Usuário(a):Emsantos/Condutividade elétrica
Este artigo ou secção contém uma lista de referências no fim do texto, mas as suas fontes não são claras porque não são citadas no corpo do artigo, o que compromete a confiabilidade das informações. (Junho de 2011) |
Artigos sobre |
Eletromagnetismo |
---|
![]() |
|
|
|
|
Formulação covariante [en] |
Condutividade elétrica () é usada para especificar o caráter elétrico de um material. Ela é simplesmente o recíproco da resistividade, ou seja, inversamente proporcionais e é indicativa da facilidade com a qual um material é capaz de conduzir uma corrente elétrica. A unidade é a recíproca de ohm-metro, isto é, [(Ω-m)-1]. As seguintes discussões sobre propriedades elétricas usam tanto a resistividade quanto a condutividade.
Materiais sólidos exibem uma espantosa faixa de condutividades. De fato, uma maneira de classificar materiais sólidos é de acordo com a facilidade com que conduzem uma corrente elétrica; dentro deste esquema de classificação existem 3 grupamentos: condutores, semicondutores e isolantes. Metais são bons condutores, tipicamente tendo condutividades da ordem de 107 (Ω-m)-1. No outro extremo estão os materiais com muito baixas condutividades, situando-se entre 10-10 e 10-20 (Ω-m)-1; estes são os isolantes elétricos. Materiais com condutividades intermediárias, geralmente entre 10-6 e 104 (Ω-m)-1, são denominados semicondutores. No Sistema Internacional de Unidades, é medida em siemens por metro.
Constitui engano achar que o ouro é o melhor condutor elétrico. Na temperatura ambiente, no planeta Terra, o material melhor condutor elétrico ainda é a prata. Relativamente, a prata tem condutividade elétrica de 108 %; o cobre 100 %; o ouro 70 %; o alumínio 60 % e o titânio apenas 1 %. O ouro, em qualquer comparação, seja no mesmo volume, ou na mesma massa, sempre perde em condutividade elétrica ou térmica para o cobre. Entretanto, para conexões elétricas, em que a corrente elétrica deve passar de uma superfície para outra, o ouro leva muita vantagem sobre os demais materiais, pois sua oxidação ao ar livre é extremamente baixa, resultando numa elevada durabilidade na manutenção do bom contato elétrico. Entre os citados, o alumínio seria o pior material para as conexões elétricas, devido à facilidade de oxidação e à baixa condutividade elétrica da superfície oxidada. Assim, um cabo condutor de cobre com os plugues de contatos dourados levam vantagens sobre outros metais. Uma conexão entre superfícies de cobre, soldada com prata constitui a melhor combinação para a condução da eletricidade ou do calor entre condutores distintos.
Material | Condutividade (S.m/mm2) |
---|---|
Prata | 62,5 |
Cobre puro | 61,7 |
Ouro | 43,5 |
Alumínio | 34,2 |
Tungstênio | 18,18 |
Zinco | 17,8 |
Bronze | 14,9 |
Latão | 14,9 |
Níquel | 10,41 |
Ferro puro | 10,2 |
Platina | 9,09 |
Estanho | 8,6 |
Manganina | 2,08 |
Constantan | 2 |
Mercúrio | 1,0044 |
Nicromo | 0,909 |
Grafite | 0,07 |
Condutividade de semicondutores (com electrões e lacunas)
[editar | editar código-fonte]
onde
- – condutividade
- q – módulo da carga eléctrica do electrão
- n – concentração de electrões
- p – concentração de lacunas
- μn – mobilidade dos electrões (1350 cm2/(V.s))
- μp – mobilidade das lacunas (500 cm2/(V.s))
Agitação térmica (ionização térmica) ⇒ quebra de ligação covalente⇒ geração de par electrão –lacuna. Também por agitação térmica ⇒ restabelecimento de ligação covalente por recombinação de par electrão –lacuna
Então:
onde
- p - concentração de lacunas (lacunas / cm³)
- n - concentração de electrões livres (electrões / cm³)
- - concentração intrínseca (portadores / cm³)
A é independente da concentração de impurezas dadores; é função da temperatura.
Ver também
[editar | editar código-fonte]![]() | Este verbete é parte da disciplina Eletromagnetismo (Edivaldo Moura Santos) na Universidade Federal do Rio de Janeiro apoiado pelo projeto Wikipédia na Universidade e pelos embaixadores da Wikipédia durante o Primeiro semestre de 2012. |