نوشته‌ها

مقایسه رسانایی الکتریکی مس نقره طلا و آلومینیوم(علوم چهارم ابتدایی)

مقایسه رسانایی الکتریکی مس نقره طلا و آلومینیوم
در تکنولوژی برق پر کاربردترین عناصر فلزات هستند. برای انتقال الکتریسیته از جایی به جای دیگر، از سیم های فلزی استفاده می شود. اما واقعاً فلزات چه خاصیتی دارند که برای نقل و انتقال جریان الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند؟ فلزات به علت ساختمان اتمی ویژه‏ای که دارند، خیلی خوب الکتریسیته را از خود عبور می ‏دهند و به همین علت به عنوان مواد رسانا شناخته می‏ شوند. در ااین قسمت ساختمان اتمی فلزات را مورد بررسی قرار خواهیم داد.
می‏ دانید که رسانایی یا نارسانایی یک ماده، بستگی به الکترونهای لایه ظرفیت آن ماده دارد. اگر الکترونهای لایه ظرفیت بتوانند انزژی لازم را از محیط دریافت کنند و به لایه هدایت بروند در آن صورت ماده، خاصیت رسانایی پیدا می‏ کند و می ‏تواند الکتریسیته را از خود عبور دهد. این الکترونها که به لایه هدایت راه پیدا کرده اند در واقع دیگر به اتم خاصی تعلق ندارند و می توانند در درون ماده آزادانه حرکت کنند و پیوسته از اتمی به اتمی دیگر منتقل شوند و به همین دلیل به آنها الکترون آزاد نیز گفته می شود. در واقع از آنجاییکه الکترونهای آزاد ناقل الکتریسیته هستند، میزان رسانائی اجسام بستگی به این دارد که در دمای طبیعی محیط چه تعداد الکترون آزاد در خود دارند. هر چه تعداد این الکترونهای آزاد بیشتر باشد توانایی جسم در هدایت الکتریسیته بیشتر خواهد بود.
در لایه ظرفیت فلزات، معمولاً ۱ تا ۳ الکترون وجود دارد و بقیه خانه های لایه ظرفیت خالی است. به دلیل فاصله زیاد الکترون‏ها از هسته، این الکترونها با گرفتن انرژی خیلی کمی می‏ توانند از اتم خود جدا شوند و به لایه هدایت بروند. در دمای معمولی، الکترونهای لایه ظرفیت فلزات، انرژی لازم را از محیط دریافت می‏ کنند. بنابراین در دمای محیط، تعداد زیادی الکترون در لایه هدایت فلزات وجود دارد. این الکترونها به راحتی می ‏توانند درون فلز حرکت کنند. زمانی که یک میدان الکتریکی به فلز اعمال شود، الکترونهای لایه هدایت می‏ توانند در امتداد فلز از قطب منفی به قطب مثبت حرکت کنند.