Elektriska ledningar är en viktig komponent i allt från kraftproduktion, telekommunikation, konsumentelektronik och till och med det enklaste kretsarbetet. I kärnan i elektriska ledningar finns ledande metaller som gör att el kan överföras från punkt till punkt: Den mest ledande av alla är silver, följt noggrant av koppar. Men trots silverens position som den mest ledande metallen på jorden, är koppar den globala standarden inom elektriskt arbete. Även om silvertråd har en högre konduktivitet, finns det nackdelar med att använda den som gör koppartråd till ett bättre alternativ i de flesta situationer.
TL; DR (för lång; läste inte) |
Men silvertråd är ungefär 7 procent mer ledande än en koppartråd av samma längd, silver är en betydligt sällsyntare metall än koppar. I kombination med silvers tendens att oxidera och förlora effektiviteten som en elektrisk ledare, gör den relativt ringa ökningen i konduktivitet koppar till ett mer förnuftigt alternativ i de flesta scenarier. Silvertråd är dock vanligtvis reserverad för mer känsliga system och specialelektronik där hög konduktivitet över ett litet avstånd prioriteras.
Konduktivitet Grunder |
Elektrisk konduktivitet är måttet på hur bra elektrisk ström flyter genom en given material. Ju mer ledande ett givet material är, desto mindre el kommer att gå förlorade när strömmen går från punkt till punkt, vilket gör hög konduktivitet avgörande för ledningar som transporterar ström över betydande avstånd. Det mäts i enheter av seimens per meter.
Silver och kopparledningsförmåga |
Silver och koppar är de två mest ledande metallerna som är kända för mänskligheten, med guld efterpå på tredje plats. Konduktiviteten hos silverklockor är 63 x 10 ^ 6 siemens /meter, ungefär sju procent högre än konduktiviteten för glödgat koppar, som står på 59 x 10 ^ 6 siemens /meter. Mätt i ohm är skillnaden i motstånd (mängden el som går förlorad när strömmen går från punkt A till punkt B genom ett material) på 24-gauge, 1000 fot lång silver- och koppartråd mindre. Koppartrådens motstånd är bara 2 ohm högre.
Oxidation och metallraaritet.
Även om skillnaden i prestanda för silver och koppartråd är tydlig, finns det några orsaker till att koppartråd används oftare än silver. Det mest anmärkningsvärda är mängden koppar jämfört med silver. Det finns betydligt mer naturligt förekommande koppar än silver på Jorden, vilket gör den sällsynta, högpresterande metallen betydligt dyrare att producera. Silver är också mer benäget för effekterna av oxidation, särskilt i fuktigt klimat eller mycket sura jordar. Konduktiva metaller (med funktionellt undantag för guld) reagerar på vatten, syre och /eller svavel och bryts ned över tiden till halvledare och blir mycket mindre effektiva i rörelse av elektricitet. Medan alla metalltrådar försämras över tiden, gör silverens höga nedbrytningshastighet jämfört med dess kostnader det till ett dåligt ledningsalternativ i många scenarier.
Metallanvändning
Som ett resultat av silverens högre kostnad, silvertråd och lödning är en nischprodukt. Medan koppar används i ledningar, kontakter, tryckta kretsar och andra elektriska delar i ett antal branscher, används silver vanligtvis som en komponent i specialelektronik och känsliga system, som brytare i industrikvalitet och bilkontakter.