رسانایی الکتریکی به زبان ساده و میزان رسانایی 100 ماده مختلف

رسانایی الکتریکی (Electrical Conductivity) یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های مواد است که تعیین می‌کند چقدر خوب می‌توانند جریان الکتریسیته را هدایت کنند. این خاصیت برای طراحی و انتخاب سیم‌ها، قطعات الکترونیکی، تجهیزات صنعتی و بسیاری از کاربردهای دیگر اهمیت حیاتی دارد.

در این مقاله، ابتدا تعریف ساده‌ای از رسانایی الکتریکی ارائه می‌کنیم، سپس به فاکتورهای مؤثر بر رسانایی می‌پردازیم و در نهایت جدول کامل رسانایی 100 ماده را برای شما آماده کرده‌ایم.

رسانایی الکتریکی چیست؟

رسانایی الکتریکی میزان توانایی یک ماده در انتقال جریان الکتریکی است. این ویژگی معمولاً با نماد σ (سیگما) یا κ (کاپا) نشان داده می‌شود و واحد آن زیمنس بر متر (S/m) است.
هرچه رسانایی یک ماده بالاتر باشد، جریان برق با مقاومت کمتری از آن عبور می‌کند.

فرمول ساده:

$\sigma = \frac{1}{\rho}$

که در آن:

$\sigma$ = رسانایی الکتریکی
$\rho$ = مقاومت ویژه الکتریکی (اهم متر)

عوامل مؤثر بر رسانایی مواد

دما: معمولاً با افزایش دما، رسانایی فلزات کاهش می‌یابد ولی در برخی نیمه‌هادی‌ها افزایش می‌یابد.
ساختار بلوری: مواد با آرایش بلوری منظم، رسانایی بهتری دارند.
آلودگی و ناخالصی: وجود ناخالصی‌ها می‌تواند رسانایی را کم کند.
نوع ماده: فلزات رسانایی بالایی دارند، در حالی که عایق‌ها رسانایی بسیار پایین دارند.

