Conductivitat elèctrica
 |
Esta pàgina de desambiguació enumera artículs que tenen títuls similars. |
La conductivitat elèctrica (símbol σ) és la mida de la capacitat d'un material o substància per a deixar passar la corrent elèctrica a través d'ell.[1] La conductivitat depén de l'estructura atòmica i molecular del material. Els metalés són bons conductors perque tenen una estructura en molts electrons en vínculs dèbils, i açò permet el seu moviment. La conductivitat també depén d'atres factors físics del propi material, i de la temperatura.
La conductivitat és inversa de la resistividad (símbol ρ); per tant, , i la seua unitat és el S/m (siemens per metro) o Ω−1/m. Usualment, la magnitut de la conductivitat és la proporcionalitat entre el camp elèctric i la densitat de corrent de conducció :
Història
[editar | editar còdic]El físic anglés Stephen Gray (1666-1736) va estudiar principalment la conductivitat elèctrica dels cossos i, despuix de molts experiments, va anar el primer en 1729 en transmetre electricitat a través d'un conductor. En els seus experiments va descobrir que per a que l'electricitat, o els "efluvios" o "virtut elèctrica", com ell la va cridar, poguera circular pel conductor, est tenia que estar aïllat de terra. Posteriorment va estudiar atres formes de transmissió i, junt en els científics G. Wheler i J. Godfrey, va classificar els materials en conductors i aïllants de l'electricitat.
Conductivitat elèctrica en diferents mijos
[editar | editar còdic]Els mecanismes de conductivitat diferixen entre els tres estats de la matèria. Per eixemple en els sòlits els àtoms com tal no són lliures de moure's i la conductivitat es deu als electrons. En els metals existixen electrons cuasi-lliures que es poden moure molt lliurement per tot el volum, en canvi en els aïllants, molts d'ells són sòlits iònics.
Conductivitat en mijos líquits
[editar | editar còdic]La conductivitat electrolítica en mijos líquits està relacionada en la presència de sales en dissolució, la dissociació de les quals genera ionés positius i negatius capaços de transportar la energia elèctrica si se somet el líquit a un camp elèctric. Estos conductors iònics es denominen electrolitos o conductors electrolítics.
Les determinacions de la conductivitat reben el nom de determinacions conductométricas i tenen moltes aplicacions com, per eixemple:
- en la electrólisis, ya que el consum d'energia elèctrica en este procés depén en gran mida d'ella;
- en els estudis de laboratori per a determinar el contingut de sals de vàries solucions durant l'evaporament de l'aigua (per eixemple en l'aigua de calderes o en la producció de llet condensada);
- en l'estudi de les basicidades dels àcit, ya que poden ser determinades per medicions de la conductivitat;
- per a determinar les solubilidades d'electròlits escassament solubles i per a trobar concentracions d'electròlits en solucions per titulació.
La base de les determinacions de la solubilidad és que les solucions saturades d'electròlits escassament solubles poden ser considerades com infinitament diluïdes. Medint la conductivitat específica de semblant solució i calculant la conductivitat equivalent segons ella, es troba la concentració de l'electròlit, és dir, el seu solubilidad.
Un método pràctic sumament important és el de la titulació conductométrica, o siga la determinació de la concentració d'un electròlit en solució per la medició de la seua conductivitat durant la titulació. Este método resulta especialment valiós per a les solucions térboles o fortament coloreadas que en freqüència no poden ser titulades en l'ocupació d'indicadors.
La conductivitat elèctrica s'utilisa per a determinar la salinitat (contingut de sals) de sols i substrats de cultiu, per a lo que es dissolen en aigua i es medix la conductivitat del mig líquit resultant. Sol estar referenciada a 25 °C i el valor obtingut deu corregir-se en funció de la temperatura. Coexistixen moltes unitats d'expressió de la conductivitat per a este fi, encara que les més utilisades són dS/m (deciSiemens per metro), mmhos/cm (milimhos per centímetro) i segons els organismes de normalisació europeus ms/m (miliSiemens per metro). El contingut de sals d'un sol o substrat també es pot expressar per la resistividad (se solia expressar aixina en França abans de l'aplicació de les normes INEN).
