Características de los materiales conductores

CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES CONDUCTORES
Las Principales propiedades y características de los materiales conductores son:
1. Conductividad eléctrica (Resistividad eléctrica).
2. Coeficiente térmico de resistividad.
3. Conductividad térmica.
4. Fuerza electromotriz.
5. Resistencia mecánica.

2. 1. Conductividad Eléctrica (Resistividad Eléctrica)
3. La conductividad eléctricaes una propiedad vinculada a la corriente eléctrica que puede fluir por un material cuando este está sometido a un campo eléctrico.–
4. Generalmente la densidad de corriente J es proporcional al campo eléctrico:
5.
6. La constante de proporcionalidad es la conductividad eléctrica; y su recíproca es la resistividad eléctrica.–
7.
8. Sea un conductor de sección transversalconstante S por el cual circula una corriente I siendo V=(V1–V2) la diferencia de potencial entre dos puntos separados una distancia l. La densidad de corriente J y el campo eléctrico E en la barra están dados por:
9.
10. por lo tanto,
11.
12. Comparando esta expresión con la forma más usual de la Ley de Ohm se obtiene:
13.
14. de donde
15.
16. La resistenciaeléctrica es un función de la geometría del elemento, pero la resistividad es una constante del material.–
La resistencia se mide en ohmios. La resistividad se mide en:
17.

2. Coeficiente Térmico de Resistividad α
El coeficiente térmico de resistividad es una magnitud que caracteriza la variación de la resistencia en función de la temperatura.–
El valor de la resistencia de un elemento a unatemperatura t2 puede expresarse como:
Rt2 = Rt1[1+α(t2-t1)] = Rt1(1+α∆t)
siendo:
Rt1 : valor de la resistencia a temperatura
∆t : salto térmico
α : coeficiente térmico de resistividad
despejando α

El coeficiente térmico de resistividad es el aumento de resistencia por unidad de resistencia y por grado de variación de temperatura.–
En los metales, el coeficiente térmico de resistividad espositivo.–

Propiedades térmicas aproximadas de algunos materiales
La conductividad térmica es el calor que circula, en la unidad de tiempo,entre dos caras opuestas de un volumen (de dimensiones unitarias) por unidad de diferencia de temperatura entre las caras.–
Conductividad Térmica σθ
El elemento tiempo se halla incluido en la unidad de medida de potencia [watt], que es la energía porunidad de tiempo.–
La conductividad térmica σθ y el gradiente de temperatura ∂T/∂x son los factores que determinan el régimen de transmisión de calor a través de un sólido.–

Figura 1-2
Si se supone una muestra de sección constante S en la que se tiene un flujo de calorías por unidad de tiempo H (Figura 1-2) se puede escribir que:

El signo menos indica que el calor fluye de las temperaturasaltas a las bajas.–
Puede observarse que la ecuación de conducción del calor es similar a la de la conducción eléctrica.–
En los metales, a temperatura ambiente, la buena conductividad térmica va siempre acompañada de una buena conductividad eléctrica debido a que la transmisión de calor en los mismos, se debe principalmente a los electrones libres.–
La resistividad térmica es la recíproca de laconductividad, y se expresa en [ºC· cm3/watt].–
La capacidad calórica específica de un material es la energía calórica acumulada en la unidad de volumen por unidad de elevación de temperatura y puede expresarse en [Joules·/ºC].–
4. Fuerza Termoelectromotriz
Se denomina fuerza termoelectromotriz a una fuerza electromotriz que se genera en circuitos formados por dos conductores de distintosmateriales a y b cuando los correspondientes puntos de unión 1 y 2 (Figura 1–3) se encuentran a diferentes temperaturas.–

Figura 1-3. Par Termoeléctrico
Esta fuerza electromotriz inducida térmicamente se denomina también potencial de Seebeck.-
Resistencia Mecánica
Al seleccionar un conductor, además de considerar sus propiedades eléctricas, muchas veces es necesario tener en cuenta la...