جدول کامل رسانایی الکتریکی 100 ماده

ردیف	نام ماده	رسانایی الکتریکی (S/m)	نوع ماده	کاربرد مهم	توضیح کوتاه
1	نقره (Ag)	6.30×10^7	رسانا	اتصالات الکتریکی	بالاترین رسانایی فلزی
2	مس (Cu)	5.96×10^7	رسانا	سیم‌کشی برق	مقاوم و مقرون‌به‌صرفه
3	طلا (Au)	4.10×10^7	رسانا	کانکتورهای حساس	مقاوم در برابر خوردگی
4	آلومینیوم (Al)	3.77×10^7	رسانا	خطوط انتقال نیرو	سبک‌وزن و ارزان
5	کلسیم (Ca)	2.98×10^7	رسانا	صنایع آلیاژ	فلز نرم و فعال
6	تنگستن (W)	1.79×10^7	رسانا	رشته لامپ‌ها	مقاوم در برابر حرارت
7	روی (Zn)	1.69×10^7	رسانا	گالوانیزه کردن	ضدزنگ عالی
8	نیکل (Ni)	1.43×10^7	رسانا	آلیاژسازی	مقاوم در برابر خوردگی
9	آهن (Fe)	1.00×10^7	رسانا	ساختارهای فلزی	مستحکم و فراوان
10	پلاتین (Pt)	9.43×10^6	رسانا	سنسورها	مقاوم در برابر حرارت
11	استیل ضدزنگ	1.45×10^6	نیمه‌رسانا	سازه‌های صنعتی	مقاوم و سخت
12	سیلیکون خالص (Si)	2.52×10^-4	نیمه‌رسانا	تولید چیپ‌ها	رسانایی قابل‌کنترل
13	ژرمانیوم (Ge)	2.17	نیمه‌رسانا	سنسورها	کارایی در مادون قرمز
14	کربن گرافیت	3×10^4	رسانا	الکترودها	رسانایی خوب و روانکاری
15	سرب (Pb)	4.55×10^6	رسانا	باتری خودرو	نرم و سمی
16	کبالت (Co)	1.67×10^7	رسانا	باتری‌های لیتیوم	مغناطیسی قوی
17	برنج	1.59×10^7	رسانا	اتصالات	آلیاژ مس و روی
18	برنز	1.57×10^7	رسانا	سازه‌های مقاوم	آلیاژ مس و قلع
19	قلع (Sn)	9.17×10^6	رسانا	لحیم‌کاری	نقطه ذوب پایین
20	آنتیموان (Sb)	2.88×10^6	نیمه‌رسانا	آلیاژسازی	افزایش سختی فلزات
21	سولفید نقره	10^-3	نیمه‌رسانا	سلول‌های خورشیدی	نیمه‌رسانای طبیعی
22	تیتانیوم (Ti)	2.38×10^6	رسانا	هوافضا	سبک‌وزن و مقاوم
23	لیتیم (Li)	1.08×10^7	رسانا	باتری‌های شارژی	سبک‌ترین فلز
24	بیسموت (Bi)	7.70×10^5	نیمه‌رسانا	ترموالکتریک	کم‌رسانا
25	کادمیم (Cd)	1.46×10^7	رسانا	باتری‌های NiCd	سمی و رسانا
26	نقره کلرید	0.001	جامد	سلول‌های مرجع الکتروشیمی	رسانایی کم، پایداری شیمیایی خوب
27	تنگستن	1.79 × 10⁷	فلز	لامپ‌های رشته‌ای	مقاومت بالا در دمای زیاد
28	فسفر سیاه	1.5	جامد نیمه‌هادی	تحقیقات نانوالکترونیک	هدایت الکتریکی ضعیف
29	بیسموت	8.7 × 10⁵	فلز	سنسورهای حرارتی	مقاومت زیاد نسبت به دیگر فلزات
30	گرافیت	1.0 × 10⁵	کربن	الکترودها، برس موتور	رسانای خوب در حالت جامد
31	آلومینیوم اکسید	10⁻¹⁴	سرامیک	عایق الکتریکی	یکی از بهترین عایق‌ها
32	کاربید سیلیکون	10⁻⁸	سرامیک	دیودها، الکترونیک قدرت	مقاومت زیاد در برابر حرارت
33	سولفید سرب	10⁻²	نیمه‌هادی	سلول‌های خورشیدی اولیه	رسانایی ضعیف
34	آنتیموان	3.3 × 10⁵	فلز	آلیاژسازی، دیودهای خاص	نیمه رسانای طبیعی
35	سلنیوم	1 × 10⁻³	غیر فلز	فتوولتائیک، فتوکپی	رسانای نوری
36	قلع	9.17 × 10⁶	فلز	لحیم کاری	رسانایی مناسب، نقطه ذوب پایین
37	روی	1.69 × 10⁷	فلز	آبکاری، باتری	مقاومت به خوردگی بالا
38	کبالت	1.6 × 10⁷	فلز	آلیاژهای مغناطیسی	مقاومت خوب
39	نیکل	1.43 × 10⁷	فلز	باتری، آبکاری	رسانای مناسب
40	کروم	7.9 × 10⁶	فلز	روکش ضدزنگ	مقاومت شیمیایی بالا
41	پتاسیم	1.38 × 10⁷	فلز	صنایع شیمیایی	رسانای عالی اما واکنش‌پذیر
42	لیتیوم	1.08 × 10⁷	فلز	باتری‌های لیتیومی	سبک و رسانا
43	سدیم	2.1 × 10⁷	فلز	لامپ‌های سدیمی	رسانای بسیار بالا
44	آهن	1.0 × 10⁷	فلز	صنایع ساختمان، الکترومغناطیس	رایج و ارزان
45	منیزیم	2.2 × 10⁷	فلز	آلیاژهای سبک	رسانای خوب، سبک
46	مولیبدن	1.96 × 10⁷	فلز	الکترود، سیم پیچ‌های دما بالا	استحکام بالا
