O que é um condutor elétrico

O adjetivo condutor é usado para qualificar aquilo que conduz (guia, transporta, dirige). Já elétrico , refere-se ao que a eletricidade tem, precisa ou transmite : a forma de energia que se baseia na força manifestada pela rejeição ou atração entre partículas carregadas.

Um condutor elétrico , dessa forma, é um material que permite a transmissão de eletricidade . Essa capacidade é dada pela pouca resistência que exerce antes do movimento da carga elétrica .
Existem diferentes classes de materiais que atuam como condutores elétricos. Os mais eficientes são metais como cobre , prata , ferro , alumínio e ouro . No entanto, alguns materiais não metálicos, como solução salina ou grafite , também funcionam como condutores elétricos.

Se levarmos em conta a forma como o condutor elétrico realiza seu trabalho, podemos elaborar uma classificação dos diferentes materiais que nos dá os seguintes três grupos: * Metálico : esses condutores elétricos atuam eletronicamente, pois dependem de elétrons livres para transportar cargas. Precisamente, isso pode ocorrer porque os membros desse grupo são metais e ligas; * eletrolítico : são aqueles que possuem condução de classe iônica. Isso significa que as substâncias devem passar por uma dissociação total ou parcial, para dar origem à formação de íons positivos ou negativos, os quais são responsáveis ​​por transportar as cargas. Nesse caso, uma reação química e um deslocamento da matéria ocorrem ao mesmo tempo que a corrente elétrica passa; * gasoso : como o nome indica, esses condutores elétricos são gases. Claro, não pode ser um gás qualquer, mas um que foi submetido à ionização , um processo que o torna capaz de conduzir eletricidade. Embora seja verdade que este tipo de condutor elétrico não seja muito utilizado, não podemos evitar que o próprio ar (um gás que nos rodeia constantemente) atue desta forma, por exemplo, quando se trata de descargas elétricas e raios, entre outros casos . A nível industrial e doméstico, o condutor elétrico mais utilizado é o cobre . Isso se deve à relação entre seu custo e sua habilidade como motorista. É por isso que os cabos de cobre são usados ​​com muita frequência.

Deve-se notar que os condutores elétricos conduzem eletricidade de um ponto a outro; podem modificar a tensão quando se constituem como transformadores; e permitir a criação de campos eletromagnéticos pela formação de eletroímãs e bobinas.

Veja o caso de uma televisão que precisa de corrente elétrica para funcionar. O aparelho possui um cabo para fazer a ligação a uma tomada, formando assim um circuito elétrico. O cabo de TV é composto por um condutor elétrico de um ou mais fios, envolto por uma camada de enchimento e protegido por um isolamento e uma capa que fornece proteção mecânica. Uma das operações que os técnicos devem realizar com grande frequência ao trabalhar com condutores elétricos é medir seu nível de condutividade. Para isso, eles podem usar vários instrumentos e técnicas; a grosso modo, podemos dizer que a medição convencional consiste em aplicar uma tensão entre dois eletrodos e então calcular a resistência da solução.

Soluções com alto grau de condutividade elétrica geram correntes mais altas. Para que a intensidade da corrente seja contida em uma solução com essas características, devemos diminuir a superfície da sonda ou aumentar a distância entre os dois pólos. Por isso, é necessário utilizar sondas que se adaptem às faixas de medição de cada teste.

Um condutor elétrico é um corpo capaz de passar uma corrente elétrica . Freqüentemente, um bom condutor de eletricidade também é um bom condutor de calor. Em contraste, um isolador elétrico é um corpo que não permite a passagem de corrente elétrica. O isolamento também costuma ser um mau condutor de calor.

Vários tipos de materiais são condutores muito bons:

  • Geralmente, os metais são condutores de eletricidade , sendo os melhores a prata , o cobre e o ouro , mas, devido ao seu preço, a prata e o ouro raramente são usados ​​como condutores de eletricidade. Porém, no processamento de dados e na eletrônica, o ouro é utilizado, em camada delgada, para cobrir e proteger da corrosão os condutores de cobre ou prata dos circuitos impressos e seus conectores (o que permite eliminar as resistências de contato que encontramos nos conectores e contatos em cobre oxidado);
  • a água é um bom condutor desde que contenha algumas impurezas.Em particular, a água salgada é um condutor natural de eletricidade.

