การนำไฟฟ้าในโลหะเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า
อะตอมของธาตุโลหะมีลักษณะเป็นอิเล็กตรอนความจุอิเล็กตรอนในเปลือกนอกของอะตอมที่สามารถเคลื่อนที่ได้ เป็น 'อิเล็กตรอนอิสระ' ที่ช่วยให้โลหะสามารถนำกระแสไฟฟ้าได้
เนื่องจากอิเล็กตรอนความว่องไวมีอิสระในการเคลื่อนย้ายพวกมันสามารถเดินทางผ่านตาข่ายที่เป็นโครงสร้างทางกายภาพของโลหะได้
ภายใต้สนามไฟฟ้าอิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ผ่านโลหะคล้ายคลึงกับลูกบิลเลียดที่ชนกันและกันผ่านการชาร์จไฟขณะเคลื่อนย้าย
การถ่ายโอนพลังงานเป็นส่วนใหญ่เมื่อมีความต้านทานน้อย บนโต๊ะบิลเลียดสิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อลูกบอลกระทบกับลูกอีกใบหนึ่งโดยส่งพลังงานส่วนใหญ่ไปยังลูกถัดไป ถ้าลูกหนึ่งนัดลูกอื่น ๆ หลายลูกแต่ละคนจะมีพลังงานเพียงเศษเสี้ยว
นอกจากนี้ตัวนำที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการผลิตไฟฟ้าคือโลหะที่มีอิเล็กตรอนความจุเดียวที่สามารถเคลื่อนที่ได้และทำให้เกิดปฏิกิริยาการขับไล่ที่รุนแรงในอิเล็กตรอนอื่น ๆ นี่เป็นกรณีในโลหะที่เป็นตัวนำไฟฟ้ามากที่สุดเช่น เงิน ทอง และ ทองแดง ซึ่งแต่ละคนมีอิเล็กตรอนความจุเดียวที่เคลื่อนที่ได้โดยไม่เกิดแรงต้านและทำให้เกิดปฏิกิริยาการขับไล่ที่แข็งแกร่ง
โลหะกึ่งตัวนำ (หรือ metalloids ) มีอิเล็กตรอนความจุสูงกว่า (ปกติสี่ตัวหรือมากกว่า) ดังนั้นแม้ว่าพวกเขาจะสามารถนำไฟฟ้าได้ แต่ก็ไม่มีประสิทธิภาพในการทำงาน
อย่างไรก็ตามเมื่อความร้อนหรือเติมแต่งกับสารกึ่งตัวนำอื่น ๆ เช่น ซิลิกอน และ เจอร์เมเนียม สามารถกลายเป็นตัวนำไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพมาก
การนำไฟฟ้าในโลหะต้องเป็นไปตามกฎของโอห์มซึ่งระบุว่ากระแสไฟฟ้าเป็นสัดส่วนโดยตรงกับสนามไฟฟ้าที่ใช้กับโลหะ ตัวแปรสำคัญในการประยุกต์ใช้กฎหมายของโอห์มคือความต้านทานไฟฟ้าของโลหะ
ความต้านทานต่อไฟฟ้าเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับการนำไฟฟ้าประเมินว่าโลหะต่อต้านการไหลเวียนของกระแสไฟฟ้าเป็นอย่างไร โดยทั่วไปจะวัดผ่านใบหน้าตรงข้ามของวัสดุก้อนหนึ่งเมตรและอธิบายเป็นเมตรโอห์ม (Ω⋅m) ความต้านทานมักแสดงโดยอักษร rho (ρ) ในภาษากรีก
การนำไฟฟ้าในมืออื่น ๆ โดยทั่วไปจะวัดโดยซีเมนส์ต่อเมตร (S⋅m -1 ) และแสดงโดยตัวอักษรกรีก sigma (σ) ซีเมนส์หนึ่งมีค่าเท่ากับหนึ่งโอห์ม
การนำไฟฟ้าและความต้านทานต่อไฟฟ้าในโลหะ
วัสดุ | ความต้านทาน | การนำไฟฟ้า |
|---|---|---|
| เงิน | 1.59x10 -8 | 6.30x10 7 |
| ทองแดง | 1.68x10 -8 | 5.98x10 7 |
| ทองแดงที่ผ่านการรีดแล้ว | 1.72x10 -8 | 5.80x10 7 |
| ทอง | 2.44x10 -8 | 4.52x10 7 |
| อลูมิเนียม | 2.82x10 -8 | 3.5x10 7 |
| แคลเซียม | 3.36x10 -8 | 2.82x10 7 |
| เบริลเลียม | 4.00x10 -8 | 2.500x10 7 |
| โรเดียม | 4.49x10 -8 | 2.23x10 7 |
| แมกนีเซียม | 4.66x10 -8 | 2.15x10 7 |
| โมลิบดีนัม | 5.225x10 -8 | 1.914x10 7 |
| อิริเดียม | 5.289x10 -8 | 1.891x10 7 |
| ทังสเตน | 5.49x10 -8 | 1.82x10 7 |
| สังกะสี | 5.945x10 -8 | 1.682x10 7 |
| โคบอลต์ | 6.25x10 -8 | 1.60x10 7 |
| แคดเมียม | 6.84x10 -8 | 1.46 7 |
| นิกเกิล (electrolytic) | 6.84x10 -8 | 1.46x10 7 |
| รูทีเนียม | 7.595x10 -8 | 1.31x10 7 |
| ลิเธียม | 8.54x10 -8 | 1.17x10 7 |
| เหล็ก | 9.58x10 -8 | 1.04x10 7 |
| แพลทินัม | 1.06x10 -7 | 9.44x106 |
| แพลเลเดียม | 1.08x10 -7 | 9.28x10 6 |
| ดีบุก | 1.15x10 -7 | 8.7x106 |
| ซีลีเนียม | 1.197x10 -7 | 8.35x106 |
| แทนทาลัม | 1.24x10 -7 | 8.06x106 |
| วัตถุไนไอเบียม | 1.31x10 -7 | 7.66x106 |
| เหล็ก (นักแสดง) | 1.61x10 -7 | 6.21x106 |
| โครเมียม | 1.96x10 -7 | 5.10x106 |
| ตะกั่ว | 2.05x10 -7 | 4.87x106 |
| วานาเดียม | 2.61x10 -7 | 3.83x106 |
| ยูเรเนียม | 2.87x10 -7 | 3.48x106 |
| Antimony * | 3.92x10 -7 | 2.55x106 |
| เซอร์โคเนียม | 4.105x10 -7 | 2.44x10 6 |
| ไทเทเนียม | 5.56x10 -7 | 1.798x106 |
| ปรอท | 9.58x10 -7 | 1.044x10 6 |
| เจอร์เมเนียม* | 4.6x10 -1 | 2.17 |
| ซิลิคอน* | 6.40x10 2 | 1.56x10 -3 |
* หมายเหตุ: ความต้านทานของเซมิคอนดักเตอร์ (metalloids) ขึ้นอยู่กับการปรากฏตัวของสิ่งสกปรกในวัสดุ
ข้อมูลแผนภูมิแผนภูมิ
Eddy ปัจจุบันเทคโนโลยีอิงค์
URL: http://eddy-current.com/ การนำไฟฟ้า - ของ - เมทิลเซ็ท - โดย - ความต้านทาน /
การนำไฟฟ้า
URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_conductivity