“Miks juhivad metallid hästi elektrit”
Metallid on olulised materjalid paljude tehnoloogiate jaoks. Aga miks nad juhivad elektrit nii hästi? Käesolevas artiklis uurime metallide juhtivuse põhjuseid ja kuidas see mõjutab meie igapäevaelu.
Metallide selgitamine
Metallid on elementide rühm, millel on mitmeid unikaalseid omadusi. Üks nende omadustest on kristallvõre struktuur, mis moodustub molekulide kihistumisel. Iga metallelement koosneb aatomitest, millel on vabad elektronid. Need vabad elektronid on need, mis võimaldavad metallil juhtida elektrit ja soojusenergiat.
Metallide juhtivus
Metallid juhivad elektrit ja soojusenergiat nende vabadest elektronidest osana. Elektronide suur hulk näitab, et elektrivool saab vabalt liikuda metalli läbi ja see juhib elektrit. Vastupidiselt metallile on teistel ainetel valitud elektronid seotud molekulaarselt, mistõttu nad ei suuda elektrit juhtida.
Metallide elektronide vabade osakeste hulk
Metallides on suur hulk vabu elektrone, mis on üks põhjus, miks nad juhivad elektrivoolu. Vabad elektronid täidavad metalli tühikuid, mida ma nimetan punktideks, ühtlaselt. Kui vooluallikas rakendatakse metallile, liiguvad vabad elektronid vooluahelas. See liikumine annab metallile juhtivuse. Komplekssetes metallides, nagu messingen, võib vabade elektronide arv olla aatomite arvuga võrreldes väiksem.
Elektronid liiguvad
Elektronidel on negatiivne laeng ning nad soovivad võimalikult vähe kokku puutuda positiivsete aatomitega. Seega liiguvad nad mööda metalli osakeste võrevõrgustikku, kust nad leidsid oksüdeerumise piiri. See võimaldab neil vabalt liikuda metallikindluskäigu kaudu.
Metallikindlusega seotud nähtused
Metalli juhtivus on seotud kahe elektriväljalise nähtusega, milleks on elektrisähvatus ja magnetväljad. Metalli juhtivus võimaldab elektrivoolu tekkida magnetvälja põhjustatud induktsiooni tõttu. See tähendab, et metalli alumiiniumjuhi magnetväljas võib tekitada elektrivoolu. Elektrivoolu tekkimine on aga omavahel seotud vabade elektronidega ning elektronide liikumisega metalli osakestes.
Metallide kasutamine
Metalle kasutatakse laialdaselt tööstuses ja tehnoloogias. Näiteks kasutatakse vasktraadi valmistamisel vaski tänu sellele, et see on hea elektrijuht. Samuti kasutatakse hõbedat väikeste elektrooniliste detailide jaoks, kuna see on üks parimaid elektrijuhtivusi metallidest. Alumiiniumi kasutatakse elektrikaabli valmistamisel, kuna selle elektrijuhtivuse ja kerguse tõttu on see vajalik.
Järeldus
Metallid on oma keemilise elemendi poolest ainulaadsed materjalid. Nende kristallvõre struktuur, vabad elektronid ning loodud tõmbejõud võimaldavad neil olla tõhusad juhtivad materjalid. Neid materjale kasutatakse tehnoloogia erinevates elementides, kuna need aitavad tagada, et vool liiguks nende läbi ühtlaselt, kiiresti ja efektiivselt. Metallid pakuvad lahendusi, mis muudavad meie elu lihtsamaks ja tõhusamaks ning on kindlasti olulised meie igapäevaelus.