Condutividade

Física

PUBLICIDADE

Condutividade é uma propriedade microscópica dos materiais que corresponde ao inverso da resistividade (ρ). Uma alta condutividade em um material indica grande capacidade de transportar cargas elétricas com facilidade, mediante a aplicação de uma diferença de potencial entre dois pontos. A unidade de medida da condutividade é o siemens por metro (S/m), que corresponde a Ω-1.m-1. Materiais como metais e soluções iônicas geralmente apresentam medidas elevadas de condutividade, graças à presença de uma grande quantidade de elétrons livres nesses meios.

Veja também: Qual é a velocidade da corrente elétrica?

O que é condutividade?

Condutividade é um termo amplo que pode ser usado para definir a capacidade de algum meio material de realizar o transporte de energia ou partículas nas formas de calor, cargas elétricas ou matéria. Esses diferentes tipos de condutividade são utilizados para explicar uma grande quantidade de fenômenos de transporte e dependem de fatores como a diferença de temperatura, a diferença de potencial elétrico e a diferença de concentração entre diferentes pontos do meio material, respectivamente.

Metais como a prata, mostrada na figura, apresentam alta condutividade elétrica, por isso são chamados de condutores.
Metais como a prata, mostrada na figura, apresentam alta condutividade elétrica, por isso são chamados de condutores.

No presente artigo discutiremos exclusivamente a condutividade elétrica e suas propriedades. Entretanto, cabe afirmar aqui que bons condutores de eletricidade são, na maior parte dos casos, bons condutores térmicos.

A condutividade elétrica é a grandeza física que mede a capacidade inerente a algum material de transportar cargas elétricas quando sujeito a uma diferença de potencial elétrico. Essa característica dos materiais leva em conta aspectos microscópicos, tais como a disponibilidade e a mobilidade dos elétrons livres, que podem ser entendidos, respectivamente, como a quantidade de elétrons fracamente ligados aos núcleos atômicos e a velocidade em que os elétrons podem ser conduzidos entre os átomos da rede cristalina do material sem colidir com esses últimos.

A unidade de medida da condutividade elétrica é exatamente o inverso da unidade de medida da resitividade (Ω.m), sendo, portanto, 1/Ω.m ou, ainda, Ω-1.m-1. Ademais, também é possível que a condutividade elétrica seja escrita em termos de outra unidade de medida, conhecida como siemens, cujo símbolo é S. Tal unidade é usada para representar uma grandeza definida pelo inverso da resistência elétrica (R): a condutância elétrica (G).

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

Fórmula da condutividade

A fórmula utilizada para calcular a condutividade é a seguinte:

σ – condutividade (S/m)

ρ – resistividade (Ω.m)

Condutividade x resistividade

Condutividade e resitividade são grandezas inversamente proporcionais. Isso indica que quanto maior é a condutividade de um material, menor será sua resistividade e vice-versa. Assim como a resistividade, a condutividade é uma característica intrínseca do material e não depende de fatores geométricos, tais como o formato ou as dimensões do corpo.

Curiosamente, a condutividade é uma das grandezas físicas cujas medidas estendem-se pelo maior número de ordens de grandeza. Na natureza é possível encontrar materiais isolantes que apresentam condutividades menores que 10-17 S/m, enquanto existem excelentes condutores cuja condutividade chega a ser superior a 107 S/m.

Leia também: Diferenças entre materiais condutores e isolantes

Tabela de condutividade elétrica dos materiais

Confira a seguir uma tabela que contém as medidas de condutividade de alguns materiais comuns.

Material

Condutividade (Ω-1.m-1)

Prata

6,8.107

Cobre

6,0.107

Ouro

4,3.107

Vidro

1,0.10-11

Borracha

1,1.10-15

Quartzo

~10-17


A partir da tabela acima, é possível perceber quão grande é o espectro das medidas da condutividade, que podem se estender por mais de 20 ordens de grandeza.

 

Por Rafael Helerbrock
Professor de Física

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

HELERBROCK, Rafael. "Condutividade"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/condutividade.htm. Acesso em 27 de setembro de 2020.