Descubre todo sobre la conductividad eléctrica, desde su definición hasta su unidad de medida. Acompáñanos en este emocionante viaje por el mundo de la electricidad y aprende cómo se mide y se representa este fenómeno tan fascinante. ¡Prepárate para sumergirte en la maravillosa fórmula que rige el flujo de corriente eléctrica!
¿Qué es la conductividad eléctrica?
La conductividad eléctrica es la propiedad del material que permite el paso de la corriente eléctrica a través de él. En otras palabras, la conductividad eléctrica es la medida de la corriente eléctrica que pasa a través del material cuando el gradiente de potencial es la unidad.
Por lo tanto, la conductividad eléctrica mide la capacidad de un conductor para conducir electricidad.
En electricidad, es uno de los factores importantes que los diseñadores consideran durante el diseño del sistema eléctrico. El cobre y el aluminio son los conductores más adecuados porque su conductividad es muy alta. La mayor conductividad indica el paso de más electrones a través de los materiales sin mucho impedimento.
El material de mayor conductividad tiene menor resistencia y provoca menos pérdida de calor (I2R) en el conductor. Por ejemplo. la placa de circuito impreso tiene un circuito eléctrico complejo, y la conductividad del camino debe ser muy alta para evitar el obstáculo del flujo de corriente eléctrica. Para esta aplicación, el cobre galvanizado es el más adecuado.
Efecto de la temperatura en la conductividad eléctrica
La conductividad eléctrica de la muestra del material depende de la configuración atómica, la longitud y el área de la sección transversal de los materiales. Estos parámetros siguen siendo los mismos después de diseñar la resistencia, por lo tanto, no cambian la conductividad. Sin embargo, la conductividad disminuye con el aumento de la temperatura. ¿Por que es esto entonces?
Sabemos que el flujo de corriente en el circuito eléctrico no es más que el flujo de electrones. Un mayor número de electrones que atraviesan el material por segundo significa que el material tiene una conductividad más alta. El aumento de temperatura provoca colisiones entre electrones y colisiones con el átomo. Como resultado, el flujo de electrones a través del material se vuelve lento y provoca una disminución en la conductividad eléctrica del material.
Por lo tanto, podemos concluir que el conductor tiene mayor conductividad a bajas temperaturas. Habrías oído hablar de la superconductividad. ¿Qué es? La superconductividad es la propiedad de la sustancia que la hace capaz de conducir electricidad sin impedancia, lo que significa que la resistencia es cero. Esto es posible si la temperatura de la sustancia es más fría que una temperatura crítica.
Símbolo de conductividad
El símbolo de conductividad eléctrica se simboliza con una letra griega σ (Seña). La conductividad eléctrica es inversamente proporcional a la resistividad eléctrica (ρ).
La relación entre conductividad y resistividad se da a continuación.
σ = 1/ρ
Fórmula de conductividad eléctrica
La resistencia del conductor depende de la conductividad del material, el área de la sección transversal y la longitud de la sustancia. Sobre la base de estos parámetros, podemos derivar la ecuación de conductancia eléctrica.
Derivación de la ecuación de conductividad eléctrica/ Fórmula
R ∝ 1/σ ——-(1) R ∝ L ——-(2) R ∝ 1/ A ——-(3)
De este modo,
R = 1/σ (L/A) ——-(4)
σ = 1/R x (L/A) ——-(5)
σ = S x (L/A) ——-(5) [ Here S is conductance & S = 1/R ]
El recíproco de la resistencia (R) es la conductancia (S) y el recíproco de Ohm (Ω) es mho(Ω−1 o ℧ )
Aquí, R es la resistencia en ohmios (Ω)
A = Área de la sección transversal en cm2 o m2
L = Longitud del conductor en centímetros (cm) o metros (m)
σ= Conductividad del material(Ω-cm) o (Ω-metro)
S = conductancia eléctrica
La resistividad eléctrica del material es directamente proporcional al área de la sección transversal e inversamente proporcional a la longitud.
Unidad de Conductividad
La fórmula de la conductividad.
σ = S x (L/A)
Desde arriba la unidad de conductividad es
σ = S x (L/A)
σ ∝ mho x Cm/Cm2) ∝ siemens-cm-1 ∝ Siemens/cm
La unidad de conductividad eléctrica es siemens/cm y siemens/metro.
Materiales de buena y mala conductividad eléctrica
| Buenos materiales de conductividad eléctrica. | Materiales de baja conductividad eléctrica. |
| Plata | Goma |
| Cobre | Vaso |
| Oro | El plastico |
| Aluminio | Madera seca |
| Zinc | Diamante |
| Níquel | Aire |
| Latón |
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