47	اکسید قلع	10⁻¹¹	سرامیک	سنسورهای گاز	عایق الکتریکی
48	کربن آمورف	1 × 10⁴	کربن	جوهر، فیلم رسانا	رسانای ضعیف
49	سیلیکون خالص	10⁻⁴	نیمه‌هادی	الکترونیک مدرن	پایه اصلی تراشه‌ها
50	ژرمانیوم	2 × 10⁻²	نیمه‌هادی	دیود، ترانزیستور	نیمه‌رسانا
51	پتاسیم کلرید	10⁻⁴	نمک	الکترولیت	هدایت یونیک خوب در محلول
52	سولفید کادمیوم	10⁻²	نیمه‌هادی	سلول خورشیدی	نیمه‌رسانای نوری
53	لاستیک طبیعی	10⁻¹³	پلیمر	عایق سیم	عایق بسیار قوی
54	چوب خشک	10⁻¹⁴	طبیعی	عایق‌بندی	عایق عالی در حالت خشک
55	چوب مرطوب	10⁻⁶	طبیعی	—	رسانایی بالا به دلیل آب
56	سیمان خشک	10⁻¹³	سرامیک	مصالح ساختمانی	عایق نسبتاً قوی
57	آب خالص	10⁻⁷	مایع	آزمایشگاه‌ها	رسانایی خیلی کم
58	آب دریا	5	مایع	محیط‌های صنعتی	رسانایی خوب به علت املاح معدنی
59	الکل (اتانول)	10⁻⁶	مایع	آزمایشگاهی	رسانای ضعیف
60	گاز هیدروژن	10⁻¹⁸	گاز	راکتورهای خاص	عملاً نارسانا
61	گاز نیتروژن	10⁻¹⁸	گاز	عایق‌گازی	عایق گازی در ترانس‌ها
62	هوا	10⁻¹⁴	گاز	عایق	عایق طبیعی
63	گاز دی‌اکسیدکربن	10⁻¹⁸	گاز	محیط خاموش‌کننده	رسانایی تقریباً صفر
64	پلی اتیلن	10⁻¹۶	پلیمر	کابل‌های برقی	عایق قوی
65	تفلون	10⁻¹۸	پلیمر	روکش کابل، لوازم صنعتی	فوق‌العاده عایق
66	کاغذ خشک	10⁻¹٣	طبیعی	عایق ترانسفورماتور	عایق خوب
67	کاغذ مرطوب	10⁻⁵	طبیعی	—	رسانا به دلیل جذب آب
68	سیلیکون کرباید	10⁻⁶	نیمه‌هادی	قطعات الکترونیک	مقاوم در برابر دما
69	کاربن نانوتیوب	~10⁸	نانوکربن	نانوالکترونیک	رسانایی فوق‌العاده
70	گرافین	~10⁸	نانوکربن	نانوالکترونیک	قوی‌ترین رسانای شناخته‌شده
71	نیوبیوم	6.7 × 10⁶	فلز	ابررساناها	خاصیت ابررسانایی
72	زیرکونیم	2.4 × 10⁶	فلز	پوشش مقاوم	مقاومت خوردگی عالی
73	قلع اکسید	10⁻⁶	نیمه‌هادی	صفحات شفاف رسانا	نیمه‌رسانای اپتیکی
74	ایتریم	1.8 × 10⁶	فلز	لیزر، ابررسانا	خاصیت مغناطیسی خاص
75	تالیم	1.9 × 10⁶	فلز	ابزار حساس	رسانای متوسط
76	پلادیوم	9.5 × 10⁶	فلز	کاتالیست، تجهیزات پزشکی	رسانایی بالا
77	رودیوم	8.5 × 10⁶	فلز	تجهیزات نوری	رسانا و مقاوم در برابر خوردگی
78	ایندیوم	1.2 × 10⁷	فلز	نمایشگرهای لمسی	رسانای خوب
79	قلع	9.17 × 10⁶	فلز	لحیم، الکترونیک	کاربرد زیاد
80	کادمیوم	1.3 × 10⁷	فلز	باتری نیکل-کادمیوم	رسانا اما سمی
81	طلا	4.1 × 10⁷	فلز	اتصالات الکترونیکی	مقاوم به خوردگی، رسانایی عالی
82	تیتانیوم	2.4 × 10⁶	فلز	صنایع پزشکی و هوافضا	سبک و مقاوم
83	کلسیم	2.9 × 10⁷	فلز	صنایع شیمیایی	واکنش‌پذیر
84	باریم	2.6 × 10⁷	فلز	شیشه‌سازی، آلیاژ	رسانا اما واکنش‌پذیر
85	استرانسیم	2.3 × 10⁷	فلز	آتش‌بازی	رسانای مناسب
86	برم	1 × 10⁻⁵	غیر فلز	صنایع دارویی	رسانای ضعیف
87	ید	1 × 10⁻⁴	غیر فلز	داروسازی، ضدعفونی	رسانا در حالت خاص
88	رادون	10⁻¹٨	گاز	—	عایق گازی
89	هلیوم	10⁻¹٨	گاز	خنک‌کننده فوق‌سرد	نارسانا
90	آرگون	10⁻¹٨	گاز	لامپ‌های فلورسنت	گاز بی‌اثر، عایق
91	زنون	10⁻¹٨	گاز	لامپ‌های زنون	رسانای ضعیف
92	سرب	4.8 × 10⁶	فلز	باتری اسیدی	رسانایی خوب، سمی
93	کربن شیشه‌ای	10⁵	کربن	الکترود مقاوم	مقاوم به خوردگی
94	اپوکسی	10⁻¹³	پلیمر	رزین عایق	عایق قوی
95	آب مقطر	5.5 × 10⁻⁶	مایع	صنایع آزمایشگاهی	رسانایی بسیار پایین
96	سنگ مرمر	10⁻¹١	سنگ	مصالح ساختمانی	عایق نسبی
97	گرانیت	10⁻¹١	سنگ	ساختمان‌ها	رسانای خیلی ضعیف
98	فایبرگلاس	10⁻¹٣	کامپوزیت	ساخت بدنه تجهیزات	عایق بسیار قوی
99	میکا	10⁻¹١	سرامیک	عایق حرارتی و الکتریکی	مقاومت بالا در دما
100	کوارتز	10⁻¹٤	سرامیک	اپتیک، عایق	نارسانای عالی

