Conductor electrico
En física e ingeniería eléctrica , un conductor es un objeto o tipo de material que permite el flujo de carga ( corriente eléctrica ) en una o más direcciones. Los materiales hechos de metal son conductores eléctricos comunes. La corriente eléctrica es generada por el flujo de electrones con carga negativa, huecos con carga positiva e iones positivos o negativos en algunos casos.
Para que la corriente fluya dentro de un circuito eléctrico cerrado , no es necesario que una partícula cargada viaje desde el componente que produce la corriente (la fuente de corriente ) hasta los que la consumen (las cargas ). En cambio, la partícula cargada simplemente necesita empujar a su vecino una cantidad finita, quien empujará a su vecino, y así sucesivamente hasta que una partícula sea empujada hacia el consumidor, energizándolo así. Esencialmente, lo que está ocurriendo es una larga cadena de transferencia de impulso entre los operadores de carga móvil ; el modelo Drudede conducción describe este proceso más rigurosamente. Este modelo de transferencia de momento hace que el metal sea una opción ideal para un conductor; los metales, característicamente, poseen un mar deslocalizado de electrones que les da a los electrones suficiente movilidad para colisionar y así afectar una transferencia de impulso.
Como se discutió anteriormente, los electrones son el principal motor de los metales; sin embargo, otros dispositivos como los electrolitos catiónicos de una batería o los protones móviles del conductor de protones de una celda de combustible se basan en portadores de carga positiva. Los aisladores son materiales no conductores con pocas cargas móviles que soportan solo corrientes eléctricas insignificantes.
La resistencia de un conductor dado depende del material del que está hecho y de sus dimensiones. Para un material dado, la resistencia es inversamente proporcional al área de la sección transversal. [1] Por ejemplo, un alambre de cobre grueso tiene menor resistencia que un alambre de cobre delgado idéntico. Además, para un material dado, la resistencia es proporcional a la longitud; por ejemplo, un cable de cobre largo tiene mayor resistencia que un cable de cobre corto idéntico. La resistencia R y la conductancia G de un conductor de sección transversal uniforme, por lo tanto, se pueden calcular como [1]
donde es la longitud del conductor, medida en metros [m], A es el área de la sección transversal del conductor medida en metros cuadrados [m 2 ], σ ( sigma ) es la conductividad eléctrica medida en siemens por metro (S· m −1 ) y ρ ( rho ) es la resistividad eléctrica (también llamada resistencia eléctrica específica ) del material, medida en ohmios-metros (Ω·m). La resistividad y la conductividad son constantes de proporcionalidad y, por lo tanto, dependen solo del material del que está hecho el cable, no de la geometría del cable. La resistividad y la conductividad sonrecíprocos : . La resistividad es una medida de la capacidad del material para oponerse a la corriente eléctrica.
Esta fórmula no es exacta: supone que la densidad de corriente es totalmente uniforme en el conductor, lo que no siempre es cierto en situaciones prácticas. Sin embargo, esta fórmula aún proporciona una buena aproximación para conductores largos y delgados, como los cables.
