Thứ tự kim loại dẫn điện tốt nhất (giải thích chi tiết)

Hầu hết các kim loại đều có tính dẫn điện, vậy bạn có từng thắc mắc đâu là kim loại dẫn điện tốt nhất?. Hãy cùng M5s News khám phá top 10 chất dẫn điện hiệu quả nhất và những thông tin liên quan qua bài viết dưới đây nhé!

1. Top 10 kim loại dẫn điện tốt nhất theo thứ tự giảm dần

Vì kích thước và hình dạng của kim loại cũng làm ảnh hưởng đến độ dẫn điện nên danh sách này giả định rằng tất cả các chất đều có cùng kích thước. Dưới đây là top 10 kim loại có khả năng dẫn điện tốt nhất theo thứ tự giảm dần:

1. Bạc (Ag)

Bạc là chất dẫn điện tốt nhất vì nó chứa nhiều nguyên tử electron tự do. Bạc có nguyên tử khối là 108, với đặc tính dễ uốn dẻo, dễ thay đổi hình dạng, bạc được ứng dụng rộng rãi trong việc tráng gương, làm đồ trang sức, đúc tiền, sản xuất phim ảnh,...Tuy nhiên, bạc không được dùng nhiều để làm chất dẫn điện bởi giá thành cao.

2. Đồng (Cu)

Đồng dẫn điện kém hơn bạc nhưng rẻ hơn và thường được ứng dụng trong sản xuất dây điện, lớp mạ, đồ dùng gia dụng. Đồng là một kim loại mềm và dễ uốn vì vậy nó được sử dụng để làm chất dẫn điện phổ biến nhất hiện nay.

3. Vàng (Au)

Được biết đến với công dụng làm đồ trang sức, vàng cũng được xem là một trong những kim loại dẫn điện tốt nhất. Mặc dù vàng là một chất dẫn điện tốt và không bị xỉn màu khi tiếp xúc với không khí, nhưng giá thành quá cao để sử dụng rộng rãi.

4. Nhôm (Al)

Kim loại tiếp theo đó là chính nhôm. Nhôm có tính chất mềm, dễ uốn và có nhiệt độ nóng chảy cao nên được ứng dụng trong hệ thống dây và cáp điện, các công trình kiến trúc như mái nhà, lá cách nhiệt, cửa sổ,...

5. Natri (Na)

Nằm trong top 5 kim loại dẫn điện tốt nhất đó là Natri, thuộc nhóm kim loại kiềm. Tuy nhiên chất này không thể sử dụng trong dây điện như đồng hay nhôm được bởi natri có thể phản ứng với oxy trong không khí và bắt lửa. Bên cạnh đó, nhiệt độ nóng chảy của Na rất thấp nên không thể sử dụng ở nhiệt độ cao.

Ứng dụng rộng rãi nhất của natri dùng để làm chất xúc tác chế tạo cao su nhân tạo, đèn hơi, làm xà phòng,...

6. Wolfram (W)

Wolfram không dẫn điện ở điều kiện nhiệt độ bình thường. Độ dẫn điện của vonfram phụ thuộc vào nhiệt độ nên chỉ có thể dẫn điện ở nhiệt độ cao.

Wolfram chủ yếu được sử dụng trong dây tóc bóng đèn, sản xuất hợp kim dùng trong xây dựng và khai thác mỏ, cũng như trong gia công kim loại và máy móc.

7. Đồng thau (CuZn)

Thành phần chính của đồng thau là đồng và kẽm. Miễn là đồng thau chứa 70% đồng, đây là chất dẫn điện tốt. Trong thành phần càng có nhiều kẽm, đồng thau càng dẫn điện kém.

Đồng thau có tính chất dễ uốn và có màu vàng rực rỡ vì thế được ưa chuộng để làm đồ dùng trang trí nhà cửa như tay nắm cửa và đèn, quạt và đồ trang sức, nhạc cụ,...

8. Sắt (Fe)

Sắt là chất dẫn điện tốt nhưng không phải là chất dẫn điện tốt nhất. Sắt được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất các dụng cụ và thiết bị điện tử như dụng cụ bằng gang và thép được sử dụng để nấu thức ăn trong lò, bàn là, máy duỗi tóc,...

9. Crôm (Cr)

Crom là kim loại cứng, sáng bóng, có màu trắng bạc và rất hiếm gặp trong tự nhiên. Nó không được coi là chất dẫn điện tốt so với bạc, đồng và các kim loại khác nhưng nó dẫn điện khá tốt. Khi được đánh bóng, Crôm có bề mặt sáng bóng nên được sử dụng để mạ các kim loại khác, làm thép không gỉ, tráng gương,...

10. Chì (Pb)

Chì là kim loại có thể dẫn điện tuy nhiên khi chì khi tiếp xúc với không khí sẽ tạo thành oxit chì, khiến hiệu quả dẫn điện kém đi. Chì vẫn được sử dụng rộng rãi để chế tạo sơn và đường ống chống ăn mòn hoặc trong bình ắc quy ô tô và để hàn các bộ phận của thiết bị điện.

