Conductor eléctrico es una sustancia o material que permite que los electrones fluyan átomo al átomo de ese material con velocidad de deriva en la banda de conducción contra un pequeño resistencia que ofrece esa sustancia.
Conductor eléctrico pueden ser metales, aleaciones metálicas, electrolitos o algunos no metales como el grafito y el polímero conductor.
¿Cómo conduce la corriente un conductor?
La sustancia de la conductor eléctrico el átomo no debe tener ningún hueco de energía entre su banda de valencia y la banda de conducción. Los electrones exteriores de la banda de valencia están vagamente unidos a la átomo. Cuando un electrón se excita debido a una fuerza electromotriz o un efecto térmico, se mueve de su banda de valencia a la banda de conducción. La banda de conducción es la banda en la que este electrón obtiene su libertad para moverse en cualquier parte del conductor. El conductor está formado por átomos. Por lo tanto, en conjunto, la banda de conducción es abundante en electrones.
En otras palabras, se puede decir que las uniones metálicas están presentes en los conductores. Estos enlaces metálicos se basan en la estructura de los iones metálicos positivos. Estas estructuras están rodeadas por una nube de electrones.
Cuando un diferencia de potencial se produce en el conductor a través de dos puntos, los electrones obtienen suficiente energía para fluir de una potencia menor a una mayor en esta banda de conducción contra un pequeño resistencia que ofrece este material conductor. La electricidad o la corriente fluye en la dirección opuesta al flujo de los electrones.
¿Cómo fluye un electrón a través de un conductor?
Los electrones no se mueven ni fluyen en línea recta. En un conductor, los electrones se mueven de un lado a otro o a una velocidad aleatoria, es decir, se llama Velocidad de deriva (Vd) o la velocidad media. Debido a esta velocidad de deriva, los electrones colisionan en todo momento con átomos u otro electrón en la banda de conducción del conductor. La velocidad de deriva es bastante pequeña, ya que hay tantos electrones libres. Podemos estimar la densidad de los electrones libres en un conductor, por lo que podemos calcular la velocidad de deriva para un determinado actual. Cuanto mayor es la densidad, menor es la velocidad requerida para una corriente determinada.
En el Conductor, el flujo de los electrones está en contra de la Campo eléctrico (E).
Propiedades del conductor
Las principales propiedades que debe tener un conductor son las siguientes:
- Un conductor siempre permite el libre movimiento de electrones o iones.
- El campo eléctrico dentro de un conductor debe ser cero para permitir que los electrones o iones se muevan a través del conductor.
- La densidad de carga en el interior de un conductor es cero, es decir, las cargas positivas y negativas se cancelan en el interior de un conductor.
- Como no hay carga en el interior del conductor, sólo pueden existir cargas gratuitas en la superficie de un conductor.
- El campo eléctrico es perpendicular a la superficie de ese conductor.
Tipo de los conductores
En general, los conductores pueden clasificarse en función de la respuesta óhmica. Son
Conductores óhmicos
Este tipo de conductores siempre siguen Ley de Ohms (V I)
El gráfico V vs. I da una línea recta siempre.
Ejemplo
Aluminio, plata, cobre, etc.
Conductores no óhmicos
Este tipo de conductores nunca siguen la Ley de Ohms (V I)
El gráfico V vs. I no da una línea recta, es decir, un gráfico no lineal.
Ejemplo
LDR (Resistencia dependiente de la luz), DiodoFilamento de Bulbo, Termistores etc.
A continuación se presentan los ejemplos de conductores
Conductor Sólido
- Conductor metálico: Plata, cobre, aluminio, oro, etc.
- Conductor no metálico: Grafito
- Conductor de aleación: Latón, bronce, etc.
Conductor de Líquidos
- Conductor metálico: Mercurio
- Conductor no metálico: Agua salina, solución ácida, etc.
NB:
- El conductor de cobre es el material más común usado para el cableado eléctrico.
- El conductor de oro se usa para contactos de alta calidad de superficie a superficie.
- Silver es el mejor director de la lista de directores.
- El agua impura figura en la lista de conductores, pero tiene menos conductividad.
¿Cuál es la carga de un conductor durante el transporte de la electricidad?
A conductor conductor de corriente en cualquier caso es con carga cero. Esto se debe a que en cualquier caso el número de electrones (a velocidad de deriva) es igual al número de protones en este conductor. Así que la carga neta es cero.
Supongamos que un conductor está conectado a través de un bateríaes decir, el extremo positivo y el negativo están conectados con un conductor. Ahora los electrones fluyen a través del conductor desde el extremo negativo al positivo de la batería. Este flujo de electrones es posible hasta que esta batería tenga capacidad de producir EMF mediante una reacción química en su interior.
En esa situación, ¿el conductor tiene una carga positiva o negativa?
Sólo piensa que aquí el director es el medio a través del cual las cargas pueden pasar de un electrodo a otro de la batería. Los electrones se deshacen del lado negativo de la batería y entran en la banda de conducción del conductor donde ya hay muchos electrones de valencia de los átomos conductores. Los electrones libres comienzan el viaje en movimiento de deriva (hacia el electrodo positivo de la batería) de átomo a átomo en la banda de conducción. En cualquier caso, cada átomo mantiene una carga nula debido a que los electrones de deriva de los átomos adyacentes llenan sus huecos de electrones de la banda de valencia y esto ocurre continuamente, es decir, el número total de electrones es igual al número de protones en el conductor en cualquier momento. Ahora la tasa de cambio de carga (q) con respecto al tiempo (t) se llama corriente (I),
Esta tasa de cambio de carga con respecto al tiempo se produce. En el sentido de la Convención, la corriente (I) fluye en dirección opuesta al flujo de electrones.
Cuando se retira el conductor de la bateríaeste conductor no contiene ninguna partícula de carga, pero los CEM permanecen presentes a través de los electrodos de la batería con polaridad positiva y negativa sin flujo de electrones.
Efecto de la temperatura en un conductor
Cuanto mayor sea el efecto de la temperatura, mayor será la vibración en las moléculas conductoras. Esto impide que los electrones fluyan, es decir, que los electrones se obstruyan para fluir suavemente a través del conductor. Así, la conductividad disminuye gradualmente con el aumento de la temperatura.
De nuevo, el aumento de la temperatura rompe algunos enlaces en las moléculas conductoras y libera algunos electrones. Estos electrones son menos en número. En conjunto, se puede decir que el aumento de la temperatura de oposición contra el electrón a la deriva aumenta en el director.
