Condutores Elétricos: Definição Tipos e Propriedades

Um condutor elétrico é um material que permite a passagem de carga elétrica com pouca resistência. Os condutores elétricos são geralmente metais, como cobre, prata, ouro, alumínio e ferro. Eles possuem muitos elétrons livres que podem se mover facilmente quando um campo elétrico é aplicado. Os condutores elétricos são usados para fazer fios, cabos, circuitos e outros dispositivos que transportam corrente elétrica.

O que é um Condutor Elétrico?

Um condutor elétrico é definido como um objeto ou tipo de material que permite o fluxo de carga em uma ou mais direções. Materiais feitos de metal são comuns condutores elétricos, pois os metais têm alta condutância e baixa resistência.

Os condutores elétricos permitem que os elétrons fluam entre os átomos desse material com velocidade de deriva na banda de condução. A banda de condução é o nível de energia onde os elétrons podem se mover livremente dentro do material. O condutor é formado por átomos que têm elétrons de valência fracamente ligados que podem ser excitados por um campo elétrico ou um efeito térmico. Quando um elétron se move da banda de valência para a banda de condução, ele deixa para trás um buraco positivo que também pode carregar uma carga.

Os condutores elétricos podem ser metais, ligas metálicas, eletrolitos ou alguns não-metais como grafite e polímeros condutivos. Esses materiais permitem que a eletricidade (ou seja, o fluxo de carga) passe através deles facilmente.

Como um Condutor Conduz Corrente?

A corrente em um condutor é a taxa de fluxo de carga através de uma seção transversal do condutor. A corrente é proporcional ao campo elétrico e à condutância do material. O campo elétrico é criado por uma diferença de potencial ou voltagem através do condutor. A condutância é uma medida de quão facilmente o material permite que a carga flua através dele.

Quando uma diferença de potencial é aplicada a um condutor, os elétrons na banda de condução ganham energia e começam a derivar do terminal negativo para o terminal positivo da fonte de voltagem. A direção da corrente é oposta à direção do fluxo dos elétrons, pois a corrente é definida como o fluxo de carga positiva. Os elétrons colidem com átomos e outros elétrons no condutor, o que causa resistência e geração de calor. A resistência é uma medida de quão muito o material opõe-se ao fluxo de carga através dele.

A corrente em um condutor depende de vários fatores, tais como:

• A diferença de potencial através do condutor

• O comprimento e a área de seção transversal do condutor

• A temperatura e a composição do material

• A presença de impurezas ou defeitos no material

Quais são as Propriedades dos Condutores Elétricos?

Algumas das principais propriedades dos condutores elétricos são:

• Eles têm alta condutância e baixa resistência

• Eles têm muitos elétrons livres em sua banda de condução

• Eles não têm lacuna de energia entre sua banda de valência e banda de condução

• Eles têm ligações metálicas que formam uma rede de íons positivos cercada por uma nuvem de elétrons

• Eles têm campos elétricos zero e densidade de carga zero no interior deles

• Eles têm cargas livres apenas na sua superfície

• Eles têm um campo elétrico perpendicular à sua superfície

Quais são os Tipos de Condutores Elétricos?

Os condutores elétricos podem ser classificados com base em sua resposta ôhmica, que é como eles obedecem à lei de Ohm. A lei de Ohm afirma que a corrente em um condutor é diretamente proporcional à diferença de potencial através dele e inversamente proporcional à sua resistência.

Condutores Ôhmicos

Condutores ôhmicos são materiais que seguem a lei de Ohm para qualquer diferença de potencial e temperatura. Eles têm uma relação linear entre tensão e corrente, o que significa que sua resistência é constante. A maioria dos metais são condutores ôhmicos em condições normais.

Exemplos: Prata, cobre, alumínio, ferro, etc.

Condutores Não-Ôhmicos

Condutores não-ôhmicos são materiais que não seguem a lei de Ohm para qualquer diferença de potencial ou temperatura. Eles têm uma relação não-linear entre tensão e corrente, o que significa que sua resistência varia com a tensão aplicada. Condutores não-ôhmicos podem exibir resistência negativa, onde a corrente diminui conforme a tensão aumenta, ou resistência positiva, onde a corrente aumenta conforme a tensão aumenta, mas não proporcionalmente. Alguns condutores não-ôhmicos também podem ter uma tensão de limiar, abaixo da qual nenhuma corrente flui.

Condutores Sólidos

Condutores sólidos são materiais que têm forma e volume fixos. Eles podem ser divididos ainda mais em condutores metálicos e não metálicos.

• Condutores metálicos: Estes são metais ou ligas metálicas que têm alta condutividade e baixa resistividade. Eles têm uma estrutura de rede de íons positivos cercada por um mar de elétrons livres. Alguns exemplos de condutores metálicos são prata, cobre, ouro, alumínio, ferro, latão, bronze, etc.

• Condutores não metálicos: Estes são não-metais que têm alguns elétrons ou íons livres em sua estrutura. Eles têm menor condutividade e maior resistividade do que os metais. Alguns exemplos de condutores não metálicos são grafite, nanotubos de carbono, grafeno, etc.

Condutores Líquidos

Condutores líquidos são materiais que não têm forma fixa, mas têm volume fixo. Eles podem ser divididos ainda mais em