Sisältö
Johtimella tarkoitetaan materiaalia, jonka pinnalla on sähkövarauksia, mikä antaa sähkön virtata sen läpi. Useimmiten nämä sähkövaraukset johtuvat elektronien läsnäolosta. Materiaalinjohtavuusaste riippuu läsnä olevien varausvälineiden lukumäärästä, kannettavan varauksen määrästä ja varausvälineiden liikkuvuudesta. Yleensä vahvat johtimet ovat metalleja, joissa on löysästi sitoutuneet valenssielektronit, jotka voivat liikkua vapaasti atomien välillä.
Hopea
Hopea on vahvin kapellimestari kaikista tunnetuista materiaaleista. Koska hopea on kuitenkin suhteellisen kallis ja haluttu materiaali, sitä ei käytetä usein johtavien ominaisuuksiensa vuoksi. Tapauksissa, joissa erittäin johtava materiaali on välttämätöntä, kupari voidaan päällystää ohuella kerroksella nestemäistä hopeaa.
Kupari
Kupari on yksi yleisimmin käytetyistä johtimista johtuen korkeasta johtavuudestaan yhdistettynä suhteelliseen runsauteen ja alhaisiin kustannuksiin. Koska se on myös muovautuva metalli, se voidaan kääriä kelaiksi ja käyttää lankojen valmistukseen. Euroopan kupari-instituutin mukaan kupari on erittäin korroosionkestävä, mikä tekee siitä ihanteellisen myös kodin johdotukseen.
Alumiini
Kuparin lisäksi alumiini on toinen usein käytetty johdin. Vaikka kupari on johtavampi, alumiinia käytetään useammin paistinpannujen valmistukseen, koska kuparin reaktiivisuus on hapanta ruokaa. Science Daily ilmoitti helmikuussa 2011, että alumiini todennäköisesti korvasi kuparin sähkö- ja puolielektrisissä ajoneuvoissa. Alumiini on vähemmän tiheää ja halvempaa kuin kupari. Siitä käydään kuitenkin vielä keskustelua, koska alumiinilla on vähemmän lämpöstabiiliutta ja mahdollisuus syöpyä nopeammin. Se voidaan joutua seostamaan toisen metallin kanssa tietyissä sovelluksissa.
Muut johtavat materiaalit
Edellä lueteltujen vahvojen johtimien lisäksi muita johtimia ovat kulta, rauta, teräs, messinki, pronssi ja elohopea. Vaikka materiaalit yleensä luokkaan kuuluvat joko johtimeksi tai eristeeksi, jotkut materiaalit ovat molemmat. ScienCentralin mukaan puolijohteet ovat materiaaleja, jotka koostuvat pääosin atomista, joissa ei ole vapaasti liikkuvia elektroneja, ja siksi ne eivät yleensä johda sähköä. Joissakin niiden atomeista on kuitenkin vapaasti liikkuvia elektroneja, mikä mahdollistaa tietyissä olosuhteissa niiden johtavuuden.