Cos'è conducibilità elettrica?

Conducibilità Elettrica

La conducibilità elettrica è una proprietà intrinseca di un materiale che misura la sua capacità di condurre una corrente elettrica. Più alta è la conducibilità, più facilmente il materiale permette il flusso di elettroni. È l'inverso della resistività elettrica.

• Definizione: La conducibilità (simbolo σ, sigma) è definita come il rapporto tra la densità di corrente (J) e il campo elettrico (E): σ = J/E.

• Unità di Misura: L'unità di misura SI della conducibilità è il siemens per metro (S/m). A volte viene usata anche l'unità mho/m (ohm⁻¹⋅m⁻¹).

• Fattori che Influenzano la Conducibilità:

  • Materiale: Diversi materiali hanno diverse conducibilità intrinseche. Ad esempio, i metalli come rame e argento sono ottimi conduttori, mentre materiali come la gomma e il vetro sono isolanti.
  • Temperatura: La conducibilità dei metalli generalmente diminuisce con l'aumentare della temperatura a causa dell'aumento delle vibrazioni degli atomi che ostacolano il flusso di elettroni. Nei semiconduttori, invece, la conducibilità può aumentare con la temperatura.
  • Impurità: La presenza di impurità in un materiale può influenzare la sua conducibilità. In alcuni casi, le impurità possono aumentare la conducibilità (ad esempio, drogaggio dei semiconduttori), mentre in altri casi possono diminuirla.
  • Struttura Cristallina: La struttura cristallina di un materiale influisce sul modo in cui gli elettroni si muovono attraverso il materiale. Difetti cristallini possono ridurre la conducibilità.
  • Campo Magnetico: In alcuni materiali, un campo magnetico può influenzare la conducibilità (effetto magnetoresistivo).

• Applicazioni: La conducibilità elettrica è una proprietà fondamentale in molte applicazioni ingegneristiche e scientifiche. Ad esempio:

  • Cavi elettrici: I cavi elettrici sono realizzati con materiali ad alta conducibilità, come il rame o l'alluminio, per minimizzare le perdite di energia durante la trasmissione di corrente.
  • Elettronica: La conducibilità controllata dei semiconduttori è essenziale per il funzionamento di transistor e altri dispositivi elettronici.
  • Sensori: Variazioni nella conducibilità di un materiale possono essere utilizzate per rilevare cambiamenti nell'ambiente circostante (ad esempio, sensori di temperatura, umidità o pressione).
  • Materiali Compositi: La conducibilità elettrica può essere modificata aggiungendo elementi conduttivi o non conduttivi ad un materiale.

• Classificazione dei Materiali in base alla Conducibilità:

  • Conduttori: Materiali con elevata conducibilità (metalli).
  • Semiconduttori: Materiali con conducibilità intermedia, che può essere controllata (silicio, germanio). La Conducibilità%20nei%20Semiconduttori è un argomento complesso.
  • Isolanti: Materiali con bassa conducibilità (gomma, plastica, vetro).
  • Superconduttori: Materiali che a basse temperature esibiscono conducibilità infinita. La Superconduttività è un fenomeno quantistico.