Conductores eléctricos
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Conductores eléctricos

Un Conductor eléctrico es un material capaz de transportar una corriente eléctrica eficientemente. Visto de otro modo, su Resistencia eléctrica es muy pequeña, por lo que una carga puede viajar casi libremente a través de este material.

La capacidad de los metales para conducir la electricidad se explica a partir de la teoría del orbital molecular. Para comprender mejor las propiedades de conductividad de los metales, es necesario aplicar los conocimientos de mecánica cuántica.

La Teoría de bandas es la que se aplica para estudiar la conductividad eléctrica. Se llama así porque establece que los electrones deslocalizados se mueven libremente a través de las “bandas” que se forman por el traslape o solapamiento de los orbitales moleculares.

Metales como Conductores

Los metales se caracterizan por su alta conductividad eléctrica. En un cristal metálico, los átomos están empaquetados muy cerca unos de otros, por lo que los niveles energéticos de cada átomo se ven afectados por los de los átomos vecinos, lo que da como resultado el traslape o solapamiento de orbitales.

Aluminio, un buen conductor eléctrico

Estos orbitales tienen energías tan parecidas que quedan mejor descritos como una banda. Los niveles energéticos llenos y tan parecidos forman la banda de valencia.

La mitad superior de los niveles energéticos corresponde a los orbitales moleculares deslocalizados y vacíos de electrones, que se forman por el solapamiento de orbitales. Este conjunto de niveles vacíos cercanos tiene como nombre banda de conducción.

Hay que considerar un cristal metálico como un conjunto de iones positivos inmerso en un mar de electrones de valencia deslocalizados. La gran fuerza de cohesión que resulta de la deslocalización es, en parte, responsable de la dureza que se manifiesta en la mayoría de los metales.

Debido a que la banda de valencia y la banda de conducción son adyacentes entre sí, la cantidad de energía que se requiere para promover un electrón de valencia a la banda de conducción es casi nula, despreciable.

Una vez aquí, el electrón puede desplazarse con libertad a través de todo el metal, ya que la banda de conducción no tiene electrones. Esta libertad de movimiento explica el hecho de que los metales sean buenos conductores, es decir que sean capaces de conducir la corriente eléctrica.

El Cobre (Cu), el Aluminio (Al) y la Plata (Ag) son buenos conductores. Cuando estos materiales se cargan en alguna pequeña región, la carga rápido se distribuye sobre toda la superficie del conductor.

Conductor Cobre

Si se sostiene una barra de cobre con la mano y se frota con lana o cualquier piel, la barra no atraerá a un pequeño pedazo de papel. Esto podría sugerir que no se puede cargar un metal. Por otro lado, si se sostiene la barra de cobre con un mango de lucita y después se frota, la barra permanecerá cargada y atraerá al trozo de papel.

Esto se puede explicar al observar que en el primer caso, la carga eléctrica producida por frotamiento pasa con facilidad del cobre a nuestra mano y, finalmente, hacia la tierra. En el segundo caso, el mango aislador de lucita evita el flujo de la carga hacia la tierra.

Conductividad eléctrica

La Conductividad eléctrica es la propiedad que caracteriza a los conductores. Es la capacidad de este material para transportar la corriente eléctrica. Su unidad de medida es el Siemens por metro (S/m).

Conductores más importantes

La Plata (Ag) y el Oro (Au) son los mejores conductores eléctricos que hay. Sin embargo, al ser muy costosa su aplicación, es el Cobre (Cu) el que, en lugar de ellos, se usa para construir las líneas de suministro eléctrico en las ciudades.

Oro, uno de los mejores conductores eléctricos

El Aluminio (Al) es otro de los conductores más importantes, utilizándose para fines más sencillos, como los experimentales y caseros.

Los conductores más utilizados además de los metales son los Electrolitos. Los electrolitos son soluciones acuosas de sustancias iónicas. Las sustancias iónicas en el Agua se disocian en sus partículas cargadas, propiciando el transporte de cargas eléctricas a través del medio líquido.

Semiconductores

Los Semiconductores constituyen una clase de materiales cuyas propiedades eléctricas se encuentran entre las correspondientes a los aislantes y los conductores. El Silicio (Si) y el Germanio (Ge) son ejemplos conocidos de semiconductores que se utilizan  con frecuencia en la fabricación de una gran variedad de dispositivos electrónicos.

Ejemplos de Conductores eléctricos

Oro (Au)

Plata (Ag)

Cobre (Cu)

Platino (Pt)

Aluminio (Al)

Niquel (Ni)

Tungsteno (W)

Zinc (Zn)

Cromo (Cr)

Cadmio (Cd)

Litio (Li)

Solución de Cloruro de Sodio (NaCl)

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Por : Morris

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