Enzo Rocha Fotografia: Condutividade elétrica

Definição

Condutividade elétrica é a medida da quantidade de corrente elétrica que um material pode transportar ou de sua capacidade de transportar uma corrente.

A condutividade elétrica também é conhecida como condutância específica. Condutividade é uma propriedade intrínseca de um material.

O que é

A condutividade elétrica é uma propriedade usada para descrever quão bem os materiais permitem que os elétrons fluam. É determinado usando experimentos e equações matemáticas.

A condutividade é a recíproca da resistividade, ou seja, quanto maior a condutividade, menor a resistividade.

Um condutor é um material com alta condutividade elétrica e um isolador é um material com alta resistividade elétrica.

Ambas as propriedades dependem da temperatura e pureza dos materiais.

A dependência da temperatura da condutividade elétrica segue um padrão geral. O metal é um condutor e possui menor condutividade em temperaturas mais altas.

O vidro é um isolante e mostra maior condutividade em temperaturas mais altas.

Em temperaturas muito altas, os condutores se comportam como isoladores, e os isoladores se comportam como condutores. Esse comportamento de isoladores e condutores é explicado pelo modelo de elétrons livres.

Nesse modelo, os condutores mostram claramente a capacidade de liberar elétrons e, quando uma corrente ou força elétrica é aplicada, a força pode facilmente empurrar os elétrons extras.

O solo é uma mistura de minerais, sais e materiais orgânicos. Possui uma condutividade elétrica especial chamada condutividade elétrica do solo, que mede a quantidade de sal presente em uma amostra de solo, denominada salinidade. O processo também pode medir outras propriedades do solo onde a salinidade é baixa o suficiente. Essas propriedades estão relacionadas à influência da pureza nos dados da condutividade elétrica.

Dados da condutividade elétrica de uma amostra de solo podem determinar quanta impureza existe no solo. As impurezas do solo são água, ar e minerais. Cada impureza influencia os dados de maneira diferente, mas um cientista experiente do solo pode determinar essas informações a partir dos dados coletados.

Em geral, mais impurezas diminuem a condutividade elétrica, com exceção de minerais que aumentam a condutividade elétrica.

As impurezas também podem explicar o uso de cobre puro na fiação elétrica.

Os metais são geralmente feitos de ligas, uma mistura de dois ou mais elementos. Isso não é útil para conduzir eletricidade.

Os metais nas ligas não são os mesmos elementos e os elétrons não podem fluir facilmente entre diferentes elementos. Metais puros, como fios de cobre, têm alta condutividade elétrica. Isso se aplica apenas a metais sólidos, pois as bolsas de ar podem diminuir a condutividade elétrica dos materiais.

Materiais que não são metais geralmente produzem bons isolantes. Os melhores isoladores são materiais que naturalmente possuem bolsas de ar, como borracha.

As bolsas de ar são como impurezas e interrompem o fluxo de elétrons. Gases, como o ar, são os melhores isoladores naturais.

A química moderna dominou os isoladores, criando materiais que têm milhares de vezes mais resistividade que o ar.

Noções básicas sobre condutividade elétrica

Condutividade elétrica é uma razão entre a densidade de corrente e a força do campo elétrico. Quanto maior o valor da condutividade, menor a resistência que ela fornece ao fluxo de corrente elétrica.

O valor da condutividade elétrica depende da capacidade de elétrons ou outros suportes de carga, como orifícios, se moverem dentro da estrutura do material.

Materiais altamente condutivos, como o cobre, permitem a livre circulação de elétrons dentro de sua estrutura molecular. Existem elétrons livres dentro da rede.

Materiais com baixo nível de condutividade ou condutância possuem muito poucos elétrons livres em sua estrutura.

Os elétrons são mantidos firmemente dentro da estrutura molecular e requerem um nível significativo de energia para libertá-los.

O que são propriedades elétricas?

Propriedades elétricas são as condições físicas que permitem que uma carga elétrica se mova de átomo para átomo em um material específico.

Essas propriedades diferem bastante entre os três principais tipos de materiais: sólidos, líquidos e gases.

As propriedades elétricas de materiais sólidos, como o metal, são altas, enquanto as cargas elétricas não se movem tão facilmente na água e têm ainda mais dificuldade com os gases.

Em cada elemento, há exceções: alguns sólidos são maus condutores e alguns gases podem se tornar excelentes condutores.

Sólidos e eletricidade geralmente são uma combinação perfeita de condutividade.

As propriedades elétricas do cobre, aço e outros metais fornecem a oportunidade ideal devido à proximidade física dos átomos.

Quando os elétrons podem passar facilmente entre os átomos, isso promove a condutividade elétrica.

Sólidos como prata, cobre e alumínio são populares no trabalho elétrico, porque muito pouca energia é perdida quando a eletricidade viaja através desses metais.

Nem todos os sólidos, no entanto, possuem fortes propriedades elétricas do metal. Itens como vidro, madeira e plástico são considerados isolantes porque os elétrons fortemente compactados não compartilham cargas elétricas facilmente. Quando uma corrente elétrica é introduzida nesses materiais, nada acontece.

Esses sólidos ainda são valorizados no trabalho elétrico, mas geralmente protegem os seres humanos contra cargas elétricas.

As propriedades elétricas encontradas nos líquidos variam de acordo com o material.

A água salgada, por exemplo, possui propriedades que permitem excelente condutividade elétrica, porque os íons presentes no sal promovem um fluxo livre de eletricidade. Embora a eletricidade possa passar pela água comum, as águas potáveis e destiladas são consideradas isolantes devido ao baixo fluxo de eletricidade.

Outros líquidos, como óleo, gasolina e querosene, contêm propriedades isolantes ainda melhores porque a eletricidade tem dificuldade em passar.

As propriedades elétricas dos gases flutuam principalmente entre os três materiais básicos. Em um estado normal, gases como oxigênio, dióxido de carbono e nitrogênio são tão pobres condutores de eletricidade que são realmente considerados não condutores. Se esses gases são expostos a diferentes elementos, no entanto, as propriedades mudam rapidamente.

Por exemplo, quando a pressão barométrica cai, como em uma tempestade elétrica, os gases se tornam um melhor condutor de eletricidade.

A pressão cria uma atmosfera mais densa e permite que a eletricidade, geralmente na forma de um raio, se mova mais livremente.

As linhas de alta tensão são feitas de alumínio, devido à sua alta condutividade elétrica