Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Hvort er gull eða silfur betri leiðari og hvað með kopar?

Spurningin í heild sinni hljóðaði svona:

Hvort er gull eða sifur betri leiðari? Er eðlisviðnám gulls minna en silfurs? Hver er svo samanburður við hinn ódýra kopar?

Ég geri ráð fyrir að hér sé átt við rafleiðni en ekki varmaleiðni.

Ef spenna er sett á leiðara þannig að annar endinn (skautið) er plús og hinn mínus, fara rafeindir á milli skautanna. Hversu mikið viðnám leiðarinn hefur gegn þessum straumi rafeinda er háð efninu sem leiðarinn er gerður úr. Eðlisviðnám r er skilgreint með jöfnunni

\[r = R\frac{A}{L}\]

Þar sem R er viðnám ákveðins leiðara með lengd L og þverskurðarflatarmál A. Einingin á eðlisviðnámi er Ohm\(\cdot\)m. Eðlisviðnám er því innri eiginleiki efnisins, en viðnámið R er eiginleiki ákveðins leiðara með ákveðna lengd og ákveðið þversnið. Eðlisleiðni σ er skilgreind sem \(σ = 1/r\).

Silfur er betri rafleiðari en gull og kopar.

Eðlisleiðni málma er vel þekkt. Kopar er mjög góður rafleiðari og til að einfalda samanburð milli málma skilgreinum við rafleiðni hjá hreinum kopar sem 100 (einingin er kölluð %IACS). Í töflunni eru tölur um eðlisleiðni og eðlismassa fyrir nokkra algenga málma við 20°C. Upplýsingarnar eru fyrir hreina málma en ekki málmblöndur.

Títan Stál Mg Ál Gull Kopar Silfur
Eðlisleiðni, %IACS 317 3963 69100 106
Eðlisleiðni/ρ, %IACS/ρ 0,7 2,1 22 23 3,6 11 10,1
Eðlismassi, ρ, g/cm3 4,5 7,9 1,7 2,7 19,3 8,9 10,5

Súluritið á mynd 1 sýnir þessar niðurstöður á myndrænu form. Við sjáum að silfur er besti rafleiðarinn og kopar sá næstbesti. Gull hefur mun minni rafleiðni en silfur og kopar. Versti rafleiðarinn á þessu lista er títan, með einungis 3% af leiðni kopars.

Mynd 1. Eðlisleiðni málma í einingunni %IACS.

Hér á Íslandi er rafmagn framleitt með vatnsafli eða jarðhita. Flytja þarf rafmagnið frá virkjunum til notenda og til þess þarf háspennulínur sem hengdar eru upp í há möstur. Þá vaknar spurningin, hvaða málmur gefur bestu leiðni miðað við massa. Til að átta okkur á því deilum við með eðlismassa í eðlisleiðni, sjá töflu. Þá fáum við stærð sem segir okkur, fyrir ákveðið rúmmál af leiðara, hve mikla leiðni við fáum fyrir hvert kíló af málminum. Þær niðurstöður eru sýndar á mynd 2. Þar sést að af öllum þessum málmum gefur ál mesta leiðni fyrir hvert kíló. Magnesín er örlítið lakari. Kopar og silfur eru einungis hálfdrættingar á við ál og magnesín. Ein afleiðing af þessu er að ál er notað í háspennulínur. Þær eru reyndar með stálkjarna til að gefa nægilegan styrk, en leiðarinn er úr áli.

Mynd 2. Eðlisleiðni deilt með eðlismassa.

Myndir:

Útgáfudagur

16.10.2018

Spyrjandi

Svanur Smárason

Höfundur

Birgir Jóhannesson

verkfræðingur

Tilvísun

Birgir Jóhannesson. „Hvort er gull eða silfur betri leiðari og hvað með kopar?“ Vísindavefurinn, 16. október 2018. Sótt 14. desember 2018. http://visindavefur.is/svar.php?id=20201.

Birgir Jóhannesson. (2018, 16. október). Hvort er gull eða silfur betri leiðari og hvað með kopar? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=20201

Birgir Jóhannesson. „Hvort er gull eða silfur betri leiðari og hvað með kopar?“ Vísindavefurinn. 16. okt. 2018. Vefsíða. 14. des. 2018. <http://visindavefur.is/svar.php?id=20201>.

Chicago | APA | MLA

Sendu inn spurningu
eða

Vísindadagatalið

Ólöf Guðný Geirsdóttir

1968

Ólöf Guðný Geirsdóttir er dósent í næringarfræði við Matvæla- og næringarfræðideild HÍ. Meginviðfangsefni hennar eru næringarástand aldraðra ásamt rannsóknum á áhrifum næringar á farsæla öldrun.