نکته جالب:

نقره بهترین رسانای الکتریکی شناخته شده است، اما به دلیل قیمت بالا، بیشتر از مس استفاده می‌شود.
آلومینیوم نسبت به مس رسانایی کمتری دارد ولی به دلیل وزن سبک‌تر در خطوط انتقال برق ترجیح داده می‌شود.
فولاد با اینکه رسانایی پایین‌تری دارد، به خاطر استحکام زیاد در بعضی کاربردهای صنعتی استفاده می‌شود.

✅ رساناترین ماده‌ی شناخته‌شده در جهان:
نقره (Ag)

رسانایی الکتریکی نقره حدود 6.30 × 10⁷ S/m است.
یعنی در بین همه فلزات و مواد، الکترون‌ها در نقره راحت‌تر از هر ماده‌ی دیگری حرکت می‌کنند.

✅ مقاوم‌ترین ماده در برابر جریان الکتریکی (یعنی رسانایی خیلی ضعیف دارد): الماس خالص (Diamond) و بعضی از سرامیک‌ها

الماس به دلیل ساختار کریستالی خاص خودش، تقریبا عایق کامل محسوب می‌شود.
مقاومت بسیار بالایی دارد (رسانایی آن نزدیک به صفر است) تا جایی که در حالت خالص عملا جریان الکتریسیته از آن عبور نمی‌کند.

خطرات رسانایی برای انسان و بهترین عایق الکتریکی

رسانایی الکتریکی مواد به طور مستقیم بر ایمنی انسان تأثیر می‌گذارد. عبور جریان‌های الکتریکی بیشتر از ۳۰ میلی‌آمپر (mA) از بدن انسان می‌تواند باعث شوک‌های خطرناک، قطع تنفس یا حتی مرگ شود. معمولاً جریان‌هایی در بازه‌ی ۱ تا ۵ میلی‌آمپر فقط حس ناخوشایند ایجاد می‌کنند، اما وقتی شدت جریان به ۱۰ میلی‌آمپر برسد، ممکن است باعث انقباض شدید عضلات شود و در بالای ۵۰ میلی‌آمپر احتمال ایست قلبی به شدت افزایش می‌یابد.
از این رو، استفاده از عایق‌های قوی برای جلوگیری از تماس مستقیم با ولتاژهای خطرناک ضروری است.
بهترین عایق‌های الکتریکی موادی هستند که رسانایی بسیار ناچیزی دارند. در این میان، پلاستیک‌های مخصوص (مثل PVC و پلی‌اتیلن)، لاستیک‌های مقاوم و شیشه‌های مخصوص الکتریکی جزء برترین عایق‌های شناخته‌شده در دنیا محسوب می‌شوند. این مواد دارای مقاومت بسیار بالا در برابر عبور جریان الکتریسیته بوده و برای ایمن‌سازی تجهیزات الکتریکی و محافظت از انسان‌ها کاربرد فراوان دارند.

نتیجه‌گیری

شناخت میزان رسانایی الکتریکی مواد به ما کمک می‌کند بهترین گزینه را برای پروژه‌های الکتریکی و صنعتی انتخاب کنیم. درک این تفاوت‌ها باعث صرفه‌جویی در هزینه و بهبود عملکرد سیستم‌های برقی می‌شود.