
【化】 electronic conductor; metallic conductor
金属导体(metallic conductor)指由金属材料构成、能够高效传输电流的导电介质。其核心特性源于金属原子最外层电子的离域性,形成自由电子云。根据《牛津物理学术语词典》定义,金属导体的导电机制遵循欧姆定律:
$$ V = I cdot R $$
其中V为电压,I为电流,R为材料电阻。
常见金属导体包含铜(导电率5.96×10⁷ S/m)、银(6.30×10⁷ S/m)和铝(3.50×10⁷ S/m),这些数据源自国际材料测试协会ASTM B193标准。在工程应用中,导体的选择需综合考虑电导率、机械强度及成本因素,如电力传输多采用铜铝复合导线,此实践规范被IEEE 835-2022收录。
从原子结构分析,《固体物理学导论》指出金属晶格中的阳离子阵列与自由电子气共同作用,形成导电载流子系统,这一理论模型由德鲁德-索末菲方程量化描述。温度对导体性能的影响表现为电阻率随温度升高呈线性增长,其温度系数α的测量方法详见IEC 60028国际标准。
金属导体是指能够高效传导电流和热能的金属材料,其导电性源于独特的原子结构和自由电子特性。以下是详细解释:
金属原子最外层电子(价电子)与原子核结合较弱,在金属内部形成「自由电子云」。这些自由电子可在金属晶格中自由移动。当施加电压时,电子定向流动形成电流。
金属 | 电导率(% IACS) | 典型应用场景 |
---|---|---|
银 | 105 | 精密电子触点 |
铜 | 100 | 电线、电缆 |
金 | 70 | 芯片键合线 |
铝 | 61 | 高压输电线 |
电阻率随温度升高而增大,遵循公式:
$$
rho = rho_0[1 + alpha(T - T_0)]
$$
其中$alpha$为电阻温度系数(铜约0.0039/℃)。
注:金属导体与半导体(如硅)、绝缘体(如橡胶)的主要区别在于自由电子浓度和能带结构差异。
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