Cùng với vai trò ngày càng quan trọng của điện thì các chất dẫn điện cũng ngày càng được quan tâm hơn. Bài viết này sẽ chia sẻ với các bạn đọc về các chất dẫn điện tốt nhất hiện nay? Điều gì khiến ảnh hưởng đến khả năng dẫn điện của các chất? Vì sao kim loại có thể dẫn được điện? Tính dẫn điện của kim loại có được do đâu?
1. Chất dẫn điện là gì?
Dẫn điện là đặc trưng của một môi trường cho phép sự dịch chuyển của các hạt mang điện qua nó khi các hạt dẫn điện bị tác động bởi yếu tố bên ngoài.
Chất dẫn điện là một chất cho phép dòng điện chạy qua nó theo một hay nhiều hướng. Chất dẫn điện có thể là kim loại, dung dịch chất điện li, hay nước… Tuy nhiên tính dẫn điện của kim loại khác với chất điện li.
2. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng dẫn điện của kim loại
Kim loại là chất dẫn điện tốt nhất, và được sử dụng rộng rãi với mục đích trên. Do đó, ta cần xem xét đến các yếu tố có thể ảnh hưởng đến độ dẫn điện của nó. Các yếu tố đó là:
- Nhiệt độ: Ở nhiệt độ càng cao thì tính dẫn điện của kim loại càng giảm do ở nhiệt độ càng cao các ion dương dao động mạnh làm cản trở sự chuyển động của các electron.
- Độ tinh khiết: Kim loại có pha tạp chất không dẫn điện tốt bằng kim loại nguyên chất.
- Kích thước, hình dạng: Yếu tố này gây ảnh hưởng tới điện trở suất của kim loại do đó làm ảnh hưởng tới tính dẫn diện của kim loại.
3. Vì sao kim loại có thể dẫn điện?
Tương tự đa số các nguyên tử và nguyên tố khác, các tính chất của kim loại là do số lượng proton và electron trong hạt nhân của chúng và tính dẫn điệm của kim loại cũng thế. Trong nguyên tử của các nguyên tố kim loại đa số đều có khá ít electron lớp ngoài cùng (1 hoặc 2 hoặc 3 electron).
Vì số lượng thấp nên sự liên kết của các electron này với hạt nhân của kim loại rất yếu. Do đó chúng có thể dễ dàng bị đẩy khỏi nguyên tử kim loại và tự chúng hình thành các electron tự do dịch chuyển bên trong kim loại.
Khi ta cho dòng điện chạy qua kim loại, những electron chuyển động tự do trong kim loại sẽ di chuyển thành dòng có hướng từ cực âm đến cực dương tạo thành dòng điện. Do đó kim loại có tính chất dẫn điện, và tính dẫn điện của kim loại khá tốt. Có thể nói kim loại là chất dẫn điện tốt nhất hiện nay.
4. Các chất dẫn điện tốt nhất hiện nay
Các chất dẫn điện có thể là kim loại hay các dung dịch chất điện phân, nước,… Tuy nhiên thì chất dẫn điện tốt nhất vẫn là kim loại vì:
- Sự có mặt của các electron tự do trong kim loại lớn hơn so với số lượng các eletron có trong dung dịch chất điện phân.
- Trong dung dịch điện phân các hạt mang điện là các ion, chúng có khối lượng và kich thước lớn hơn các electron, do đó tốc độ di chuyển và điều hướng của chúng không được bằng electron.
- Môi trường dung dịch chất điện phân thường mất chất tự nên sự cản trở các ion mang điện của chúng lớn hơn so với các electron trong kim loại.
Theo thứ tự từ cao xuống thấp, 4 kim loại là chất dẫn điện tốt nhất: Bạc, đồng, vàng, nhôm.
4.1 Bạc (Ag)
- Tính dẫn điện của kim loại: Tốt nhất
- Đặc điểm: Mền, dẻo, dễ uốn, dát mỏng
- Ứng dụng trong đời sống: Mặc dù là chất dẫn điện tốt nhất, nhưng do giá cả cao và sự khan hiếm của nó mà kim loại bạc hiếm khi được sử dung trong lĩnh vực điện. Tuy nhiên thì bạc lại được ứng dụng rất nhiều trong việc chế tạo đồ trang sức, trong phim ảnh (bạc nitrat). Bên cạnh đó nó được ứng dụng trong các sản phẩm điện và điện tử; các loại gương có tính phản xạ cao;…
4.2 Đồng (Cu)
- Tính dẫn điện của kim loại: Tốt thứ hai
- Đặc điểm: Tính dẻo cao, dễ uốn mỏng, dát mỏng, độ cứng thấp.
- Ứng dụng trong đời sống: Do có tính dẫn điện cao, sự phổ biến, giá cả hợp lý 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,…
4.3 Vàng (Au)
- Tính dẫn điện của kim loại: Tốt thứ ba
- Đặc điểm: Là kim loại dễ uốn nhất, mềm nên thường được trộn với các hợp chất khác để cho nó cứng hơn, dẫn nhiệt tốt, không bị oxi hóa bởi không khí.
- Ứng dụng trong đời sống: Vàng có giá thành rất cao và khan hiếm nên việc các ứng dụng nó vào trong lĩnh vực điện lực thường không có hoặc có rất ít. Thay vào đó nó thường được dùng để chế tạo trang sức, ngày nay thì nó còn được dùng để trang trí thực phẩm dưới dạng lá vàng hoặc vảy vàng. Ứng dụng quan trọng nhất của vàng có lẽ là nó được sử dụng để trao đổi rộng rãi trên thế giới như một hình thức tiền tệ. Bên cạnh đó thì vàng cũng được ứng dụng trong các lĩnh vực công nghệ, y học,…
4.4 Nhôm (Al)
- Tính dẫn điện của kim loại: Tốt thứ tư
- Đặc điểm: Mềm (đứng thứ hai), dẻo, dễ uốn, nhẹ, dễ bị oxi hóa khi tiếp xúc với không khí nên có khả năng chống ăn mòn cao (nhờ lớp oxit bảo vệ), là kim loại phổ biến thứ ba trong vỏ Trái Đất.
- Ứng dụng trong đời sống: Nhôm nhẹ hơn đồng và có tính dẫn điện tốt nên nó thường được ứng dụng để là dây dẫn điện cao thế nhằm tiết kiệm chi phí. Bên cạnh đó hợp kim nhôm còn có vai trò quan trọng trong lĩnh vực hàng không và giao thông vận tải,…Nhôm được sử dụng để sản xuất các vật dụng trong gia đình (xoong, chảo, cửa,…).
Như vậy qua bài viết này, vimi.com đã chia sẻ đến bạn đọc top 4 chất dẫn điện tốt nhất hiện nay, cũng như tại sao kim loại có tính dẫn điện. Rất mong có thể nhận được sự góp ý từ bạn mọi người để hoàn thiện, cũng như sửa chữa các lỗi mà chúng tôi có thể mắc phải.