Pelo contrário, outros materiais são isolantes muito bons:

  • o ar ( seco ) é um excelente isolante;
  • a maioria dos materiais de construção ( por exemplo, gesso ou concreto ) quando secos também são isolantes;
  • plásticos são isolantes. Os fios elétricos de metal são então cobertos com uma bainha de plástico isolante para protegê-los de curtos-circuitos (ver foto ao lado);
  • a madeira seca é um isolante (térmico e elétrico), a umidade natural pode torná-la condutora;
  • a água no estado puro é um isolante devido à ausência de íons e impurezas.

Semicondutores

Os semicondutores frequentemente usados ​​em eletrônica têm a distinção de serem isolados, mas podem ser facilmente obtidos por dopagem de motoristas ou por acionamento elétrico. Esta característica foi evidenciada com os primeiros díodos e as primeiras estações Galena TSF e é hoje demonstrada com todos os circuitos integrados presentes em quase todos os dispositivos eletrónicos (rádio, TV, telefone, computadores e seus dispositivos. Periféricos,  etc. ).

Supercondutores

O que é um condutor elétrico

Ímã em levitação magnética sobre um supercondutor graças ao efeito Meissner .

Os materiais supercondutores são excelentes condutores de eletricidade assim que certas condições são satisfeitas (em particular a temperatura). A supercondutividade permitiria transportar eletricidade sem nenhuma perda de energia, as aplicações potenciais seriam muito importantes se a infraestrutura necessária ao seu funcionamento não fosse tão cara. Portanto, eles só são usados ​​em casos específicos onde o custo não é o principal critério de escolha, como o acelerador de partículas do CERN que exige campos magnéticos muito altos, mas nos eletroímãs de ressonância magnética.

Supercondutores são materiais que possuem duas características:

Supercondutividade descoberto no início XX th  século e é vulgarmente chamado "de supercondutividade convencional", ocorre a temperaturas muito baixas, perto de zero absoluto ( -273,15  ° C ). Em 2008, supercondutores de “alta temperatura” ( apenas 55  K ) foram descobertos. Em 2013, dois físicos russos propuseram um novo caminho combinando supercondutores e metamateriais convencionais .

Resistividade

Os materiais condutores são mais ou menos resistentes  :

  • os metais são resistentes à passagem da eletricidade que tem o efeito de os fazer, mais ou menos, aquecer de acordo com a sua resistividade . Por isso é recomendável desenrolar um rolo de cabo quando ele estiver carregando uma corrente forte. O calor libertado pelo cabo é assim evacuado de forma mais eficiente, o que limita o aumento da temperatura deste e a degradação, ou mesmo derretimento, do seu isolamento;
  • o corpo humano também possui uma condutividade que depende de diversos parâmetros ( água , estresse , umidade da pele ,  etc. ).

Notas e referências

Notas

  1. Água absolutamente pura é um isolante.

Referências

  1. Condutores elétricos , no site physique-chimie-college.fr
  2. ↑ a e b Definição de motorista , no site mediadico.com - consultado sobre 11 de outubro de 2012
  3. A água é um bom condutor? , no site je-comprends-enfin.fr
  4. P: A madeira pode conduzir eletricidade? “Cópia arquivada” (versão de 6 de agosto de 2018 no Internet Archive ) , no site maisondesservices.com
  5. Ver "Les supras en IRM" , em superconductivite.fr, acessado em 26 de março de 2017
  6. Kamerlingh Onnes , em superconductivite.fr, acessado em 22 de julho de 2016.
  7. Uma nova família de supercondutores de alta temperatura crítica: supercondutores à base de ferro , em jussieu.fr, acessado em 26 de agosto de 2016.
  8. Supercondutores de alta temperatura com metamateriais. , em futura-sciences.com de 9 de dezembro de 2013, acessado em 26 de agosto de 2016.
  9. Resistance in a metal , no site superconductivite.fr, acessado em 26 de agosto de 2016.
  10. Efeitos no corpo humano , no site hydroquebec.com