Tabla de conversiones

Propiedades y 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.
1. Conductividad Eléctrica (Resistividad Eléctrica)
La conductividad eléctricaes una propiedad vinculada a la corriente eléctrica que puede fluir por un material cuando este está sometido a un campo eléctrico.–
Generalmente la densidad de corriente J es proporcional al campo eléctrico:

La constante de proporcionalidad es la conductividad eléctrica; y su recíproca es la resistividad eléctrica.–

Sea un conductor de sección transversal constante S por el cual circulauna 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:

por lo tanto,

Comparando esta expresión con la forma más usual de la Ley de Ohm se obtiene:

de donde

La resistencia eléctrica es un función de la geometría del elemento, pero la resistividad es una constantedel material.–
La resistencia se mide en ohmios. La resistividad se mide en:

2. Coeficiente Térmico de Resistividad α
El coeficiente térmico de resistividad es una magnitud (o característica) que caracteriza la variación de la resistencia en función de la temperatura.–
El valor de la resistencia de un elemento a una temperatura 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 es positivo.–

Propiedades térmicas aproximadas de algunos materiales
Laconductividad 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.–
3. Conductividad Térmica σθ
El elemento tiempo se halla incluido en la unidad de medida de potencia [watt], que es la energía por unidad de tiempo.–
La conductividad térmica σθ y el gradiente detemperatura ∂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 temperaturas altas a las bajas.–
Puede observarse que la ecuación de conducción delcalor 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 la conductividad, y se expresa en [ºC· cm3/watt].–
La capacidadcalórica 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 Termo electromotriz
Se denomina fuerza termo electromotriz a una fuerza electromotriz que se genera en circuitos formados por dos conductores de distintos materiales 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.-

Serie de tensiones termoeléctricas referidas al platino (tensiones medias para el dominio de temperatura comprendida entre 0ºC y 100ºC; en la soldadura caliente la corriente se dirige del bismuto al platino; es decir,...