Explicamos o que é condutividade elétrica e com base no que ela varia. Condução elétrica de metais, água e solo.
O que é condutividade elétrica?
A condutividade elétrica é a capacidade do importam para permitir o fluxo de corrente elétrica Através de partículas. Essa capacidade depende diretamente da estrutura atômica e molecular do material, além de outros fatores físicos como o temperatura a que se encontra ou o estado em que se encontra (líquido, sólido, gasoso).
A condutividade elétrica é o oposto da resistividade, ou seja, a resistência à passagem de eletricidade dos materiais. Existem então bons materiais e maus materiais condutores elétricos, na medida em que são mais ou menos resistentes.
O símbolo para representar a condutividade é a letra grega sigma (σ) e sua unidade de medição é o siemens por metro (S / m) ou 𝛀-1⋅ m-1. Para seu cálculo, as noções de campo elétrico (E) e densidade de corrente de condução (J), como segue:
J = σE, de onde: σ = J / E
A condutividade varia dependendo do Estado da matéria. Em meio líquido, por exemplo, vai depender da presença de sais dissolvidos nos mesmos que geram íons carregados positiva ou negativamente, e são os eletrólitos responsáveis pela condução da corrente elétrica quando o líquido é submetido a um campo elétrico.
Por outro lado, os sólidos têm uma estrutura atômica muito mais fechada e com menos movimento, então a condutividade dependerá da nuvem de elétrons compartilhado pelas bandas de Valencia e a banda de condução, que varia de acordo com a natureza atômica da matéria: o metais são bons condutores elétricos e sem metais, por outro lado, bons resistores (ou isolantes, como plástico).
Condutividade da água
O Água em geral, é um bom condutor elétrico. Porém, essa capacidade depende de sua margem de Sólidos Totais Dissolvidos (TDS), uma vez que a presença de sais e minerais na água forma os íons eletrolíticos que permitem a passagem da corrente elétrica. Prova disso é que água destilada, que são eliminados (usando destilação e outros métodos) todos os íons dissolvidos nele, e não conduz eletricidade.
Desta forma, a condutividade da água salgada é maior do que a da água doce. O aumento da taxa de condutividade pode ser registrado à medida que íons dissolvidos são adicionados ao líquido, até atingir um limite de concentração iônica em que se formam pares de íons, positivo com negativo, que cancelam sua carga e impedem a condutividade.
Condutividade do solo
O solosEm geral, eles têm condutividade elétrica diferente, dependendo de vários fatores, como a irrigação da água ou a quantidade de sais que apresentam. Como no caso da água, solos mais salinos serão melhores condutores elétricos do que os menos salinos, e essa distinção é freqüentemente determinada pela quantidade de água que recebem (já que a água pode "lavar" os sais do solo).
Este nível de salinidade é frequentemente confundido com a sodicidade do solo (presença de sódio), quando na realidade salinidade se refere à abundância dos cátions de sódio (Na +), potássio (K +), cálcio (Ca2 +) e magnésio (Mg2 +), junto com os cátions de cloro (Cl–), sulfato (SO42-), bicarbonato (HCO3–) e carbonato (CO32-).
Assim, em muitos casos, técnicas como a lavagem (para solos muito salinos) ou a injeção de outros elementos neutralizantes (como o enxofre) são utilizadas para os muito básicos. Muitas vezes, isso pode ser determinado por testes de condução elétrica.
Condutividade de metal
Os metais são geralmente excelentes condutores elétricos. Isto é porque átomos deste tipo de material são combinados pela formação de elos de metal. Nos metais, os elétrons permanecem ao redor do metal como uma nuvem, movendo-se em torno de núcleos atômicos fortemente unidos, e são eles que permitem o fluxo elétrico.
Quando o metal é aplicado a um campo elétrico, os elétrons fluem livremente de uma extremidade do metal para a outra, assim como acontece com o metal. calor, dos quais ambos são bons transmissores. É por isso que cobre e outros metais em linhas de transmissão e dispositivos eletrônicos. A figura a seguir representa esquematicamente o fluxo de elétrons (em vermelho) quando um campo elétrico é aplicado a um metal: