O que é condutividade elétrica

Falando da propriedade deste ou daquele corpo de impedir a passagem de corrente elétrica por ele, costumamos usar o termo «resistência elétrica». Na eletrônica, é conveniente, existem até componentes microeletrônicos especiais, resistores com uma ou outra resistência nominal.

Mas também existe o conceito de "condutividade elétrica" ​​ou "condutividade elétrica", que caracteriza a capacidade do corpo de conduzir uma corrente elétrica.

Dado que a resistência é inversamente proporcional à corrente, a condutividade é diretamente proporcional à corrente, ou seja, a condutividade é o recíproco da resistência elétrica.

A resistência é medida em ohms e a condutividade em siemens. Mas, na verdade, estamos sempre falando da mesma propriedade do material — sua capacidade de conduzir eletricidade.

A condutividade eletrônica sugere que os portadores de carga que formam a corrente na matéria são elétrons. Em primeiro lugar, os metais têm condutividade eletrônica, embora quase todos os materiais sejam mais ou menos capazes disso.

Quanto maior a temperatura do material, menor sua condutividade eletrônica, porque à medida que a temperatura aumenta, o movimento térmico interfere cada vez mais no movimento ordenado dos elétrons e, portanto, impede a corrente direcionada.

Quanto mais curto o fio, maior sua área de seção transversal, maior a concentração de elétrons livres nele (quanto menor a resistência específica), maior a condutividade eletrônica.

Praticamente em engenharia elétrica, é mais importante transmitir energia elétrica com perdas mínimas. Por essa razão metais desempenha um papel extremamente importante nisso. Principalmente aquelas que possuem a condutividade elétrica máxima, ou seja, a menor resistência elétrica específica: prata, cobre, ouro, alumínio. A concentração de elétrons livres em metais é maior do que em dielétricos e semicondutores.

É economicamente mais lucrativo usar alumínio e cobre como condutores de energia elétrica de metais, já que o cobre é muito mais barato que a prata, mas ao mesmo tempo a resistência elétrica do cobre é apenas ligeiramente maior que a da prata, respectivamente a condutividade do cobre é muito pouco menos que a prata. Outros metais não são tão importantes para a produção industrial de fios. 

Meios gasosos e líquidos que contêm íons livres têm condutividade iônica. Os íons, como os elétrons, são portadores de carga e podem se mover sob a influência de um campo elétrico em todo o volume de um meio. Tal ambiente pode ser eletrólito… Quanto maior a temperatura do eletrólito, maior sua condutividade iônica, porque com o aumento do movimento térmico, a energia dos íons aumenta e a viscosidade do meio diminui.

Na ausência de elétrons na rede cristalina do material, pode ocorrer condução de buracos. Os elétrons carregam uma carga, mas agem como lacunas quando os buracos se movem – lacunas na rede cristalina do material. Os elétrons livres não se movem aqui como uma nuvem de gás nos metais.

A condução de buracos ocorre em semicondutores em pé de igualdade com a condução de elétrons. Semicondutores em várias combinações permitem controlar a quantidade de condutividade demonstrada em vários dispositivos microeletrônicos: diodos, transistores, tiristores, etc.

Em primeiro lugar, os metais começaram a ser utilizados como condutores na engenharia elétrica já no século XIX, juntamente com dielétricos, isoladores (com a menor condutividade elétrica), como mica, borracha, porcelana.

Na eletrônica, os semicondutores se espalharam, ocupando um honroso lugar intermediário entre condutores e dielétricos.A maioria dos semicondutores modernos é baseada em silício, germânio, carbono. Outras substâncias são usadas com muito menos frequência.