Conductividad Eléctrica PDF
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evaporacin del agua (por ejemplo en el agua de calderas o en la produccin de leche condensada).
En el estudio de las basicidades de los cidos, puesto
que pueden ser determinadas por mediciones de la
conductividad.
Para determinar las solubilidades de electrlitos escasamente solubles y para hallar concentraciones de
electrlitos en soluciones por titulacin.
La conductividad es la inversa de la resistividad; por tanto, =1/ , y su unidad es el S/m (siemens por metro) o
1 m1 . Usualmente, la magnitud de la conductividad La base de las determinaciones de la solubilidad es que
() es la proporcionalidad entre el campo elctrico E y la las soluciones saturadas de electrlitos escasamente sodensidad de corriente de conduccin J :
lubles pueden ser consideradas como innitamente diluidas. Midiendo la conductividad especca de semejante
solucin y calculando la conductividad equivalente segn
J = E
ella, se halla la concentracin del electrlito, es decir, su
solubilidad.
En la electrlisis, ya que el consumo de energa elc- Segn la teora de bandas de energa en slidos cristalitrica en este proceso depende en gran medida de nos, son materiales conductores aquellos en los que las
bandas de valencia y conduccin se superponen, formnella.
dose una nube de electrones libres causante de la corriente
En los estudios de laboratorio para determinar el al someter al material a un campo elctrico. Estos medios
contenido de sales de varias soluciones durante la conductores se denominan conductores elctricos.
1
Antes del advenimiento de la mecnica cuntica, la teora clsica empleada para explicar la conductividad de
los metales era el modelo de Drude-Lorentz, donde los
electrones se desplazan a una velocidad media aproximadamente constante que es la velocidad lmite asociada al
efecto acelerador del campo elctrico y el efecto desacelerador de la red cristalina con la que chocan los electrones produciendo el efecto Joule.
Sin embargo, el advenimiento de la mecnica cuntica
permiti construir modelos tericos ms renados a partir de la teora de bandas de energa que explican detalladamente el comportamiento de los materiales conductores.
3.1
Modelo de Drude-Lorentz
Fenomenolgicamente la interaccin de los electrones libres de los metales con la red cristalina se asimila a una
fuerza viscosa, como la que existe en un uido que tiene
rozamiento con las paredes del conducto por el que uye.
La ecuacin de movimiento de los electrones de un metal
por tanto se puede aproximar por una expresin del tipo:
j = E,
j = enve
Introduciendo el tiempo de relajacin =me /k y comparando las ltimas expresiones se llega a que la conductividad puede expresarse como:
=
ne2
me
3
comparte con el modelo clsico de Drude-Lorentz la idea
de que es la interaccin con la red cristalina lo que hace
que los electrones se muevan a una velocidad estacionaria y no se aceleren ms all de un cierto lmite. Aunque
cuantitativamente los dos modelos dieren especialmente
a bajas temperaturas.
Dentro del modelo cuntico la conductividad viene dada por una expresin supercialmente similar al modelo
clsico de Drude-Lorentz:
=
ne2
m
Donde:
se llama tambin tiempo de relajacin y es
inversamente proporcional a la probabilidad de
dispersin por parte de la red cristalina.
m no es ahora directamente la masa del electrn sino una masa efectiva que est relacionada con la energa de Fermi del metal.
Si por un razonamiento cuntico se trata de calcular la
probabilidad de dispersn se tiene:
=
1
Pdis
1
ndis vF
Donde:
Pdis
ndis
vF
De acuerdo con los clculos cunticos, la seccin ecaz
de los dispersores es proporcional al cuadrado de la amplitud de su vibracin trmica, y como dicho cuadrado es
proporcional a la energa trmica, y esta es proporcional
a la temperatura T se tiene que a bajas temperaturas:
1
T
Este comportamiento predicho correctamente por el modelo no poda ser explicado por el modelo clsico de
Drude-Lorentz, por lo que dicho modelo se considera superado por el correspondiente modelo cuntico especialmente para bajas temperaturas.
Vase tambin
Superconductividad
Conductancia
Conductor elctrico
Resistencia (electricidad)
Resistividad
5 Referencias
Matweb-Oro (en ingls).
Matweb-Annealed Copper (en ingls).
Matweb-Plata (en ingls).
Teora Electromagntica, Sptima Edicin, William
H. Hayt - John A. Buck, Mc Graw Hill (en espaol).
6.1
Text
Conductividad elctrica Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad_elctrica?oldid=77417722 Colaboradores: Youssefsan, PACO, Moriel, Sauron, Robbot, Sanbec, Dodo, Tano4595, Jsanchezes, Robotito, Cinabrium, 142857, Balderai, Richy, Taichi, Andrs Cortina,
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6.2
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