Innehåll
- TL; DR (för lång; läste inte)
- Koppar och silver är vanligast
- Aluminium fungerar bra, men har risker
- Guld är effektivt men dyrt
- Stål och mässinglegeringar har speciella användningsområden
Elektriska ledare har rörliga elektriskt laddade partiklar, benämnda "elektroner" i metaller. När en elektrisk laddning appliceras på en metall vid vissa punkter kommer elektronerna att röra sig och låta el passera igenom. Material med hög elektronrörlighet är goda ledare och material med låg elektronrörlighet är inte bra ledare, i stället kallat "isolatorer".
TL; DR (för lång; läste inte)
Koppar, silver, aluminium, guld, stål och mässing är vanliga elektriska ledare. Medan silver och guld båda är effektiva, är de för dyra för vanligt bruk. Individuella egenskaper gör var och en idealisk för specifika ändamål.
Koppar och silver är vanligast
Silver är den bästa ledaren för elektricitet eftersom det innehåller ett högre antal rörliga atomer (fria elektroner). För att ett material ska vara en bra ledare måste den elektricitet som passeras genom det kunna förflytta elektronerna. Ju mer fria elektroner i en metall, desto större är dess konduktivitet. Emellertid är silver dyrare än andra material och används normalt inte om det krävs för specialutrustning som satelliter eller kretskort. Koppar är mindre ledande än silver men är billigare och används ofta som en effektiv ledare i hushållsapparater. De flesta ledningar är kopparpläterade och elektromagnetkärnor lindas normalt med koppartråd. Koppar är också lätt att lödas och förpackas i trådar, så det används ofta när en stor mängd ledande material krävs.
Aluminium fungerar bra, men har risker
Aluminium, jämfört med enhetsvikt, är faktiskt mer ledande än koppar och kostar mindre. Aluminiummaterial används i hushållsprodukter eller i ledningar, men det är inte ett vanligt val eftersom det har flera strukturella brister. Exempelvis har aluminium en tendens att bilda en elektriskt motståndskraftig oxidyta i elektriska anslutningar, vilket kan leda till att anslutningen överhettas. Aluminium används istället för högspänningsöverföringsledningar (t.ex. telefonledningar) som kan inneslutas i stål för ytterligare skydd.
Guld är effektivt men dyrt
Guld är en bra elektrisk ledare och tärnar inte som andra metaller när de utsätts för luften - till exempel kan stål eller koppar oxidera (korrodera) i långvarig ledning med syre. Guld är särskilt dyrt och används bara för vissa material, till exempel kretskortkomponenter eller små elektriska kontakter. Vissa material kan få guldplätering som elektrisk ledare eller använda en liten mängd guld som sedan pläteras i ett annat material för att minska tillverkningskostnaderna.
Stål och mässinglegeringar har speciella användningsområden
Stål är en legering av järn, som också är en ledare, och är en inflexibel metall som är mycket frätande när den utsätts för luft. Det är svårt att gjuta och används inte i små produkter eller maskiner; istället används stål för att innesluta andra ledare eller för stor struktur. Mässing, som också är en legering, är en dragmetall som gör det enkelt att böjas och formas till olika delar för mindre maskiner. Det är mindre frätande än stål, något mer ledande, billigare att köpa och behåller fortfarande värde efter användning, medan stållegering endast är värdefullt vid första köp.