Metallerde elektrik iletkenliği, elektrik yüklü parçacıkların hareketinin bir sonucudur. Metal elementlerinin atomları, bir atomun son yörüngesindeki değerlik elektronların hareketi ile ifade edilir. Metallerin elektrik akımı gerçekleştirmesini sağlayan atomun son yörüngesinde bulunan serbest elektronlardır.
Değerlik elektronları serbestçe hareket edebildikleri için, bir metalin fiziksel yapısını oluşturan örgünün içinden geçebilirler. Bir elektrik alanı etkisinde olan serbest elektronlar, bilardo topları şeklinde birbirine çarparak metalden geçer ve hareket ettikçe elektrik yükü depolarlar.
Enerji Aktarımı
Az direnç olduğunda enerji aktarımı daha güçlü olur. Bir bilardo masasında bir top başka bir topa çarptığında enerjisinin çoğunu çarptığı bu topa aktarır, ancak bu top birden fazla topa çarparsa topların her biri bu aktarılan enerjinin bir kısmını taşıyabilir.
En etkili elektrik iletkenliği, serbest halde hareket eden ve diğer elektronlarda güçlü bir itici etkiye neden olan tek değerlikli metallerdir. Bu metallere örnek olarak gümüş, altın ve bakır verilebilir. Bu üç elementte dirençle hareket eden ve güçlü bir itici reaksiyona neden olan tek değerlikli metallerdir.
Yarı iletken metaller daha fazla sayıda değerlik elektrona sahiptir (çoğu zaman dört veya daha fazla). Bu nedenle elektriği iletebilirler ancak bu iletim çok verimli değildir. Ancak alaşım haline getirildiğinde, silikon ve germanyum gibi yarı iletkenler son derece verimli şekilde elektrik iletimi gerçekleştirirler.
Metal İletkenlik
Metallerde iletim, Ohm yasasına uygun olarak gerçekleşir. Ohm yasası, iki nokta arasında iletkenden geçen akımın elektrik alanıyla doğru orantılı olması durumudur. Alman fizikçi Georg Ohm’un adını alan yasa, 1827’de elektrik devreleri yoluyla akım ve voltajın nasıl ölçüldüğünü gösteren bir makalede yer aldı. Ohm Yasası’nın uygulanmasındaki temel değişken metal direncidir.
Direnç, en basit tabiriyle bir metalin elektrik akımına gösterdiği güçlüktür, yani elektrik iletkenliğinin tersidir. Genellikle bir metreküplük küpün karşı yüzleri arasındaki mesafe ölçülür ve ohm metre (Ω⋅m) olarak tanımlanır. Direnç genellikle Yunanca rho (ρ) harfi ile ifade edilir.
Elektriksel iletkenlik, genellikle metre başına siemens (S⋅m − 1) ile ölçülür ve Yunanca sigma (σ) harfi ile gösterilir. Bir siemens, bir ohmun karşılığıdır.
Metallerin Direnç ve İletkenlik Sıralaması, Katsayıları
| Malzeme | 20 ° C’de direnç p (Ω • m) | İletkenlik σ (S / m) 20 ° C’de |
|---|---|---|
| Gümüş | 1.59×10 -8 | 6.30×10 7 |
| Bakır | 1.68×10 -8 | 5.98×10 7 |
| Tavlı Bakır | 1.72×10 -8 | 5.80×10 7 |
| Altın | 2.44×10 -8 | 4.52×10 7 |
| Alüminyum | 2.82×10 -8 | 3.5×10 7 |
| Kalsiyum | 3.36×10 -8 | 2.82×10 7 |
| Berilyum | 4.00×10 -8 | 2.500×10 7 |
| Rodyum | 4.49×10 -8 | 2.23×10 7 |
| Magnezyum | 4.66×10 -8 | 2.15×10 7 |
| Molibden | 5.225×10 -8 | 1.914×10 7 |
| İridyum | 5.289×10 -8 | 1.891×10 7 |
| Tungsten | 5.49×10 -8 | 1.82×10 7 |
| Çinko | 5.945×10 -8 | 1.682×10 7 |
| Kobalt | 6.25×10 -8 | 1.60×10 7 |
| Kadmiyum | 6.84×10 -8 | 1.46 7 |
| Nikel (elektrolitik) | 6.84×10 -8 | 1.46×10 7 |
| Rutenyum | 7.595×10 -8 | 1.31×10 7 |
| Lityum | 8.54×10 -8 | 1.17×10 7 |
| Demir | 9.58×10 -8 | 1.04×10 7 |
| Platin | 1.06×10 -7 | 9.44×10 6 |
| palladyum | 1.08×10 -7 | 9.28×10 6 |
| Teneke | 1.15×10 -7 | 8,7×10 6 |
| Selenyum | 1.197×10 -7 | 8.35×10 6 |
| Tantal | 1.24×10 -7 | 8.06×10 6 |
| niyobyum | 1.31×10 -7 | 7.66×10 6 |
| Çelik (Döküm) | 1.61×10 -7 | 6.21×10 6 |
| Krom | 1.96×10 -7 | 5.10×10 6 |
| Öncülük etmek | 2.05×10 -7 | 4.87×10 6 |
| Vanadyum | 2.61×10 -7 | 3.83×10 6 |
| Uranyum | 2.87×10 -7 | 3.48×10 6 |
| Antimon* | 3.92×10 -7 | 2.55×10 6 |
| Zirkonyum | 4.105×10 -7 | 2.44×10 6 |
| Titanyum | 5.56×10 -7 | 1.798×10 6 |
| Merkür | 9.58×10 -7 | 1.044×10 6 |
| Germanyum* | 4.6×10 -1 | 2.17 |
| Silikon* | 6.40×10 2 | 1.56×10 -3 |
Hazırlayan: Rabiye Baştürk
Kaynak: 1 (Erişim: )
