Menu

Electricitat
Corrent elèctric

Conductivitat elèctrica

Conductivitat elèctrica

La conductivitat elèctrica és la capacitat d'un cos per conduir un corrent elèctric. La conductivitat elèctrica (símbol σ) mesura la capacitat d'un material per deixar passar el corrent elèctric a través d'ell i és inversament proporcional a la resistència elèctrica de l'material.

En el Sistema Internacional d'Unitats (SI), la unitat per mesurar la conductivitat elèctrica és el S / m (siemens per metre) o Ω -1 · m -1 .

La conductivitat elèctrica dependrà de l'estructura atòmica i molecular de l'material. La conductivitat es relaciona amb la capacitat de les partícules carregades (electrons, ions positius o negatius) que conté aquest mitjà per moure amb suficient llibertat.

Segons la llei d'Ohm, en una substància isòtropa lineal, la conductivitat és el coeficient de proporcionalitat entre la densitat del corrent resultant i la magnitud de el camp elèctric en el medi.

Per què els metalls són bons conductors elèctrics?

Els metalls són bons conductors elèctrics perquè tenen una estructura atòmica amb molts electrons amb vincles febles que permet el seu moviment. La conductivitat també depèn de la seva composició química i altres factors físics de l'propi material com la temperatura.

Els metalls condueixen l'electricitat perquè estan formats per una aglomeració de nuclis carregats positivament entre els que es mouen lliurement els electrons.

Aquest núvol d'electrons no pertanyen als àtoms individuals, sinó al conjunt de tots ells. Aquest model explica, de forma qualitativa, per què els metalls condueixen l'electricitat.

Per què els aïllants són mals conductors elèctrics?

La baixa conductivitat elèctrica de semiconductors i aïllants es deu a les propietats de la banda de valència en què els electrons no es poden moure.

En els aïllants, el nombre d'electrons és exactament el mateix que el nombre d'estats disponibles a la banda de valència. A la banda prohibida, evidentment, no hi ha estats electrònics disponibles. Això vol dir que quan s'aplica un camp elèctric els electrons no poden incrementar la seva velocitat al no haver estats disponibles on puguin moure a major velocitat del que ja ho fan.

Conductivitat elèctrica i portadors de corrent

La conductivitat elèctrica de totes les substàncies està associada amb la presència en elles de portadors de corrent. Els portadors de corrent són partícules carregades que es mouen (electrons, ions) o cuasipartículas (per exemple, forats en un semiconductor). Els portadors són capaços de moure en una substància sobre una llarga distància.

Es pot simplificar per dir el que vol dir que tal partícula o cuasipartícula hauria de poder viatjar en una substància donada una distància infinitament gran, al menys macroscòpica. No obstant això, en alguns casos especials els portadors poden canviar, néixer i desaparèixer i poden reemplaçar entre si.

Exemples de conductivitat elèctrica específica d'algunes substàncies

La conductivitat específica es dóna a una temperatura de + 20 ° C:

substància

S / m

el pagament

62,500,000

coure

59,500,000

or

45,500,000

alumini

38.000.000 

ferro pur

10,000,000

estany

8.330.000

acer fos

7,690,000

mercuri

1.040.000

grafit

125 000

aigua de mar

3

aigua destil·lada.

10 −4

vidre

10 −11

Autor:
Data de publicació: 19 de juny de 2021
Última revisió: 19 de juny de 2021