Tại sao người ta lại sử dụng kim loại để làm chất dẫn điện thay vì các loại nguyên tố hóa học khác. Hãy cùng thuvienhoidap.net tìm hiểu nguyên nhân kim loại dẫn điện tốt vì sao trong bài viết này nha.
Nguyên nhân vì sao kim loại dẫn điện tốt
Trong kim loại, các electron tự do hình thành các liên kết kim loại với nhau tạo ra một liên kết electron bền vững. Kim loại là chất dẫn điện tốt vì chúng bao gồm mạng tinh thể của các nguyên tử với các electron tự do.
Các electron tự do cho phép dòng điện chạy qua. Khi một điện tích âm được đặt vào một đầu, các electron bị đẩy khỏi điện tích âm và di chuyển về phía đầu bên kia là điện tích dương và tạo thành dòng điện.
Số lượng lớn các electron chuyển động tự do có nhiệm vụ dẫn điện qua kim loại. Chúng hoạt động như vật mang điện tích và mang điện qua cấu trúc của kim loại.
Một nguyên nhân khác nữa là kim loại có điện trở thấp nên độ dẫn điện cao.
Kim loại dẫn nhiệt tốt vì sao?
Vì trong kim loại có nhiều electron chuyển động tự do. Nhiệt truyền dễ dàng qua kim loại nhờ các electron tự do này. Khi tác dụng nhiệt vào kim loại, các electron tự do ở gần nguồn nhiệt sẽ thu được rất nhiều năng lượng và bắt đầu chuyển động nhanh dần đều.
Vì kim loại có cấu trúc mạng tinh thể bền vững, các điện tử tự do được cung cấp năng lượng sẽ va chạm với các điện tử lân cận khác. Điều này giúp rung động truyền sang khu vực lân cận trong thời gian ngắn. Do đó nhiệt được truyền qua các chất kim loại với tốc độ nhanh.
Kim loại nào dẫn điện tốt nhất
Kim loại có độ dẫn điện tốt nhất là kim loại có điện trở thấp nhất và cho phép dòng điện chạy qua nó trong khoảng thời gian ngắn nhất.
1 Kim loại bạc
Bạc là kim loại dẫn điện tốt nhất trên thế giới hiện nay, hiệu suất dẫn điện khoảng 105%. Tuy nhiên, kim loại bạc ít được sử dụng vì nó có mức giá cao và hiệu suất dẫn điện không nhỉnh hơn kim loại đồng bao nhiêu nên nó ít được sử dụng trong thực tế.
Một nguyên nhân khác nữa là kim loại bạc dễ bị oxi hóa và có thể gây ra sự cố nếu dòng điện chạy qua có tần số cao.
2 Kim loại đồng
Đồng có độ dẫn điện đứng thứ hai sau kim loại Bạc, với hiệu suất là 100% và đồng được sử dụng làm chất dẫn điện nhiều nhất và phổ biến nhất trên thế giới hiện nay vì giá thành rẻ, hiệu suất dẫn điện cao. Người ta có thể sử dụng kim loại động để làm dây cáp điện, vi mạch điện tử, ống nước
3 Kim loại vàng
Xếp thứ 3 là kim loại vàng với độ dẫn điện có hiệu suất khoảng 70%, nhưng vàng là kim loại quý nên hầu như hiếm khi được sử dụng để làm chất dẫn điện trong thực tế.
4 Kim loại nhôm
Nhôm đứng thứ 4 trong danh sách các chất dẫn điện tốt nhất, hiệu suất dẫn điện khoảng 61%. Cùng với đồng, nhôm cũng được sử dụng phổ biến để làm chất dẫn điện cho các dây dẫn điện cao thế.
5 Đồng thau
Đồng thau là dạng hợp kim của đồng và kẽm và nó đứng thứ 5 trong danh sách các chất dẫn điện tốt nhất. Trong thực tế, đồng thau được dùng để làm các loại dây cáp điện.
6 Kim loại kẽm
Đứng thứ 6 là kim loại kẽm, tuy nhiên kẽm ít được sử dụng để làm chất dẫn điện hơn đồng và nhôm.
7 Nikem
Niken xếp thứ 7 về độ dẫn điện trong danh sách các chất dẫn điện hiện nay, nhưng niken thường được sử dụng để làm đầu các điện cực hơn là dây dẫn điện.
8 Kim loại sắt
Sắt cũng là chất dẫn điện tương đối, với hiệu suất dẫn điện khoảng 17%, nhưng kim loại này được ứng dụng để làm các vật liệu hay đồ dùng nhiều hơn.
9 Kim loại thiếc
Thiết có công thức hóa học là Sn cũng là chất dẫn điện trung bình, với hiệu suất khoảng 15%.
10 Đồng phốt-pho
Đồng phốt pho là một hợp kim của đồng với tỉ lệ khoảng từ 3,5 tới 10% thiếc và 1% phốt pho.
Kim loại nào dẫn nhiệt tốt nhất
Những kim loại có độ dẫn điện tốt đều có khả năng dẫn nhiệt tốt vì 2 yếu tố này tỉ lệ thuận với nhau. Dưới đây là danh sách 4 kim loại dẫn nhiệt tốt nhất gồm:
- Bạc: Bạc là một trong những kim loại dẫn nhiệt tốt nhất vì nó hoạt động như một chất phản xạ mạnh. Do đó, bạc được sử dụng nhiều bảng mạch điện tử và pin.
- Đồng: Đồng là một chất dẫn nhiệt tốt khác vì nó hấp thụ nhiệt nhanh và giữ được lâu. Bên cạnh đó, đồng cũng chống ăn mòn. Do tính linh hoạt của nó, đồng thường được sử dụng để làm các dụng cụ nấu ăn, máy tính và hệ thống sưởi ấm.
- Nhôm: Tuy không bền bằng đồng nhưng nhôm vẫn dẫn nhiệt rất tốt. Nhôm được sử dụng trong đèn LED như một tấm tản nhiệt vì nó giúp đèn hoạt động hiệu quả hơn mà không bị quá nóng.
- Đồng thau: Đồng thau là một kim loại rất cứng. Do khả năng hấp thụ nhiệt mạnh, đồng thau cũng có khả năng tiêu diệt vi trùng ngay lập tức, khiến nó trở thành kim loại phổ biến để sử dụng cho tay nắm cửa và các vật dụng trong gia đình khác.
Kết luận: Đây là đáp án cho câu hỏi kim loại dẫn điện tốt vì sao chi tiết và đầy đủ nhất.