Què és la conductivitat elèctrica
Parlant de la propietat d'aquest o aquell cos d'impedir el pas del corrent elèctric a través d'ell, solem utilitzar el terme «resistència elèctrica». En electrònica, és convenient, fins i tot hi ha components microelectrònics especials, resistències amb una o altra resistència nominal.
Però també hi ha el concepte de "conductivitat elèctrica" o "conductivitat elèctrica", que caracteritza la capacitat del cos per conduir un corrent elèctric.
Tenint en compte que la resistència és inversament proporcional al corrent, la conductivitat és directament proporcional al corrent, és a dir, la conductivitat és el recíproc de la resistència elèctrica.
La resistència es mesura en ohms i la conductivitat en Siemens. Però, de fet, sempre estem parlant de la mateixa propietat del material: la seva capacitat de conduir l'electricitat.
La conductivitat electrònica suggereix que els portadors de càrrega que formen el corrent en la matèria són electrons. En primer lloc, els metalls tenen conductivitat electrònica, encara que gairebé tots els materials són més o menys capaços d'això.
Com més alta és la temperatura del material, menor és la seva conductivitat electrònica, ja que a mesura que augmenta la temperatura, el moviment tèrmic interfereix cada cop més amb el moviment ordenat dels electrons i, per tant, impedeix el corrent dirigit.
Com més curt és el cable, més gran és la seva àrea de secció transversal, més gran és la concentració d'electrons lliures en ell (com més baixa és la resistència específica), més gran és la conductivitat electrònica.
Pràcticament en enginyeria elèctrica, el més important és transmetre energia elèctrica amb pèrdues mínimes. Per aquesta raó metalls hi juga un paper molt important. Sobretot els que tenen la màxima conductivitat elèctrica, és a dir, els més petits resistència elèctrica específica: plata, coure, or, alumini. La concentració d'electrons lliures en metalls és més alta que en dielèctrics i semiconductors.
És econòmicament més rendible utilitzar l'alumini i el coure com a conductors de l'energia elèctrica dels metalls, ja que el coure és molt més barat que la plata, però al mateix temps la resistència elèctrica del coure és només lleugerament superior a la de la plata, respectivament la conductivitat del coure és molt poc menys que la plata. Altres metalls no són tan importants per a la producció industrial de filferros.
Els medis gasosos i líquids que contenen ions lliures tenen conductivitat iònica. Els ions, com els electrons, són portadors de càrrega i es poden moure sota la influència d'un camp elèctric per tot el volum d'un medi. Un entorn així pot ser electròlit… Com més alta és la temperatura de l'electròlit, més gran és la seva conductivitat iònica, perquè amb l'augment del moviment tèrmic, l'energia dels ions augmenta i la viscositat del medi disminueix.
En absència d'electrons a la xarxa cristal·lina del material, es pot produir conducció per forats. Els electrons porten una càrrega, però actuen com a vacants quan els forats es mouen: vacants a la xarxa cristal·lina del material. Els electrons lliures no es mouen aquí com un núvol de gas en metalls.
La conducció del forat es produeix en els semiconductors a l'igual que la conducció electrònica. Els semiconductors en diverses combinacions permeten controlar la quantitat de conductivitat que es demostra en diversos dispositius microelectrònics: díodes, transistors, tiristors, etc.
En primer lloc, els metalls es van començar a utilitzar com a conductors en l'enginyeria elèctrica ja al segle XIX, juntament amb els dielèctrics, els aïllants (amb la menor conductivitat elèctrica), com la mica, el cautxú, la porcellana.
En electrònica, els semiconductors s'han generalitzat, ocupant un lloc intermedi honorable entre els conductors i els dielèctrics.La majoria de semiconductors moderns es basen en silici, germani, carboni. Altres substàncies s'utilitzen amb molta menys freqüència.