رسانایی الکتریکی به چه معنا است؟

منظور از رسانایی الکتریکی فلزات مقدار جریانی است که روی سطح یک فلزی ایجاد می‌شود و قابل اندازه‌گیری است. به عبارت ساده‌تر مفهوم رسانایی الکتریکی بیان مي‌کند که یک فلز خاص تا چه اندازه می‌تواند جریان الکتریکی را از خود عبور دهد.

کدام فلزات رسانایی الکتریکی دارند؟

تقریبا تمام فلزات را می‌توان رسانای الکتریسیته محسوب کرد، با این تفاوت که برخی از آن‌ها به موجب رسانایی الکتریکی بالاتر بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. پرکاربردترین فلز رسانای الکتریسیته مس است. این فلز از قابلیت رسانندگی بالایی برخوردار است و از گذشته‌های دور در سیم کشی برق مورد استفاده قرار می‌گرفت. با این حال رسانایی برنج که بخشی از آن را مس تشکیل می‌دهد بسیار کمتر است؛ چرا که برخی ناخالصی‌های موجود در آن قدرت رسانندگی این ماده را کاهش می‌دهند و آن را برای مقاصد الکتریکی نامناسب می‌کنند.

شاید برایتان عجیب باشد که فلز مس علیرغم استفاده بسیار زیاد در کاربردهای متعدد رساناترین فلز موجود نیست! حتی با اینکه از آن به عنوان معیار اندازه‌گیری و درجه‌بندی رسانایی سایر فلزات استفاده می‌شود. یکی دیگر از تصورات اشتباه رایج این است که طلای خالص بهترین رسانای الکتریسیته است. هرچند فلز طلا از درجه رسانایی الکتریکی نسبتا بالایی برخوردار است، اما در واقعیت قدرت رسانندگی آن کمتر از مس است.

کدام فلز الکتریسیته را بهتر هدایت می‌کند؟

بهترین فلز هدایت‌گر الکتریسیته نقره خالص است؛ تنها مشکل نقره این است که به مرور کدر می‌شود. در ضمن نقره گران‌تر از مس است و این تفاوت جزئی مقدار رسانایی بین نقره و مس واقعا ارزش اینقدر هزینه را ندارد. پس اگر همه فلزات رسانای الکتریسیته باشند، چطور باید آن‌ها را درجه بندی کنیم؟ در ادامه رسانایی الکتریکی برخی از مهم‌ترین فلزات موجود را مشاهده می‌کنیم:

• نقره (خالص): ۱۰۵%
• مس: ۱۰۰%
• طلا (خالص): ۷۰%
• آلومینیوم: ۶۱%
• برنج: ۲۸%
• روی: ۲۷%
• نیکل: ۲۲%
• آهن (خالص): ۱۷%
• قلع: ۱۵%
• فسفر برنز: ۱۵%
• فولاد ضد زنگ (ضد زنگ): ۳-۱۵%
• سرب (خالص): ۷%
• نیکل آلومینیوم برنز: ۷%

نکته: تمام اندازه‌گیری‌های فوق در قالب رسانایی فلزات نسبت به مس بیان شده است. توجه داشته باشید که رسانایی ۱۰۰% به معنای مقاومت صفر در برابر رسانایی الکتریکی نیست.

همانطور که می‌بینید رسانایی الکتریکی فلزات مختلف با یکدیگر بسیار متفاوت است و مثلا فلز برنج علی‌رغم داشتن مس از درجه رسانایی بسیار پایینی برخوردار است؛ بنابراین مهم است فرضیات خود را در مورد رسانایی الکتریکی مواد مختلف کنار گذاشته و تحقیق کنید!

موارد استفاده فلز مس کدام‌اند؟

از آنجا که مس یک رسانای الکتریکی عالی است، بیشتر در مقاصد الکتریکی کاربرد دارد و بسیاری از کاربردهای این فلز به یک یا چند ویژگی مفید آن متکی هستند؛ مثلا این که رسانای حرارتی خوبی است یا واکنش پذیری پایینی دارد (واکنش با آب و اسیدها).

برخی از کاربردهای رایج مس عبارتند از:

• پین‌ها در دوشاخه ۱۳ آمپری: در این کاربرد به این دلیل از مس استفاده می‌شود که یک رسانای الکتریکی قوی با واکنش‌پذیری پایین است.
• لوله‌های آب: در این کاربرد به این دلیل از مس استفاده می‌شود که انعطاف‌پذیر (نرم) و در عین حال سخت و محکم است. همچنین دارای مزیت ضد باکتریایی و واکنش‌پذیری پایینی است.
• پایه قابلمه: در این کاربرد به این دلیل از مس استفاده می‌شود که رسانای حرارتی خوب با واکنش پذیری کم و قدرت بالا است.
• کابل برق: در این کاربرد به این دلیل از مس استفاده می‌شود که یک رسانای الکتریکی قوی با خاصیت انعطاف‌پذیری قابل قبول است. منظور از کابل برق سیم‌کشی وسایل الکترونیکی مانند تجهیزات تلویزیون و لوازم جانبی است.
• ریزپردازنده‌ها: مشابه کابل‌ برق، در این کاربرد به این دلیل از مس استفاده می‌شود که رسانای الکتریکی قوی و شکل‌پذیر است.