Wat is het meest geleidende element?

Geleidbaarheid verwijst naar het vermogen van een materiaal om energie over te dragen. Er zijn verschillende soorten geleidbaarheid, waaronder elektrische, thermische en akoestische geleidbaarheid. Het meest elektrisch geleidende element is zilver, gevolgd door koper en goud. Zilver heeft ook de hoogste thermische geleidbaarheid van elk element en de hoogste lichtreflectie. Hoewel het de beste geleider is, worden koper en goud vaker gebruikt in elektrische toepassingen omdat koper minder duur is en goud een veel hogere corrosieweerstand heeft. Omdat zilver dof wordt, is het minder wenselijk voor hoge frequenties omdat het buitenoppervlak minder geleidend wordt.

Om te waarom zilver is de beste geleider, het antwoord is dat zijn elektronen vrijer kunnen bewegen dan die van de andere elementen. Dit heeft te maken met zijn valentie en kristalstructuur.

De meeste metalen geleiden elektriciteit. Andere elementen met een hoge elektrische geleidbaarheid zijn aluminium, zink, nikkel, ijzer en platina. Messing en brons zijn elektrisch geleidende legeringen in plaats van elementen.

Tabel van de geleidende orde van metalen

Deze lijst van elektrische geleidbaarheid omvat legeringen en pure elementen. Omdat de grootte en vorm van een stof de geleidbaarheid beïnvloeden, wordt in de lijst ervan uitgegaan dat alle monsters dezelfde grootte hebben. In volgorde van meest geleidende tot minst geleidende:

1. Zilver
2. Koper
3. Goud
4. Aluminium
5. Zink
6. Nikkel
7. Messing
8. Bronzen
9. Ijzer
10. Platina
11. Koolstofstaal
12. Lood
13. Roestvrij staal

Factoren die de elektrische geleidbaarheid beïnvloeden

Bepaalde factoren kunnen van invloed zijn op hoe goed een materiaal elektriciteit geleidt.

• Temperatuur: Veranderende temperatuur van zilver of een andere geleider verandert de geleidbaarheid. Over het algemeen veroorzaakt het verhogen van de temperatuur thermische excitatie van de atomen en vermindert het de geleidbaarheid terwijl de weerstand wordt verhoogd. De relatie is lineair, maar deze valt uiteen bij lage temperaturen.
• onzuiverheden: Het toevoegen van een onzuiverheid aan een geleider vermindert zijn geleidbaarheid. Sterling zilver is bijvoorbeeld niet zo goed voor een geleider als puur zilver. Geoxideerd zilver is niet zo goed een geleider als onaangetast zilver. Onzuiverheden belemmeren de elektronenstroom.
• Kristalstructuur en fasen: Als er verschillende fasen van een materiaal zijn, zal de geleidbaarheid enigszins vertragen bij de interface en kan deze verschillen van de ene structuur dan de andere. De manier waarop een materiaal is verwerkt, kan invloed hebben op hoe goed het elektriciteit geleidt.
• Elektromagnetische velden: Geleiders genereren hun eigen elektromagnetische velden wanneer er elektriciteit doorheen stroomt, met het magnetische veld loodrecht op het elektrische veld. Externe elektromagnetische velden kunnen magnetoresistentie veroorzaken, die de stroomstroom kan vertragen.
• Frequentie: Het aantal oscillatiecycli dat een wisselstroom per seconde voltooit, is de frequentie in Hertz. Boven een bepaald niveau kan een hoge frequentie ervoor zorgen dat de stroom rond een geleider stroomt in plaats van erdoorheen (huideffect). Omdat er geen oscillatie en dus geen frequentie is, treedt het huideffect niet op bij gelijkstroom.