Các chất dẫn điện tốt nhất hiện nay

Xã hội ngày càng phát triển rất nhiều máy móc được sản xuất ra để thay thế sức lao động của con người. Hầu hết những máy móc này đều hoạt động nhờ dòng điện và các vật liệu dẫn điện. Vậy chất dẫn điện là gì? Top những loại chất dẫn điện tốt nhất hiện nay. Hãy cùng Vattuaz.vn cùng tìm hiểu về chất dẫn điện nhé

1. Chất dẫn điện là gì?

Chất dẫn điện được hiểu là những chất hoặc các vật liệu cho phép dòng điện đi qua theo một hoặc nhiều hướng. Chất dẫn điện cho phép các electron chảy bên trong chúng một cách dễ dàng. Các chất dẫn điện thường tồn tại ở thể rắn (kim loại), lỏng (kim loại nóng chảy), dung dịch điện phân hoặc chất khí của trường điện cao.

2. Độ dẫn điện là gì?

Chất dẫn điện tốt nhất hiện nay là gì? 

Độ dẫn điện là thông số thể hiện độ truyền tải của dòng điện hoặc là khả năng dẫn điện của một chất. Yếu tố này phụ thuộc vào các hạt mang điện tích (các ion). Các ion này có thể mang điện tích âm hoặc điện tích dương.

Theo định luật Ohm về sự dẫn điện “Dòng điện tỉ lệ với điện trường tương ứng và tham số tỷ lệ chính là độ dẫn điện” và nó được biểu thị như sau:

Mật độ dòng điện = Cường độ điện trường x độ dẫn điện

Độ dẫn điện cũng là nghịch đảo của điện trở suất và cả 2 giá trị này đều là những giá trị vô hướng. Đơn vị của độ dẫn điện thường là milliSiemans trên một centimet (mS/cm), riêng tại Mỹ thì % IACS (International Annealed Copper Standard). Đối với các đường điện cao thế, độ dẫn điện của dây trần thường được đưa ra bằng % IACS.

3. Tại sao kim loại là chất dẫn điện tốt nhất?

Chất dẫn điện tốt nhất hiện nay là gì? Tại sao kim loại có thể dẫn điện?

Nếu nghiên cứu về cấu tạo của kim loại chúng ra sẽ thấy các nguyên tử bên trong mỗi chất đều tạo thành một ma trận. Thông qua những cấu trúc đó mà các electron bên ngoài có thể di chuyển tự do. Khi đó các nguyên tử sẽ tạo thành một biển electron bao quanh hạt nhân mang điện tích dương của những kim loại tương tác. Các hạt electron di chuyển tự do giúp kim loại có khả năng dẫn điện.

4. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ dẫn điện

Chất dẫn điện tốt nhất hiện nay là gì? Các yếu tố ảnh hưởng đến độ dẫn điện là gì?

Cùng điểm qua một vài yếu tố ảnh hưởng tới độ dẫn điện nhé!

• Nhiệt độ: Nhiệt độ càng cao thì khả năng dẫn điện của kim loại càng giảm thấp. Khi đó các cation dao động mạnh hơn làm cản trở chuyển động của dòng electron tự do bên trong kim loại
• Tạp chất: khi các vật liệu chứa càng nhiều tạp chất thì độ dẫn điện của kim loại sẽ càng kém.
• Hình dáng và kích thước: Nguyên liệu càng dày thì độ dẫn điện càng tốt hơn so với các kim loại mỏng có cùng chiều dài. Nếu hai miếng kim loại có cùng độ dày thì miếng nào ngắn hơn miếng đó sẽ có khả năng dẫn điện tốt hơn.
• Mật độ electron: Mỗi kim loại có độ dẫn điện khác nhau, chủ yếu là vì mật độ electron tự do của chúng không giống nhau.

5. Top 5 chất dẫn điện tốt nhất

Tính đến thời điểm hiện tại hầu hết các vật liệu dẫn điện tốt nhất đều là kim loại. Giải thích cho việc này là bởi vì trong các kim loại thường có sự phân bố electron dày đặc, cho phép dòng điện đi qua. Ở các chất khác cũng có sự phân bố electron nhưng mật độ chúng thấp hơn vì vậy dẫn điện cũng kém hơn. Sau đây là top 5 những vật liệu dẫn điện tốt nhất hiện nay

5.1 Bạc (Ag) – chất dẫn điện tốt nhất

Bạc là kim loại đứng đầu trong danh sách về khả năng dẫn điện. Bạc với đặc tính là mềm dẻo, dễ uốn nên rất dễ thay đổi hình dạng. Chúng thường có màu trắng sáng có độ bền cao và không han rỉ.

Từ thời xa xưa, người ta đã sử dụng bạc để đúc tiền. Hiện nay thì bạc có rất nhiều công dụng khác như: làm đồ trang sức, chén đũa, que hàn,..

Tuy nhiên bạc có giá thành rất cao hiện nay. Do đó, con người thường không sử dụng bạc là chất dẫn điện như những kim loại khác. 

5.2 Đồng (Cu)

Đồng còn có ký hiệu hóa học là Cu, là nguyên tố có độ dẫn điện thứ hai chỉ sau bạc. Tuy nhiên chúng lại được ứng dụng vào việc truyền tải điện cao nhất. Bời lẽ vật liệu này mang đặc tính độ dẻo cao, dễ uốn mỏng, dát mỏng, độ cứng thấp và giá thành rẻ. Do đó nên đa số các dây dẫn điện hiện nay được làm từ đồng. Bên cạnh đó thì đồng còn được ứng dụng trong sản xuất que hàn đồng, động cơ, rơ le điện,… Đồng còn được dùng để đúc tượng, làm nhạc khí,…

5.3 Vàng (Au)

Vàng có ký hiệu hóa học là Au, là kim loại có độ dẫn điện đứng thứ 3 chỉ sau đồng và bạc. Độ dẫn điện của vật liệu này cũng được đánh giá khá cao. Hầu hết vàng được dùng làm đơn vị trao đổi giá trị tiền tệ và trang sức. Vàng là kim loại hiếm trên cả bạc nên dùng vàng để làm chất dẫn điện không hề sai nhưng không mang tính thực dụng bởi kinh tế. Hiện nay một số thiết bị cao cấp vẫn được mạ vàng để tăng khả năng dẫn điện

5.4 Nhôm (Al)

Nhôm là kim loại đứng thứ 4 trong top những vật liệu dẫn điện tốt nhất. Kim loại này với đặc tính là mềm dẻo, dễ nóng chảy ở nhiệt độ cao và khả năng chống ăn mòn tốt.

Nhôm đóng vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp xây dựng. Chúng thường được dùng làm vách ngăn xây dựng, chế tạo tôn để lợp mái nhà,… Ngoài ra chúng còn được chế tạo để làm đường dây truyền tải điện, các công cụ trong nhà bếp, phương tiện vận tải xử lý nước,..

5.5 Natri (Na)

Đứng thứ 5 trong danh sách các chất dẫn điện tốt nhất là Natri. Kim loại này có kí hiệu hóa học là Na. Nó thường có màu bạc nhưng khi bị oxi hóa sẽ chuyển sang màu xám.

Natri là thành phần không thể thiếu trong sản xuất este và các hợp chất hữu cơ. Natri còn là thành phần của muối ăn NaCl, làm xà phòng, giúp làm trơn bề mặt của kim loại. Ngoài ra chúng còn được sử dụng làm tinh khiết các kim loại nóng chảy, làm đèn hơi. Ngoài trong các phản ứng nguyên tử, người ta thường sử dụng Natri là chất lỏng dẫn nhiệt lò.