science >> Wetenschap >  >> Fysica

Copper Vs. Zilveren draadgeleidbaarheid


Elektrische bedrading is een sleutelcomponent in alles, van stroomopwekking, telecommunicatie, consumentenelektronica en zelfs het meest eenvoudige circuitwerk. De kern van elektrische draden zijn geleidende metalen waarmee elektriciteit van punt naar punt kan worden overgebracht: de meest geleidende van alle is zilver, op de voet gevolgd door koper. Maar ondanks de positie van zilver als het meest geleidende metaal op aarde, is koper de wereldwijde standaard in elektrisch werk. Hoewel zilverdraad een hogere geleidbaarheid heeft, zijn er nadelen aan het gebruik waardoor koperdraad in de meeste situaties de betere optie is.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Hoewel zilverdraad is ongeveer 7 procent meer geleidend dan een koperdraad van dezelfde lengte, zilver is een aanzienlijk zeldzamer metaal dan koper. In combinatie met de neiging van zilver om te oxideren en de efficiëntie als elektrische geleider te verliezen, maakt de relatief geringe toename van de geleidbaarheid koper een verstandiger optie in de meeste scenario's. Zilverdraad is echter over het algemeen gereserveerd voor meer gevoelige systemen en speciale elektronica waarbij hoge geleidbaarheid over een kleine afstand prioriteit heeft.
Geleidbaarheid Basics

Elektrische geleidbaarheid is de maatstaf voor hoe goed elektrische stroom door een gegeven stroomt materiaal. Hoe meer geleidend een bepaald materiaal is, hoe minder elektriciteit verloren gaat naarmate de stroom van punt naar punt gaat, wat een hoge geleidbaarheid cruciaal maakt voor draden die stroom voeren over aanzienlijke afstanden. Het wordt gemeten in eenheden van seimens per meter.
Zilver en koper Geleidbaarheid

Zilver en koper zijn de twee meest geleidende metalen die de mensheid kent, met goud op de derde plaats. De geleidbaarheid van zilver klokt in op 63 x 10 ^ 6 siemens /meter, ruwweg zeven procent hoger dan de geleidbaarheid van gegloeid koper, dat staat op 59 x 10 ^ 6 siemens /meter. Gemeten in ohm, is het verschil in weerstand (de hoeveelheid elektriciteit die verloren gaat als een stroom van punt A naar punt B door een materiaal reist) van 24-gauge, 1000 voet lange zilveren en koperdraad klein. De weerstand van de koperdraad is slechts 2 ohm hoger.
Oxidatie en metalen zeldzaamheid

Hoewel het verschil in de prestaties van zilver en koperdraad duidelijk is, zijn er enkele redenen dat koperdraad wordt gebruikt vaker dan zilver. Het meest opvallend is de overvloed aan koper in vergelijking met zilver. Er is aanzienlijk meer natuurlijk voorkomend koper dan zilver op aarde beschikbaar, waardoor het zeldzamere, beter presterende metaal aanzienlijk duurder is om te produceren. Zilver is ook meer vatbaar voor de effecten van oxidatie, met name in vochtige klimaten of zeer zure grond. Geleidende metalen (met de functionele uitzondering van goud) reageren op water, zuurstof en /of zwavel en breken na verloop van tijd af tot halfgeleiders, waardoor ze veel minder efficiënt worden in het verplaatsen van elektriciteit. Hoewel alle metaaldraden na verloop van tijd verslechteren, maakt de hoge degradatie van zilver in vergelijking met zijn kosten het een slechte bedradingsoptie in veel scenario's.
Gebruik van metalen

Als gevolg van de hogere kosten van zilver, zilverdraad en soldeer zijn een nicheproduct. Hoewel koper wordt gebruikt in draden, connectoren, gedrukte schakelingen en andere elektrische onderdelen in een aantal industrieën, wordt zilver over het algemeen gebruikt als component in speciale elektronica en gevoelige systemen, zoals schakelaars van industriële kwaliteit en autocontacten.