Vilka ämnen leder ström bra
Metallers elektriska ledningsförmåga
För att den här lampan bör lysa behöver den ström. Till modell från ett batteri. Strömmen måste behärska ta sig från batteriet till lampan. Vi behöver något som kan leda elektricitet. Som de här trådarna från koppar.
Nu går det ström ifrån batteriet, till lampan och tillbaka igen. Strömmen består av elektroner som rör sig genom trådarna. Om vi byter ut koppartrådarna mot aluminiumfolie… lyser lampan också. Och det fungerar med ståltrådar, och silvertrådar, och guldtrådar… men då blir det en väldigt dyr belysning. Vilken metall vi än provar tillsammans, kommer lampan att lysa.
Alla metaller leder ström. Varför är det så? Det har att göra med metallernas atomer. Alla atomer har en atomkärna, omgiven av elektroner i olika elektronskal. I en metall kommer atomerna släppa ifrån sig elektronerna i det yttersta elektronskalet.
Elektronerna som släppts iväg gård omkring i metallen åt alla olika håll – de är fria elektroner. Nu ska vi koppla metallen mot
Skriv ut & Info om sidan
Ledare/isolatorer
En elektrisk ledare är något som gör detta möjligt för strömmen att röra sig från minuspol till pluspol. Vanligtvis existerar det en metalltråd inuti ett plastskal.
Foto: magnola / Shutterstock
En elektrisk ledare måste vara bra vid att leda elektricitet och därför existerar metaller bäst. De metaller som leder elektricitet bäst är silver, koppar samt guld. I vanliga elledningar används koppar.
När en ledare används är det viktigt att det inte blir stora förluster av ström. Med förluster menas för att den elektriska energin omvandlas till värmeenergi. Det sker alltid en omvandling dock den bör vara så liten liksom möjligt.
Följande saker avgör hur bra enstaka ledare är:
- Materialet. Ledaren ska helst existera av metallerna silver, koppar eller guld.
- Tjockleken. Stor diameter på ledaren är förbättrad än en liten diameter.
- Längden. En vykort ledare ger lägre förluster.
- Temperaturen. Lägre temperatur ger bättre ledningsförmåga.
Ett ämne som ej led
Svar av Torbjörn Carlberg, professor i materialteknik, Mittuniversitetet
Elektronerna runt en atom är strukturerade i olika energinivåer som ibland kallas skal. Det stämmer att det existerar elektronerna i det yttersta skalet, dem så kallade valenselektronerna, som står på grund av ledningsegenskaperna, och det stämmer att aluminium har fler valenselektroner än silver. Ändå är silver en mycket bättre chef. Det beror på att det ej är antalet valenselektroner som är kritisk för ledningsförmågan, utan atomernas elektronstruktur.
Fråga enstaka forskare
När strömmen slås på i enstaka metalledning lyfts en liten del från valenselektronerna till en högre energinivå var de blir fria att röra sig. Hur bra metallen leder ström beror på hur lätt detta lyft sker, vilket i sin tur beror vid hur tätt nivåerna ligger i detta yttersta skalet och hur många nivåer som finns tillgängliga. God ledningsförmåga existerar en av de egenskaper som definierar metaller. Deras valenselektroner kan alltså enkel lyftas till högre energi
Isolatorer och ledare
Elektricitet har med laddning att utföra och laddning kan vara positiv, alternativt negativ. Laddade partiklar vill alltid artikel i balans, så att det finns lika mycket positiv som negativ laddning där de är och när detta inte är balans, så längtar dem intensivt efter att få det.
Den på denna plats längtan mellan negativ och positiv laddning; det är den elektro-magnetiska kraften, liksom drar i de laddade partiklarna.
En elektron är en laddad partikel med enstaka negativ laddning. Och när vi pratar om elektricitet så är just elektronen den laddade partikel vi bryr oss mest om. Området till vänster inom bilden har negativ laddning — en överskott på elektroner.
Och till höger, en område med positiv laddning — en underskott på elektroner, så att protonerna är i majoritet. Protonerna dras mot elektronerna, men de sitter hårt fast och kan inte ta vägen nånstans.
Elektronerna å sin sida, känner av protonerna och längtar efter att ta sig dit. De här elektronerna sitter ej