Conductivitatea

Conductivitatea electrică a unui material este proprietatea acestuia de a permite trecerea curentului electric. Purtătorii de sarcină — electroni liberi în metale sau ioni în soluțiile electrolite — se pot mișca prin structura materialului atunci când este aplicat un câmp electric. Cu cât materialul transportă sarcini mai ușor, cu atât conductivitatea este mai mare. În fizică, conductivitatea se notează cu σ (sigma) și, în Sistemul Internațional, se exprimă în siemens pe metru (S/m).

Conductivitatea este o proprietate intrinsecă a materialului, iar rezistența specifică ρ este inversul ei: σ = 1/ρ. Pentru un obiect cu lungimea L și aria A, rezistența electrică este R = ρ L / A. Materialele cu valori mari de σ sunt denumite conductoare, cele cu valori mici izolatoare, iar semiconductoarele au conductivitate intermediară, ce poate fi modificată prin dopaj.

Factorii care influențează conductivitatea includ temperatura, puritatea, dopajul în semiconductori, structura cristalina și defectele. La metale, conductivitatea scade în general cu creșterea temperaturii din cauza proceselor de ciocnire a electronilor. În soluții ionice, conductivitatea crește cu temperatura datorită creșterii mobilității ionilor. Semiconductoarele își pot modifica semnificativ σ prin dopare sau compoziții.

Clasificări comune: conductori (metale), semiconductori, izolatori; conductivitatea ionic în lichide și soluții; conductivitatea apei este un indicator important în electrochimie și tratarea apei. În aplicații, valoarea σ determină randamentul cablajelor, dispozitivelor electronice și senzori.

Măsurarea conductivității se poate face cu teste în solide, folosind metode de tip patruFire sau impedanță, iar în lichide cu conductivimetre. Unitățile obișnuite includ S/m și µS/cm (pentru ape).