Nhiều người dùng hay thắc mắc là chất nào dẫn điện tốt nhất, nhanh nhất hiện nay? Tại sao kim loại lại dẫn điện tốt hơn các chất khác? Những kiến thức này sẽ được giúp học tốt vật lý giải thích chi tiết qua bài viết này.
Chất nào dẫn điện tốt nhất trên thế giới
Thường thì kim loại dẫn điện tốt hơn phi kim và các hợp chất kim loại khác nên các dây dẫn điện thường được làm bằng đồng, bạc, nhôm, sắt…
Danh sách 10 chất dẫn điện tốt theo thứ tự gồm: Bạc -> đồng -> vàng -> nhôm ->kẽm -> niken -> đồng thau ->sắt ->bạch kim ->thép.
1 – Chất nào dẫn điện tốt nhất? Câu trả lời là kim loại Bạc (Ag)
Kim loại dẫn điện tốt nhất là Bạc, Ag là chất dẫn điện tốt nhất vì bạc có số lượng các electron cao nhất. Một chất muốn dẫn điện tốt nhất thì nó phải có khả năng di chuyển các electron, càng nhiều electron tự do trong kim loại thì độ dẫn điện của nó càng lớn.
Tuy nhiên, trong thực tế thì bạc ít được sử dụng để làm dây dẫn điện vì nó có chi phí cao nên bạc thường chỉ được sử dụng trong các thiết bị điện tử và vệ tinh.
2 – Chất dẫn điện đứng thứ hai là Đồng
Đồng có độ dẫn điện thấp hơn kim loại bạc nhưng nó rẻ hơn và thường được sử dụng làm chất dẫn điện phổ biến nhất hiện nay. Hầu hết các dây dẫn đều được mạ đồng và lõi nam châm điện thường được quấn bằng dây đồng. Đồng cũng dễ hàn và quấn vào dây dẫn, vì vậy nó thường được sử dụng để làm dây dẫn và truyền tải điện năng nhiều nhất trên thế giới.
3 – Chất dẫn điện đứng thứ ba là Vàng
Kim loại vàng là chất dẫn điện tốt và không bị xỉn màu, không bị oxi hóa khi tiếp xúc với không khí, nhưng nó lại có chi phí quá cao để sử dụng làm dây dẫn điện. Vàng chỉ được sử dụng làm dây dẫn điện trong các vi mạch điện tử.
4 – Chất dẫn điện đứng thứ 4 là kim loại Nhôm
Nhôm cũng là chất dẫn điện tốt và cũng được sử dụng khá phổ biến. Nhôm tạo thành một bề mặt oxit chịu điện trong các kết nối điện, có thể khiến kết nối bị quá nhiệt. Đường dây tải điện cao áp được bọc thép bên ngoài để bảo vệ nhôm không bị nóng chảy khi dẫn điện. Nhôm và đồng là 2 kim loại được sử dụng để làm dây dẫn điện phổ biến nhất hiện nay.
5 – Chất dẫn điện đứng thứ 5 là kẽm
Kẽm là kim loại dẫn điện tương đối tốt và chúng thường được sử dụng để làm dây dẫn điện cho các đường truyền mạng internet, truyền hình. Kẽm ít được sử dụng để làm dây dẫn điện trong gia đình vì hiệu suất của nó không cao.
6 – Chất dẫn điện đứng thứ 6 là Niken
Niken là kim loại quan trọng trong ngành luyện kim vì nó là thành phần quan trọng để sản xuất thép không gỉ, các loại hợp kim và chất xúc tác quan trọng của nhiều phản ứng hóa học. Niken cũng là kim loại dẫn điện tốt nhưng nó ít được sử dụng trong thực tế hơn các kim loại như đồng, nhôm.
7 – Chất dẫn điện đứng thứ 7 là đồng thau
Đồng thau là một hợp kim được tạo thành từ hai kim loại đồng và kẽm. Đồng thau có độ dẻo cao và có ánh kim vàng nên được sử dụng làm các đồ vật trang trí và làm dây dẫn điện.
8 – Chất dẫn điện đứng thứ 8 là Sắt
Kim loại sắt cũng là chất dẫn điện tốt nhưng nó dễ bị oxi hóa, độ bền không cao nên ít được sử dụng để làm dây dẫn điện gia dụng.
9 – Chất dẫn điện đứng thứ 9 là bạch kim
Bạch kim hay còn được gọi là vàng trắng là một nguyên tố hóa học có độ dẫn điện cao và dẻo hơn vàng, bạc hoặc đồng. Bạch kim có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, ổn định ở nhiệt độ cao và có độ chất điện ổn định. Nhưng chi phí cao nên bạch kim ít được sử dụng làm dây dẫn điện trong thực tế.
Xem thêm: Chất nào có nhiệt độ nóng chảy cao nhất?
