¿Qué es la conductividad eléctrica?

La conductividad eléctrica (CE) es una propiedad que se usa para describir qué tan bien los materiales permiten que los electrones fluyan. Se determina usando experimentos y ecuaciones matemáticas. La conductividad es el recíproco de la resistividad, lo que significa que cuanto mayor sea la conductividad, menor será la resistividad. Un conductor es un material que tiene una alta conductividad eléctrica, y un aislante es un material que tiene una alta resistividad eléctrica. Ambas propiedades dependen de la temperatura y la pureza de los materiales.

La dependencia de la temperatura de la conductividad eléctrica sigue un patrón general. El metal es un conductor y tiene una conductividad más baja a temperaturas más altas. El vidrio es un aislante y muestra una mayor conductividad a temperaturas más altas.

A temperaturas muy altas, los conductores se comportan como aislantes y los aislantes se comportan como conductores. Este comportamiento de los aisladores y conductores se explica por el modelo de electrones libres. En este modelo, los conductores muestran claramente la capacidad de liberar electrones, y cuando se aplica una corriente o fuerza eléctrica, la fuerza puede empujar fácilmente los electrones adicionales.

El suelo es una mezcla de minerales, sales y materiales orgánicos. Tiene una conductividad eléctrica especial llamada conductividad eléctrica del suelo, que mide la cantidad de sal que hay en una muestra de suelo, que se llama salinidad. El proceso también puede medir otras propiedades del suelo donde la salinidad es lo suficientemente baja. Estas propiedades están relacionadas con la influencia que tiene la pureza en los datos de la CE.

Los datos de CE de una muestra de suelo pueden determinar cuánta impureza hay en el suelo. Las impurezas del suelo son agua, aire y minerales. Cada impureza influye en los datos de manera diferente, pero un científico especializado en suelos puede determinar esta información a partir de los datos recopilados. En general, más impurezas reducen la CE, con la excepción de los minerales que aumentan la CE. Las impurezas también pueden explicar el uso de cobre puro en el cableado eléctrico.

Los metales a menudo están hechos de aleaciones, una mezcla de dos o más elementos. Esto no es útil para conducir electricidad. Los metales en las aleaciones no son los mismos elementos y los electrones no pueden fluir fácilmente entre los diferentes elementos. Los metales puros, como el alambre de cobre, tienen una alta conductividad eléctrica. Esto se aplica solo a los metales sólidos porque las bolsas de aire pueden reducir la conductividad eléctrica de los materiales.

Los materiales que no son metales suelen ser buenos aislantes. Los mejores aislantes son materiales que naturalmente tienen bolsas de aire, como el caucho. Las bolsas de aire son como impurezas e interrumpen el flujo de electrones. Los gases, como el aire, son los mejores aislantes naturales. La química moderna ha dominado los aislantes, creando materiales que tienen miles de veces más resistividad que el aire.