2. Độ dẫn điện là gì?

Theo wikipedia, độ dẫn điện là thông số thể hiện khả năng dẫn điện của chất. Mỗi vật liệu sẽ có độ dẫn điện khác nhau, mức độ này phụ thuộc vào khả năng dòng điện chạy qua chúng.

Độ dẫn điện được biểu thị bằng ký hiệu σ và có đơn vị theo hệ đo lường SI là siemens trên mét (S/m) và là đơn vị nghịch đảo của điện trở suất.

Ta có: σ=1/ρ

Trong đó:

• σ là độ dẫn điện (điện dẫn suất) (S/m)
• ρ là điện trở suất (Ω.m)

Vậy chất dẫn điện là gì?

Chất dẫn điện (còn được gọi là vật liệu dẫn điện), đây là những chất cho phép các electron di chuyển tự do bên trong chúng hay nói cách khác là chất có thể dẫn điện dễ dàng.

Trong đó, kim loại được xem là chất có khả năng dẫn điện tốt, được con người ứng dụng nhiều nhất hiện nay.

3. Vì sao kim loại dẫn điện tốt nhất?

Kim loại có tính dẫn điện tốt nhất vì sự hiện diện của các electron tự do trong nó giúp tạo nên các liên kết kim loại từ đó có khả năng dẫn điện tốt.

Cụ thể hơn, trong liên kết kim loại, các nguyên tử của kim loại được bao quanh bởi các electron tự do. Các electron này cho phép kim loại dẫn điện và di chuyển tự do giữa các ion.

Hầu hết các kim loại đều có thể dẫn điện tuy nhiên. Trong đó, bạc là kim loại có tính dẫn điện tốt nhất từng được con người phát hiện. Tuy nhiên, không phải lúc nào việc ứng dụng bạc cũng thực tế do chi phí cao.

Đồng dẫn điện kém hơn bạc nhưng rẻ hơn và chống ăn mòn tốt hơn nên được sử dụng làm chất dẫn điện trong nhiều thiết bị gia dụng hiện nay.

>>Xem thêm Các hiện tượng vật lý thú vị trong đời sống

4. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ dẫn điện của kim loại

Độ dẫn điện không phải là hằng số, về bản chất chỉ số này luôn thay đổi ở những chất dẫn điện khác nhau do các yếu tố bên trong và bên ngoài. Một số yếu tố ảnh hưởng đáng kể đến độ dẫn điện của kim loại như:

Nhiệt độ

Khi nhiệt độ càng tăng, tốc độ dao động của ion dương trong kim loại càng lớn, từ đó làm cản trở chuyển động của các electron tự do khiến độ dẫn điện giảm. Hiệu ứng này thường được quan sát trong các thiết bị điện và đường truyền, chính vì thế, các thiết bị điện tử có công suất lớn thường đi kèm với cơ chế làm mát giúp giữ nhiệt độ của dây dẫn ở mức không đổi nhằm đảm bảo hiệu quả dẫn điện.

Tạp chất

Các tạp chất cũng có thể ảnh hưởng đến tính dẫn điện của kim loại. Tạp chất bên trong kim loại xuất hiện do nhiễm bẩn tự nhiên hoặc do lỗi sản xuất. Chúng cản trở dòng điện trong dây dẫn, làm giảm mức độ dẫn điện.

Ví dụ, vàng nguyên chất có tính dẫn điện rất mạnh, nhưng việc thêm một lượng nhỏ tạp chất, như đồng hoặc bạc, có thể làm giảm tính dẫn điện của nó.

Điện từ trường

Điện từ trường có mặt ở mọi nơi trong môi trường xung quanh và có tác động đến tính chất dẫn điện của vật dẫn nếu trường điện từ có cường độ đủ mạnh.

Tóm lại, độ dẫn điện của kim loại bị ảnh hưởng đáng kể bởi nhiệt độ và tạp chất, cũng như các yếu tố khác như điện từ trường và áp suất. Việc nắm rõ các yếu tố ảnh hưởng này rất quan trọng nhằm tối ưu hóa hiệu quả trong một số ứng dụng của kim loại. Vậy kim loại nào dẫn điện tốt nhất?

5. Kim loại nào dẫn điện kém nhất?

Kim loại dẫn điện kém nhất là Franxi (Fr), có khối lượng nguyên tử là 223, thuộc nhóm kim loại kiềm. Nó chỉ tồn tại ở dạng phóng xạ tồn tại trong thời gian ngắn. Cho đến ngày nay, Franxi không có vai trò sinh học nào và không được sử dụng thương mại do tính phóng xạ của nó.

Bài viết vừa rồi M5s News đã chia sẻ đến các bạn top 10 kim loại dẫn điện tốt nhất hiện nay. Nếu bạn còn bất cứ thắc mắc về chủ đề nào, hãy bình luận bên dưới cho chúng mình biết nhé!