Классификация и основные свойства проводниковых материалов

В качестве проводников электрического тока могут быть использованы как твердые тела, так и жидкие, а при соответствующих условиях и газы. Важнейшими, практически применяемыми в электротехнике твердыми проводниковыми материалами являются металлы и их сплавы. Из металлически проводниковых материалов могут быть выделены металлы высокой проводимости, при нормальной температуре удельное сопротивление не более 0,05 мкОм*м и сплавы высокого сопротивления удельное сопротивление не менее 0,3 мкОм*м. Металлы высокой проводимости используются для проводов, токопроводящих жил кабелей, обмоток электрических машин, трансформаторов и т. п. Металлы и сплавы высокого сопротивления применяются для изготовления резисторов, электронагревательных приборов, нитей ламп накаливания и т. п. Особый интерес представляют обладающие чрезвычайно малым удельным сопротивлением при весьма низких (криогенных) температурах материалов — сверхпроводники и криопроводники.

К жидким проводникам относятся расплавленные металлы, для большинства металлов температура плавления высока, только ртуть имеющая t0 плавления -390С может быть использована в качестве жидкого металлического проводника при нормальной температуре. Другие металлы являются жидкими проводниками при повышенной температуре.

Механизм прохождения тока в металлах — как в твердом, так и в жидком состоянии — обусловлен движением (дрейфом) свободных электронов под воздействием электрического поля, поэтому металлы называют проводниками с электронной электропроводностью.

Все газы и пары, в том числе пары металлов при пониженных напряженностях электрического поля не являются проводниками. Однако, если напряженность поля превысит некоторое критическое значение, обеспечивающее начало ударной и фотоионизации, то газ может стать проводником с электронной и ионной проводимостью. Сильно ионизированный газ при равенстве числа электронов числу положительных ионов в единице объема представляет собой особую проводящую среду, носящую название плазмы.