رسانایی یا نارسانایی یک ماده،
بستگی به الکترونهای لایه ظرفیت آن ماده دارد.
اگر الکترونهای لایه ظرفیت بتوانند انرژی لازم را از محیط دریافت کنند
و به لایه هدایت بروند در آن صورت ماده، خاصیت رسانایی پیدا میکند
و میتواند الکتریسیته را از خود عبور دهد.
البته این الکترونها که به لایه هدایت راه پیدا کرده اند
در حقیقت دیگر به هیچ اتم خاصی تعلق ندارند
و میتوانند در درون ماده آزادانه حرکت کنند
ومیتوانند پیوسته از اتمی به اتمی دیگر منتقل شوند
و به همین دلیل به آنها الکترون آزاد نیز گفته میشود.
در حقیقت از آنجاییکه الکترونهای آزاد ناقل الکتریسیته هستند،
البته میزان رسانائی اجسام بستگی به این دارد که
در دمای طبیعی محیط چه تعداد الکترون آزاد در خود دارند.
هر چه تعداد این الکترونهای آزاد بیشتر باشد
توانایی جسم در هدایت الکتریسیته بیشتر خواهد بود.
در لایه ظرفیت همه فلزات، معمولاً 1 تا 3 الکترون وجود دارد
و بقیه خانه های لایه ظرفیت خالی است.
به علت فاصله زیاد الکترونها از هسته،
و تاثیر کم جاذبه هسته بر آنها این الکترونها
با گرفتن انرژی خیلی کمی میتوانند از اتم خود جدا شوند
و به لایه هدایت بروند.
در دمای معمولی، الکترونهای لایه ظرفیت فلزات،
انرژی لازم را از محیط دریافت میکنند.
بنابراین در دمای محیط، تعداد زیادی
الکترون در لایه هدایت فلزات وجود دارد.
این الکترونها به راحتی می توانند درون فلز حرکت کنند.
وقتیکه یک میدان الکتریکی به فلز اعمال شود،
الکترونهای لایه هدایت میتوانند درامتداد
فلز از قطب منفی به قطب مثبت حرکت کنند.
در بین فلزات، رسانایی الکتریکی نقره از همه بیشتر است.
بعد از آن به ترتیب مس، طلا و آلمینیوم قرار دارند.
نقره ، مس و الومینیوم همگی فلز هستند
میدانید که عدد اتمی نقره چهل و هفتاست
یعنی در اتم نقره چهل و هفت پروتون و چهل و هفت الکترون وجود دارد
الکترونها به ترتیب لایه های اول،دوم،سوم و چهارم را بطور کامل پر کرده اند.
در لایه اول دو الکترون، لایه دوم هشت الکترون،
لایه سوم هیجده الکترون و لایه چهارم هیجده الکترون وجود دارد.
بنابراین یک الکترون باقیمانده به تنهایی در لایه آخر یعنی لایه پنجم قرار دارد.
این الکترون چون خیلی از هسته دور است براحتی از آن جدا میشود
به همین دلیل نقره رسانای خوبی برای الکتریسیته محسوب میشود.
اما مس، با توجه به عدد اتمی آن (بیست و نه ) ،
لایه های اول و دوم و سوم کامل پر شده اند
و لایه چهارم فقط یک الکترون دارد.
این الکترون، نسبت به الکترون لایه ظرفیت اتم نقره،
به هسته نزدیکتر است
و به همین دلیل جاذبه هسته بر آن بیشتر است
و در نتیجه در مقایسه با اتم نقره سختتر از اتم خود میشود.
پس رسانایی مس از نقره کمتر است.
ولی اتم آلومینیوم دارای عدد اتمی سیزده است
یعنی لایه های اول و دوم آن پر شده اند و لایه آخر سه الکترون دارد.
این الکترونها با گرفتن مقدار کمی انرژی میتوانند از اتم خود جدا شوند.
هر چند میزان این انرژی ،
از انرژی لازم برای جدا شدن الکترون لایه ظرفیت اتم مس بیشتر است.
به همین دلیل آلومینیوم نسبت به مس رسانایی کمتری دارد.
امروزه، آلومینیوم را از یک نوع سنگ معدن به نام «بوکسیت» تهیه میکنند.
بوکسیت را پس از واکنش با یک سری مواد شیمیایی
در یک کوره الکتریکی بزرگ قرار میدهند
و بر اثر عبور جریان الکتریکی از آن ،
آلومینیوم به طرف ته کوره سرازیر میشود.
آلومینیوم فلز سبکی است.
وزن آن فقط یک سوم وزن فولاد است.
ویژگی آلومینیوم و آلیاژهایش سبکی و استحکام است.
آلومینیوم همچنین یک رسانای خوب برای گرما و الکتریسیته است.
البته آلومینیوم بسیار سبک تر از مس میباشد.
چگالی آلومینیوم حدود 30% چگالی مس است.
سبکی فلز آلومینیوم به ویژه در خطوط هوایی،
عامل بسیار مهمی به شمار میرود،
چرا که افزایش وزن هادی باعث بالا رفتن وزن
و قیمت دکل های نگهدارنده میشود.
از طرف دیگر سبکی وزن آلومینیوم باعث کاهش وزن کابل شده
و لذا حمل و نقل و جا به جایی آنها در مقایسه
با کابل های با هادی مسی بسیار آسانتر است.
نهایتاً سبکی وزن آلومینیوم دارای مزایای بسیار زیاد میباشد.
همچنین آلومینیوم فلزی است که در طبیعت به وفور یافت میشود.
این فلز 8% فلزات سطح زمین را تشکیل میدهد.
با توجه به محدود بودن ذخیره معادن مس و روند رو به کاهش آن،
قیمت این فلز همواره بالا بوده و روندی صعودی را پیموده است.
در حالی که فلز آلومینیوم با توجه به فراوانی آن در طبیعت،
دارای بهای کمتری بوده و قیمت آن در سال های مختلف،
صرف نظر از برخی افزایش ها، ثبات نسبی داشته است.
به دلیل سبک بودن آلومینیوم، قیمت کابل های با هادی آلومینیومی،
به مراتب پایین تر از کابل های با هادی مسی میباشد.