Tại sao kim loại dẫn điện tốt?
Kim loại dẫn điện tốt vì chúng có cấu tạo liên kết kim loại với nhau. Trong liên kết kim loại, các nguyên tử của kim loại được bao quanh bởi nhiều electron tự do chuyển động liên tục. Các electron chuyển động này cho phép kim loại dẫn điện và di chuyển tự do giữa các ion với nhau.
Kim loại là chất dẫn điện tốt vì ít nhất một electron trên mỗi nguyên tử là tự do, điều này có nghĩa là nó không bị ràng buộc với bất kỳ nguyên tử cụ thể nào, mà thay vào đó, có thể di chuyển tự do trong kim loại.
Bảng độ dẫn điện của kim loại ở nhiệt độ 20 °C
Kim loại Độ dẫn điện Điện trở suất Bạc 6,30 × 107 1,59 × 10−8 Đồng 5,96 × 107 1,68 × 10−8 Vàng 4,10 × 107 2,44 × 10−8 Nhôm 3,5 × 107 2,82 × 10−8 Kẽm 1,69 × 107 5,90 × 10−8 Niken 1,43 × 107 6,99 × 10−8 Sắt 1,00 × 107 1,0 × 10−7 Bạch kim 9,43 × 106 1,06 × 10−7
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ dẫn điện
Chất nào dẫn điện tốt nhất cũng đều ảnh hưởng bởi các yếu tố sau:
- Nhiệt độ: Khi nhiệt độ tăng thì độ dẫn điện sẽ tăng vì điện trở suất tăng.
- Điện từ trường: Vật dẫn tạo ra điện từ trường riêng khi có dòng điện chạy qua chúng, với từ trường vuông góc với điện trường. Trường điện từ bên ngoài có thể tạo ra từ trở, có thể làm chậm dòng điện.
- Tần số: Số chu kỳ dao động của dòng điện xoay chiều hoàn thành trong một giây là tần số của nó tính bằng hertz. Trên một mức nhất định, tần số cao có thể gây ra dòng điện chạy xung quanh một vật dẫn thay vì qua nó.
- Tạp chất: Thêm một tạp chất vào chất dẫn điện sẽ làm giảm độ dẫn điện của nó. Ví dụ như bạc bị oxy hóa không phải là chất dẫn điện tốt như bạc nguyên chất. Các tạp chất cản trở dòng điện tử.
- Tính chất của vật liệu dẫn điện: Tùy vật liệu đó có cấu trúc nguyên tử, độ tinh khiết và nhiệt độ nóng chảy của vật liệu đó mà độ dẫn điện sẽ khác nhau.
- Áp suất: Áp suất cũng có thể ảnh hưởng đến độ dẫn điện của một số vật liệu.
- Độ ẩm: Độ dẫn điện của vật liệu có thể thay đổi khi vật liệu bị ẩm hoặc bị khô.
Những kiến thức liên quan đến độ dẫn điện khác
1. Nước nguyên chất có dẫn điện không?
Nước nguyên chất không dẫn điện được vì nước nguyên chất không phân li thành ion và không có ion hóa.
2. Than chì có dẫn điện không?
Than chì có thể dẫn điện được vì cấu trúc nguyên tử của than chì cho phép các electron tự do di chuyển dễ dàng giữa các nguyên tử, tạo thành dòng electron để dẫn điện. Tuy nhiên, độ dẫn điện của than chì không cao nên nó chỉ được ứng dụng trong thí nghiệm.
3. Dung dịch dẫn điện tốt nhất là gì?
Dung dịch có độ dẫn điện tốt nhất là NaCl vì NaCl có thể phân li hoàn toàn thành ion Na+ và ion Cl- . Các dung dịch có độ dẫn điện tốt khác gồm KCl, MgSO4, NaOH, HCl.
4. Kim loại nào có độ dẫn điện kém nhất?
Kim loại có độ dẫn điện kém nhất là francium (Fr). Thường thì các nhóm kim loại kiềm, kiềm thổ có độ dẫn điện thấp nhất.
5. Inox có dẫn điện không?
Trong điều kiện bình thường inox là chất dẫn điện rất kém và nguồn điện truyền từ inox không ảnh hưởng đến cơ thể con người.
6. Hãy kể tên một số chất không dẫn điện được?
Các chất không dẫn điện được, không cho dòng điện truyền qua gồm cao su, gốm, sứ, đồ nhựa, silicon…
7. Nhôm có dẫn điện không?
Nhôm là một trong những kim loại dẫn điện tốt nhất thế giới, độ dẫn điện của nhôm chỉ thua 3 kim loại là bạc, vàng và đồng.
Kết luận: Đây là toàn bộ kiến thức về chủ đề chất nào dẫn điện tốt nhất? Nguyên nhân và các yếu tố ảnh hưởng đến độ dẫn điện.
