Conductores Eléctricos: Definición Tipos y Propiedades
Un conductor eléctrico es un material que permite que la carga eléctrica fluya a través de él con poca resistencia. Los conductores eléctricos suelen ser metales, como el cobre, la plata, el oro, el aluminio y el hierro. Tienen muchos electrones libres que pueden moverse fácilmente cuando se aplica un campo eléctrico. Los conductores eléctricos se utilizan para fabricar cables, circuitos y otros dispositivos que transportan corriente eléctrica.
¿Qué es un Conductor Eléctrico?
Un conductor eléctrico se define como un objeto o tipo de material que permite el flujo de carga en una o más direcciones. Los materiales hechos de metal son conductores eléctricos comunes, ya que los metales tienen alta conductancia y baja resistencia.
Los conductores eléctricos permiten que los electrones fluyan entre los átomos de ese material con velocidad de deriva en la banda de conducción. La banda de conducción es el nivel de energía donde los electrones pueden moverse libremente dentro del material. El conductor está formado por átomos que tienen electrones de valencia débilmente unidos que pueden excitarse por un campo eléctrico o un efecto térmico. Cuando un electrón se mueve de la banda de valencia a la banda de conducción, deja atrás un hueco positivo que también puede transportar una carga.
Los conductores eléctricos pueden ser metales, aleaciones metálicas, electrolitos o algunos no metales como el grafito y polímeros conductores. Estos materiales permiten que la electricidad (es decir, el flujo de carga) pase a través de ellos fácilmente.
¿Cómo Conduce Corriente un Conductor?
La corriente en un conductor es la tasa de flujo de carga a través de una sección transversal del conductor. La corriente es proporcional al campo eléctrico y la conductancia del material. El campo eléctrico se crea por una diferencia de potencial o voltaje a través del conductor. La conductancia es una medida de cuán fácilmente el material permite que la carga fluya a través de él.
Cuando se aplica una diferencia de potencial a través de un conductor, los electrones en la banda de conducción ganan energía y comienzan a desplazarse desde el terminal negativo al terminal positivo de la fuente de voltaje. La dirección de la corriente es opuesta a la dirección del flujo de electrones, ya que la corriente se define como el flujo de carga positiva. Los electrones colisionan con átomos y otros electrones en el conductor, lo que causa resistencia y generación de calor. La resistencia es una medida de cuánto el material se opone al flujo de carga a través de él.
La corriente en un conductor depende de varios factores, como:
La diferencia de potencial a través del conductor
La longitud y área transversal del conductor
La temperatura y composición del material
La presencia de impurezas o defectos en el material
¿Cuáles son las Propiedades de los Conductores Eléctricos?
Algunas de las principales propiedades de los conductores eléctricos son:
Tienen alta conductancia y baja resistencia
Tienen muchos electrones libres en su banda de conducción
No tienen brecha de energía entre su banda de valencia y la banda de conducción
Tienen enlaces metálicos que forman una red de iones positivos rodeados por una nube de electrones
Tienen campos eléctricos cero y densidad de carga cero en su interior
Tienen cargas libres solo en su superficie
Tienen un campo eléctrico perpendicular a su superficie
¿Cuáles son los Tipos de Conductores Eléctricos?
Los conductores eléctricos se pueden clasificar según su respuesta ohmica, que es cómo obedecen la ley de Ohm. La ley de Ohm establece que la corriente en un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial a través de él e inversamente proporcional a su resistencia.
Conductores Ohmicos
Los conductores ohmicos son materiales que siguen la ley de Ohm para cualquier diferencia de potencial y temperatura. Tienen una relación lineal entre voltaje y corriente, lo que significa que su resistencia es constante. La mayoría de los metales son conductores ohmicos en condiciones normales.
Ejemplos: Plata, cobre, aluminio, hierro, etc.
Conductores No Ohmicos
Los conductores no ohmicos son materiales que no siguen la ley de Ohm para ninguna diferencia de potencial o temperatura. Tienen una relación no lineal entre voltaje y corriente, lo que significa que su resistencia varía con el voltaje aplicado. Los conductores no ohmicos pueden exhibir resistencia negativa, donde la corriente disminuye a medida que aumenta el voltaje, o resistencia positiva, donde la corriente aumenta a medida que aumenta el voltaje, pero no proporcionalmente. Algunos conductores no ohmicos también pueden tener un voltaje umbral, por debajo del cual no fluye corriente.
Conductores Sólidos
Los conductores sólidos son materiales que tienen una forma y volumen fijos. Pueden subdividirse en conductores metálicos y no metálicos.
Conductores metálicos: Son metales o aleaciones metálicas que tienen alta conductividad y baja resistividad. Tienen una estructura de retícula de iones positivos rodeados por un mar de electrones libres. Algunos ejemplos de conductores metálicos son la plata, el cobre, el oro, el aluminio, el hierro, el latón, el bronce, etc.
Conductores no metálicos: Son no metales que tienen algunos electrones o iones libres en su estructura. Tienen menor conductividad y mayor resistividad que los metales. Algunos ejemplos de conductores no metálicos son el grafito, nanotubos de carbono, grafeno, etc.
Conductores Líquidos
Los conductores líquidos son materiales que no tienen forma fija pero sí volumen fijo. Pueden subdividirse en conductores metálicos y
