نقدم لكم اليوم عزيزي القارئ بحثا عن التوصيل الكهربائي في المواد الصلبة. المواد الموصلة للكهرباء هي تلك المواد التي تستطيع توصيل الحرارة. ومن بين أفضل العناصر الموصلة للكهرباء والحرارة معا هي الذهب والفضة والنحاس. ولكن بسبب غلاء أسعار الذهب والفضة، يتم استخدام النحاس بشكل أساسي في معظم الصناعات السلكية التي تحتاج إلى جودة عالية في التوصيل الكهربائي. ولكن في أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الإلكترونية الحساسة، يتم استخدام طبقات رقيقة من الذهب، ويتم استخدام مواد توصيل ضعيفة في عزل الأسلاك الجيدة.
لا تتساوى المواد الصلبة الموصلة للحرارة في قدرتها على التوصيل، بل تختلف قدرتها على التوصيل بناء على قدرتها على الانصهار وتوصيل الحرارة، واستجابتها للتفاعلات الكيميائية، فلن يحدث توصيل للكهرباء دون وجود تفاعلات مصاحبة، ولمعرفة المزيد عن التوصيل الكهربي والموصلات، يجب البقاء معنا في موسوعة .
بحث عن التوصيل الكهربائي في المواد الصلبة
تعرف الموصلية الكهربائية للمواد، بأنها القدرة على توصيل الكهرباء والحرارة وأحيانا الصوت، ويعتمد التوصيل في المواد الصلبة على عدد الإلكترونات في الذرة والفجوة بين نطاقي التكافؤ والتوصيل. تتشابه المواد العازلة والمواد شبه الموصلة في عدد الإلكترونات وتختلف في حجم الفجوة بينهما .
الموصلات الكهربية
الموصلات الكهربائية هي مواد تسمح بتدفق التيار الحراري والكهربي بسهولة وسرعة من ذرة إلى ذرة، مثل الذهب والفضة والنحاس .
العوازل الكهربية
تشمل المواد التي لا تسمح بتدفق التيار الكهربائي أو الحرارة خلالها، مثل الزجاج والخشب والبلاستيك والمطاط .
أشباه الموصلات
هذه هي المواد التي لا توصل التيار الكهربائي إلا في ظروف معينة مثل السيليكون والجرامينيوم.
الموصلات الفائقة
هناك حالة خاصة لبعض المواد حيث يؤدي تبريدها إلى درجات حرارة تقترب من الصفر إلى زيادة كفاءتها في توصيل التيار الكهربي .
ترتيب المعادن الموصلة للكهرباء
- الفضة : الفضة هي واحدة من أفضل المواد الموصلة للكهرباء، حيث تحتوي على أكبر عدد من الإلكترونات الحرة التي تسمح بتدفق التيار الكهربائي، لكنها لا تستخدم إلا في حدود ضيقة نظرا لتكلفتها العالية .
- النحاس : يعتبر النحاس من أكثر المواد المستخدمة في صناعة الأسلاك الكهربائية بسبب سعره الأقل مقارنة بالذهب والفضة .
- الذهب : على الرغم من أن الذهب يعتبر واحدا من أفضل المواد التوصيلية للكهرباء ويمتاز عن بقية المواد بعدم تأكسده مع الهواء، إلا أنه يستخدم في الصناعات الإلكترونية الصغيرة بسبب غلاء سعره
- الفولاذ : هو سبيكة مصنوعة من الحديد وتستخدم في توصيل الكهرباء، ولكن أحد أكبر عيوبه هو سرعة التآكل، وبالتالي لا يستخدم إلا في بعض المنشآت الداخلية .
- الألومنيوم : رغم أنه من المواد التي توصل الكهرباء بشكل جيد، إلا أنه يعاني من عيب واضح وهو تكوين أكاسيد تعيق مرور التيار الكهربي وترفع درجة الحرارة. ولذلك يستخدم الألومنيوم في خطوط النقل العالية ويتم تغطيتها بالفولاذ لتوفير حماية أفضل .
معادن سيئة التوصيل للكهرباء
- المطاط .
- الزجاج .
- البلاستيك.
- الخشب الجاف .
- الماس .
- الهواء .
- الماء النقي: إذ يعتبر الماء الممزوج ببعض الأملاح من الموصلات الجيدة للكهرباء.