Condução Elétrica e Térmica em Sólidos Propriedades dos metais Estrutura cristalina: todos os metais possuem estrutura cristalina e dessa forma apresentam uma disposição regular e ordenada de seus átomos. Brilho típico. Elevada condutividade elétrica e térmica: são bons condutores de calor e de corrente elétrica. São geralmente sólidos.

Condução Elétrica – Lei de Ohm Em muitas aplicações, o comportamento elétrico de um material é mais crítico que o comportamento mecânico. Fios metálicos usados para transferir corrente elétrica sobre longas distâncias deve ter elevada condutividade elétrica, de maneira que uma parcela pequena de potência é perdida no condutor. ELEVADA BAIXA PERDAS CONDUTIVIDADE

Condução Elétrica – Lei de Ohm Essa lei pode ser dada da seguinte forma: Em que V é a tensão em volts (V), I é a corrente em ampere (A) e a R é a resistência em ohms (Ω). A resistência R depende das dimensões e do tipo de material que constitui o condutor. Em que l é o comprimento em metro (m) do condutor, S é a área (seção transversal do condutor).

A resistividade ρ é própria de cada material e depende da temperatura A resistividade ρ é própria de cada material e depende da temperatura. O inverso da resistividade chama-se de condutividade elétrica σ. A tabela abaixo mostra alguns valores de condutividade elétrica (inverso da resistividade) na temperatura ambiente.

A unida da resistividade elétrica é Ω A unida da resistividade elétrica é Ω.m e a unidade da condutividade elétrica é (Ω.m)-1 ou mho/m. Um segunda forma da Lei de Ohm pode ser fornecida da seguinte forma: O primeiro termo é chamado de densidade de corrente (J). A unidade de J é A/m2. A razão V/l pode ser definida como intensidade de campo elétrico ε.

A unidade de intensidade de campo elétrico pode ser definida como (V A unidade de intensidade de campo elétrico pode ser definida como (V.m-1 ). A densidade de corrente e a intensidade de campo elétrico estão relacionados pela seguinte fórmula: INTENSIDADE DE CAMPO ELÉTRICO CONDUTIVIDADE ELÉTRICA

A densidade de corrente pode ser relacionada a velocidade média dos portadores de carga da seguinte maneira. Onde J é a densidade de corrente, (n) é a quantidade de portadores de carga (elétrons) por unidade de volume, (v) é a velocidade média dos elétrons, e (q) é a carga do elétron. Se igualarmos as duas fórmulas que expressam a densidade de corrente, resultam em:

O termo é chamado de mobilidade. Resultando finalmente em: A equação nos informa que a condutividade elétrica pode ser controlada através do número de portadores de carga no material e da mobilidade que está relacionada com a facilidade do movimento dos portadores de carga.

Exemplo: Escolha um material adequado para uma linha de transmissão de 1500 m que conduzirá corrente de 50 A tendo uma perda máxima de potência de 5 x 105 w.