Conduttività elettrica nei metalli

La conduttività elettrica nei metalli è il risultato del movimento di particelle caricate elettricamente.

Gli atomi di elementi metallici sono caratterizzati dalla presenza di elettroni di valenza - elettroni nel guscio esterno di un atomo che sono liberi di muoversi. Sono questi "elettroni liberi" che consentono ai metalli di condurre una corrente elettrica.

Poiché gli elettroni di valenza sono liberi di muoversi, possono viaggiare attraverso il reticolo che forma la struttura fisica di un metallo.

Sotto un campo elettrico, gli elettroni liberi si muovono attraverso il metallo molto simili a palle da biliardo che bussano l'una contro l'altra, passando una carica elettrica mentre si muovono.

Il trasferimento di energia è più forte quando c'è poca resistenza. Su un tavolo da biliardo, ciò si verifica quando una palla colpisce contro un'altra palla singola, passando la maggior parte della sua energia sulla palla successiva. Se una singola pallina colpisce più palline, ognuna di esse porterà solo una frazione dell'energia.

Allo stesso modo, i conduttori di elettricità più efficaci sono i metalli che hanno un singolo elettrone di valenza che è libero di muoversi e provoca una forte reazione di repulsione negli altri elettroni. Questo è il caso dei metalli più conduttivi, come argento , oro e rame , che hanno ciascuno un singolo elettrone di valenza che si muove con poca resistenza e provoca una forte reazione di respinta.

I metalli semiconduttori (o metalloidi ) hanno un numero maggiore di elettroni di valenza (di solito quattro o più) quindi, sebbene possano condurre elettricità, sono inefficienti nel compito.

Tuttavia, quando riscaldati o drogati con altri elementi, semiconduttori come il silicio e il germanio possono diventare conduttori di elettricità estremamente efficienti.

La conduzione nei metalli deve seguire la legge di Ohm, che afferma che la corrente è direttamente proporzionale al campo elettrico applicato al metallo. La variabile chiave nell'applicare la legge di Ohm è la resistività di un metallo.

La resistività è l'opposto della conduttività elettrica, valutando quanto fortemente un metallo si oppone al flusso di corrente elettrica. Questo è comunemente misurato attraverso le facce opposte di un cubo di un metro di materiale e descritto come un ohm meter (Ω⋅m). La resistività è spesso rappresentata dalla lettera greca rho (ρ).

La conduttività elettrica, d'altra parte, è comunemente misurata da siemens per metro (S⋅m ^-1 ) e rappresentata dalla lettera greca sigma (σ). Uno siemens è uguale al reciproco di un ohm.

Conduttività e resistività nei metalli

* Nota: la resistività dei semiconduttori (metalloidi) dipende fortemente dalla presenza di impurità nel materiale.

Dati origine grafico

Eddy Current Technology Inc.
URL: http://eddy-current.com/conductivity-of-metals-sorted-by-resistivity/
Wikipedia: conduttività elettrica
URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Conducibilità_elettronica