلی هم ذکر کردیم از مس که بهترین رسانای الکتریکی در میان سایر فلزات است در صنعت سیم و کابل استفاده می شود. درواقع معمولا مس برای مصارف الکتریکی به کار می رود. بسیاری از کاربردهای رایج مس هم بر روی یک یا چند ویژگی خاص آن متکی هستند, از جمله اینکه مس رسانای حرارتی خوبی است یا واکنش پذیری کمی با آب و اسیدها دارد.
کاربرد مس
به عنوان میخ در دو شاخه های 13A : از مس به عنوان میخ در این دو شاخه ها استفاده می شود زیرا رسانای الکتریکی بالایی دارد, واکنش پذیری آن کم است و فلز قدرتمندی است.
لوله های آب : دلیل استفاده از مس در لوله های آب شکل پذیری و در عین حال سختی و استحکام بالای آن است. همچنین مس ضد باکتری است.
دسته قابلمه : دلیل استفاده از مس در دسته قابلمه ها رسانایی حرارتی بالای آن و واکنش پذیری کم مس است.
کابل های الکتریکی : از مس برای ساخت کابل های الکتریکی استفاده می شود زیرا این فلز رسانای الکتریکی خوبی است, شکل پذیری بالایی دارد و محکم است. علاوه بر کابل ها الکتریکی از مس برای ساخت وسایل الکترونیکی مانند تجهیزات تلویزیون و لوازم جانبی الکتریکی استفاده می شود.
ریز پردازنده ها : دلیل استفاده از مس برای ساخت ریز پزدازنده ها درست مانند کابل های الکتریکی به خاطر رسانایی الکتریکی بالای آن است.
انواع رسانای مس
بیش از 400 آلیاژ مس وجود دارد که هر یک دارای ترکیبی از ویژگی های منحصر به فرد هستند. در ادامه این مطلب می خواهیم انواع آلیاژهای مس را از نظر رسانایی الکتریکی و کاربردها و ویژگی هایی که دارند بررسی کنیم. با ما همراه باشید.
مس خالص
مس خالص بهترین رسانای الکتریکی و حرارتی را در میان فلزات تجاری دارد. مس نسبت به سایر فلزات شکل پذیری بهتری دارد و از عناصر زیادی برای ایجاد طیف گسترده ای از آلیاژهای مختلف استفاده می کند. نقطه ذوب مس خالص 1083 درجه سانتیگراد است. از مس خالص در صنایع الکتریکی استفاده می شود.
مس قلع اندود
مس قلع اندود یکی از آلیاژهای مس است که رسانایی الکتریکی بسیار بالایی دارد و به همین دلیل هم پرکاربردترین آلیاژ مس در ساخت سیم و کابل محسوب می شود. این آلیاژ مس سطح سخت و مقاومت بالایی در مقابل ساییدگی دارد. یکی دیگر از ویژگی های مس قلع اندود این است که به سادگی می توان آن را لحیم کرد. این آلیاژ انعطاف پذیر شکل پذیری خوبی دارد و فقط در دماهای بین 120 تا 150 به کار می رود. نوع سنگین مس قلع اندود برای ساخت وسایل گرمایشی با فرکانس بالا استفاده می شود.
مس اندود
مس اندود هم یکی دیگر از آلیاژهای مس است که نسبت به مس قلع اندود انعطاف پذیری کمتری دارد و در صنعت سیم وکابل به کار می رود. از این نوع رسانای مس در لحیم کاری استفاده می شود.
مس با روکش نقره
در این بخش دیگر می دانیم که کدام فلز بهترین رسانای الکتریکی است و با ویژگی های نقره و مس هم آشنا شدیم. این نوع رسانای مس برخلاف مس قلع اندود برای دماهای بالا و تا 200 درجه سانتیگراد به کار می رود. اغلب از این نوع رسانای مس در وسایلی با فرکانس بالا استفاده می شود.
مس با روکش نیکل
قیمت این نوع آلیاژ مس از رسانای مس با روکش نقره کمتر است و مانند مس با روکش نقره در دماهای بالای 200 درجه و حداکثر تا 260 درجه سانتیگراد به کار می رود. (جهت خرید و بررسی به قیمت ورق مراجعه نمایید)
استیل با روکش مس
کاربرد این نوع آلیاژ مس بیشتر در سیم و کابل کواکسیال است. این نوع استیل که برای ساخت سیم و کابل های کواکسیال به کار می روند دارای خاصیت پیام رسانی هستند.
HSCA آلیاژ قوی مس
این آلیاژ مس هم دارای رسانایی الکتریکی بالایی است و در صنعت هوافضا مورد استفاده قرار می گیرد.
جهت مطالعه بیشتر به مس چیست مراجعه فرمایید.