Conductivitat en mijos sòlits
[editar | editar còdic]Segons la teoria de bandes d'energia en sòlits cristalins, són materials conductors aquells en els que les bandes de valència i conducció se superponen, formant-se un «núvol» d'electrons lliures causant de la corrent en sometre al material a un camp elèctric. Estos mijos conductors es denominen conductors elèctrics.
La Comissió Electrotécnica Internacional va definir com a patró de la conductivitat elèctrica:
- «Un fil de coure d'1 metro de llongitut i un gram de massa, que dona una resistència de 0,15388 Ω a 20 °C» al que va assignar una conductivitat elèctrica de 100 % IACS (International Annealed Copper Standard, Estàndart Internacional de coure recocido). A tota aleació de coure en una conductivitat major que 100 % IACS se li denomina d'alta conductivitat (H.C. per les seues sigles angleses).
Algunes conductivitat elèctriques
[editar | editar còdic]| Tipo | Material | Conductivitat elèctrica
(S·m−1) |
Temperatura (°C) | Notes |
|---|---|---|---|---|
| Conductors | Grafeno | 98,7 &claves; 106 | 20 | El millor conductor conegut[2] |
| Argent | 63,0 &claves; 106 | 20 | La conductivitat elèctrica més alta de qualsevol metal | |
| Coure | 59,6 &claves; 106 | 20 | El conductor més usat per a la gestió i transport de l'energia elèctrica | |
| Coure recocido | 58,0 &claves; 106 | 20 | Es referix a 100 % IACS (Estàndart Internacional de Coure Recocido, de les seues sigles en anglés: International Annealed Copper Standard). Esta és l'unitat més comuna usada per a medir la conductivitat de materials no magnètics usant el método de les corrents de Foucault (corrents paràsites) | |
| Or | 45,5 &claves; 106 | 20-25 | ||
| Alumini | 37,8 &claves; 106 | 20 | ||
| Wolframio | 18,2 &claves; 106 | |||
| Ferro | 15,3 &claves; 106 | |||
| Semiconductors | Carbono | 2,80 &claves; 104 | ||
| Germani | 2,20 &claves; 10−2 | |||
| Silici | 1,60 &claves; 10−5 | |||
| Aïllants | Vidre | 10−10 a 10−14 | ||
| Lucita | < 10−13 | |||
| Mica | 10−11 a 10−15 | |||
| Teflón | < 10−13 | |||
| Cuarzo | 1,33 &claves; 10−18 | Solament si està fos, en estat sòlit és un semiconductor. | ||
| Parafina | 3,37 &claves; 10−17 | |||
| Líquits | Aigua de mar | (Entre 1,7 i 5,9 en funció de salinitat i temperatura) |
23 | Vore: Kayelaby para més detalls sobre les distintes classes de l'aigua marina.
5(S·m−1) per a una salinitat promig de 35 g/kg al voltant de 23 °C |
| Aigua potable | 0,0005 a 0,05 | Este ranc de valors és típic de l'aigua potable d'alta calitat encara que no és un indicador de la calitat de l'aigua. | ||
| Aigua desionizada | 5,5 &claves; 10−6 | 1,2 &claves; 10−4 en aigua sense gas; vore J. Phys. Chem. B 2005, 109, 1231-1238 |
- Conductivitat dels metals
Conductivitat elèctrica de metals purs[3] a temperatures entre 273 i 300K (106 S⋅m−1):
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Química II. Manual d'activitats experimentals per a l'alumne, p. 56 (en Google Llibres)
- ↑ «Show Electrons Ca Travel More Than 100 Claves Faster in Graphene». Newsdesk.umd.edu (2008-03-24). Archivat des d'el original, el 19 de setembre de 2013. Consultat el 3 de febrer de 2014.
- ↑ .
- Este artícul conté una traducció derivada de «Conductividad eléctrica» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.