¿Qué es la conductividad eléctrica?
Hablando de la propiedad de tal o cual cuerpo de impedir el paso de corriente eléctrica a través de él, solemos utilizar el término «resistencia eléctrica». En electrónica conviene, incluso hay componentes microelectrónicos especiales, resistencias con una u otra resistencia nominal.
Pero también existe el concepto de "conductividad eléctrica" o "conductividad eléctrica", que caracteriza la capacidad del cuerpo para conducir una corriente eléctrica.
Dado que la resistencia es inversamente proporcional a la corriente, la conductividad es directamente proporcional a la corriente, es decir, la conductividad es el recíproco de la resistencia eléctrica.
La resistencia se mide en ohmios y la conductividad en siemens. Pero, de hecho, siempre estamos hablando de la misma propiedad del material: su capacidad para conducir electricidad.
La conductividad electrónica sugiere que los portadores de carga que forman la corriente en la materia son los electrones. En primer lugar, los metales tienen conductividad electrónica, aunque casi todos los materiales son más o menos capaces de ello.
Cuanto mayor sea la temperatura del material, menor será su conductividad electrónica, porque a medida que aumenta la temperatura, el movimiento térmico interfiere cada vez más con el movimiento ordenado de los electrones y, por lo tanto, evita la corriente dirigida.
Cuanto más corto es el cable, mayor es su área de sección transversal, mayor es la concentración de electrones libres en él (menor es la resistencia específica), mayor es la conductividad electrónica.
Prácticamente en ingeniería eléctrica, es más importante transmitir energía eléctrica con pérdidas mínimas. Por esta razón rieles juega un papel muy importante en ella. Especialmente aquellos de ellos que tienen la máxima conductividad eléctrica, es decir, la más pequeña resistencia eléctrica específica: plata, cobre, oro, aluminio. La concentración de electrones libres en los metales es mayor que en los dieléctricos y semiconductores.
Es económicamente más rentable usar aluminio y cobre como conductores de energía eléctrica de los metales, ya que el cobre es mucho más barato que la plata, pero al mismo tiempo la resistencia eléctrica del cobre es solo un poco más alta que la de la plata, respectivamente, la conductividad del cobre es muy poco menos que la plata. Otros metales no son tan importantes para la producción industrial de alambres.
Los medios gaseosos y líquidos que contienen iones libres tienen conductividad iónica. Los iones, como los electrones, son portadores de carga y pueden moverse bajo la influencia de un campo eléctrico por todo el volumen de un medio. Tal ambiente puede ser electrólito… Cuanto mayor sea la temperatura del electrolito, mayor será su conductividad iónica, porque al aumentar el movimiento térmico, la energía de los iones aumenta y la viscosidad del medio disminuye.
En ausencia de electrones en la red cristalina del material, puede ocurrir conducción de huecos. Los electrones llevan una carga, pero actúan como vacantes cuando los agujeros se mueven, vacantes en la red cristalina del material. Los electrones libres no se mueven aquí como una nube de gas en los metales.
La conducción de agujeros ocurre en los semiconductores a la par de la conducción de electrones. Los semiconductores en varias combinaciones le permiten controlar la cantidad de conductividad que se demuestra en varios dispositivos microelectrónicos: diodos, transistores, tiristores, etc.
En primer lugar, los metales comenzaron a usarse como conductores en ingeniería eléctrica ya en el siglo XIX, junto con dieléctricos, aislantes (con la conductividad eléctrica más baja), como mica, caucho, porcelana.
En electrónica, los semiconductores se han generalizado, ocupando un lugar intermedio honorable entre los conductores y los dieléctricos.La mayoría de los semiconductores modernos se basan en silicio, germanio, carbono. Otras sustancias se utilizan con mucha menos frecuencia.