الکترود

الکترود ماده‌ای رسانا است که از یک سو به بخش فلزی(مانند سیم مسی) و از سوی دیگر به بخش غیرفلزی (نیمه‌رسانا، الکترولیت یا خلأ) در یک مدار الکتریکی متصل می‌شود و بین آن‌ها ارتباط برقرار می‌کند.

مقایسه مس و سیم

مس و آلومینیوم هر دو بهترین هادی جریان الکتریسیته هستند و اغلب به عنوان هادی در سیم‌های الکتریکی استفاده می‌شوند. مس هادی بهتری نسبت به آلومینیوم است، ولی کابل‌های آلومینیومی کمی ارزان تر از کابل‌های مسی هستند و در ضمن قطر رشته‌های آلومینیومی باید بیشتر باشد. یکی از ویژگی‌های نامناسب آلومینیوم آن است که اکسید آن بر خلاف مس، عایق الکتریکی است. این ویژگی موجب گرم شدن بیش از حد و آتش‌سوزی درساختمان‌هایی شده که سیم آلومینیوم به‌طور نادرستی به اتصالات ثابت وصل گردیده و سبب سایش و خوردگی در مسیر عبور جریان شده‌است. مس به‌طور معمول درسیم‌هایی با قطر کوچکتر که در مدار‌های محلی درون ساختمان استفاده می‌شوند، کاربرد دارد و آلومینیوم برای سیم‌های با قطر بسیار بزرگ استفاده می‌شود.

 

 

رسانای مسی و خواص آن

مس از زمان اختراع آهنربای الکتریکی و تلگراف از دهه ۱۸۲۰م تا کنون در سیم کشی‌ها استفاده شده‌است.اختراع تلفن در سال ۱۸۷۶ تقاضای بیشتری برای سیم مسی به عنوان یک رسانای الکتریکی ایجاد کرد.

 

مس رسانای الکتریکی است و در بسیاری از دسته‌های سیم کشی برق مورد استفاده قرار می‌گیرد.سیم مسی درتولید برق، انتقال قدرت، توزیع برق، مخابرات، مدارالکترونیکی و انواع بی شماری تجهیزات الکتریکی استفاده می‌شود. مس و آلیاژهای آن نیز برای ایجاد اتصالات برقاستفاده می‌شوند. سیم کشی در ساختمان‌ها مهم‌ترین بازار برای صنعت مس است.تقریباً نیمی از کل مس تولید شده برای ساخت سیم‌های الکتریکی و کابل‌های سیم کشی استفاده می‌شود.

 

رسانش الکتریکی معیاری است که نشان می‌دهد که چقدر مواد توانایی حمل بار الکتریکی دارند. این یک ویژگی ضروری در سیم کشی سیستم‌های الکتریکی است. مس دارای بالاترین میزان هدایت الکتریکی تمام فلزات غیرگرانبها است: مقاومت الکتریکی مس = 16.78 nΩ • m در ۲۰ ° C است.

 

البته رسانایی مس بدون اکسیژن خالص (OFE) حدود ۱ درصد بیشتر (یعنی حداقل ۱۰۱ درصد IACS) است.

 

نظریه فلزات در حالت جامد آنهابه تعریف هدایت الکتریکی غیرمعمول مس کمک می‌کند. در یک اتم مس، ناحیه انرژی 4S یا لایهٔ ظرفیت و رسانش، نیمه پر است، بنابراین بسیاری از الکترونها قادر به حمل جریان الکتریکی هستند. وقتی یک میدان الکتریکی روی یک سیم مسی اعمال می‌شود، الکترون‌ها شتابی به سمت انتهایالکتروپازتیو می‌گیرند، بنابراین جریان ایجاد می‌شود. این الکترون‌ها در برابر برخورد با اتم‌های ناخالص، جابجایی، یون‌های شبکه و نواقص، مقاومت می‌کنند. میانگین فاصله بین برخوردها، که به عنوان " متوسط مسیر آزاد " تعریف شده‌است، به‌طور معکوس متناسب با مقاومت فلز است. آنچه در مورد مس منحصر به فرد است، طول عمر طولانیآن (حدود ۱۰۰ فاصله اتمی در دمای اتاق) است. این متوسط مسیر آزاد به محض سرد شدن مس افزایش میابد.

 

به علت رسانایی برتر آن، مس بازپخت شده معیاراستاندارد بین‌المللی برای مقایسه با همه رساناهای الکتریکی دیگر شده‌است. در سال ۱۹۱۳، کمیته بین‌المللی الکتروتکنیک، رسانش مس خالص از لحاظ تجاری را در استاندارد بین‌المللی مس بازپخت شدهٔ خودش تعریف کرد، که طبق آن100% IACS برابر با 58.0MS/m در دمای ۲۰ ° Cاست، کاهش آن با آهنگ ۰٫۳۹۳٪ / ° رخ می‌دهد. از آنجا که خلوص تجاری در طول قرن گذشته بهبود یافته‌است، رساناهای مسی مورد استفاده در ساخت سیم‌ها اغلب کمی بیش از استاندارد 100% IACS هستند.

 

مقاومت و رسانای الکتریکی

رسانایی الکتریکی به مفهوم قابلیت هدایت جریان الکتریکی در یک ماده، و یکای آن در سیستم استاندارد بین‌المللی واحد ها، زیمنس است. در بعضی از مواد، انتقال بار الکتریکی از نقطه ای از ماده به نقطه دیگر آن به آسانی صورت می‌گیرد و در بعضی چنین نیست. به عنوان مثال اگر سر یک سیم مسیرا به میلهٔ نایلونی باردار و سر دیگر آن را به یک گلوله چوب پنبه‌ای که در ابتدا بدون بار است، وصل کنیم، با نزدیک کردن اجسام باردار دیگر، معلوم می‌شود که گلوله باردار شده‌است؛ بنابراین سیم مسی که در آن انتقال بار صورت می‌گیرد، رسانا است.