Conductividad electrica

Conductividad eléctrica

Partiendo de la Ley de Ohm, V = I R (Ec. 1)
donde V es el voltaje (V), I es la corriente en amps. (A) y R es la resistencia en Ohms (Ω) presentada al flujo de corriente.

Esta ley es aplicable a la mayoría (no a todos) de los materiales.

La resistencia (R) de un resistor es una característica del tamaño, forma y propiedades de losmateriales.
[pic] (Ec. 2)
Donde: l es la longitud (cm) del resistor, A es el área transversal (cm2) del resistor, ρ es la resistividad eléctrica (ohm-1 ∙ cm-1).
La magnitud de la resistencia depende de las dimensiones del resistor, así como de la microestructura y de la composición del material. Y σ es la conductividad o resistividad eléctrica y también es el recíproco de laρ. No dependen de las dimensiones del material; por tanto, la resistividad o conductividad nos permite comparar materiales diferentes.
[pic]
Fig. 1 Clasificación de los materiales electrónicos más comunes

La Resistividad es una propiedad sensible a la microestructura, similar a la resistencia a la cedencia,. Por ejemplo, la resistividad el cobre puro es mucho mayor a la del cobrecomercialmente puro, ya que las impurezas presentes en el cobre comercial, dispersan los electrones y contribuyen a una mayor resistividad.

Es importante hacer nota que la resistividad del BaTiO3 puede variar dependiendo de manera significativa de la presencia de impurezas, dopantes, poros, así como otras características microestructurales.
En componentes diseñados para conducir energía eléctrica, esimportante minimizar las pérdidas, no sólo para conservar la energía sino también para minimizar el calentamiento.
La energía eléctrica (P, en watts) perdida cuando fluye una corriente a través de una resistencia está dada por: P = VI = 12 R
Una resistencia R elevada da como resultado pérdidas de energía mayores. Estas pérdidas eléctricas también se conocen como pérdidas térmicas de Joule.[pic]
Fig. 2 (a) los portadores de carga, como los electrones, son desviados por los átomos o por defectos de red, siguiendo una trayectoria irregular a través de un conductor. La velocidad promedio a la cual se mueven los portadores es la velocidad de deriva [pic]. (b) Los electrones de valencia en la unión metálica se mueven con facilidad. (c) Los enlaces covalentes en losmateriales semiconductores y en los aislantes deben romperse para que los electrones puedan moverse. (d) En muchos materiales enlazados iónicamente, es necesario que se difundan iones completos para transportar carga.
Mediante la combinación de las ecuaciones 1 y 2 se obtiene una segunda forma de la ley de Ohm:
[pic] (Ec. 3)
Si definimos I/A como la densidad de la corriente J (A/cm2) yV/l como el campo eléctrico E (V/cm), entonces
J = σ E (Ec. 4)
También podemos determinar que la densidad de corriente J es
J = n ∙ q ∙ [pic] (Ec. 5)
Donde n es el número de portadores de carga (portadores/cm3), q es la carga en cada uno de los portadores (1,6 x10-19C), y [pic] es la velocidad de deriva o arrastre promedio (cm/s) a la cual se mueven los portadoresde carga (figura 2 (a). Por tanto:

σE = nq[pic] ó σ = nq[pic] (Ec. 6)

Se hace la distinción entre el movimiento de átomos, moléculas, iones, electrones, huecos, etc. Producidos por gradientes de concentración y de temperatura (difusión) o alguna otra fuerza impulsora como gradientes de densidad, campo eléctrico o campo magnético. El movimiento de partículas, átomos,iones, electrones, huecos, etc, bajo las fuerzas impulsoras distintas a la difusión, se llama arrastre o deriva ara el caso de transporte de carga.
El movimiento de iones de una solución bajo un campo eléctrico, produce capas delgadas de metales y aleaciones. A este proceso se le llama electrodeposición (o galvanoplastia). El principio básico de este proceso también se usa en la extracción y...