• :00Días
  • :00Horas
  • :00Min
  • 00Seg
Pronto llegará una nueva era para el aprendizajeRegístrate gratis
Iniciar sesión Empieza a estudiar
La app de estudio todo en uno
4.8 • +11 mil reviews
Más de 3 millones de descargas
Free
|
|

Conductividad Eléctrica

Seguramente, utilices en tu día a día la lavadora, el lavavajillas, el microondas... Y, ahora mismo, estás leyendo este texto gracias a la conexión a internet. Esto es posible gracias a la capacidad de los materiales para conducir la electricidad, que juega un papel crucial en nuestra sociedad moderna. La capacidad de un material para permitir el flujo de cargas…

Content verified by subject matter experts
Free StudySmarter App with over 20 million students
Mockup Schule

Explore our app and discover over 50 million learning materials for free.

Conductividad Eléctrica

Conductividad Eléctrica
Illustration

Lerne mit deinen Freunden und bleibe auf dem richtigen Kurs mit deinen persönlichen Lernstatistiken

Jetzt kostenlos anmelden

Nie wieder prokastinieren mit unseren Lernerinnerungen.

Jetzt kostenlos anmelden
Illustration

Seguramente, utilices en tu día a día la lavadora, el lavavajillas, el microondas... Y, ahora mismo, estás leyendo este texto gracias a la conexión a internet. Esto es posible gracias a la capacidad de los materiales para conducir la electricidad, que juega un papel crucial en nuestra sociedad moderna. La capacidad de un material para permitir el flujo de cargas eléctricas es una propiedad muy importante en nuestra vida cotidiana. En este artículo, exploraremos los conceptos clave detrás de esta propiedad y cómo se relaciona con las características de los materiales.

Electricidad

Fig. 1: La conductividad eléctrica está muy relacionada con la electricidad.

  • Este artículo trata sobre la conductividad eléctrica.
  • Para comenzar, estudiaremos qué es la conductividad eléctrica.
  • Después, veremos la resistencia, la conductividad y la ley de Ohm.
  • A continuación, analizaremos la conductividad eléctrica de algunos metales; en concreto, del aluminio y del cobre.

¿Qué es la conductividad eléctrica?

La conductividad eléctrica es la capacidad de un material para dejar que las cargas eléctricas se muevan a través de él; es decir, su capacidad de conducir la electricidad.

  • Su símbolo es la letra griega sigma, σ.

La conductividad eléctrica es la inversa de la resistividad, y se expresa con la siguiente fórmula:

$$\sigma =\frac{1}{\rho }$$

Esta capacidad difiere de un material a otro, en función de si puede y qué tanto puede dejar pasar la electricidad. Además, existen varios factores que influyen en la conductividad eléctrica de un material: la temperatura, la pureza del material, la presencia de campos magnéticos, si es una estructura pura o no, su estructura interna y el tipo y la frecuencia de la corriente que le estemos suministrando.

Unidades de la conductividad eléctrica

La conductividad eléctrica se mide en siemens por metro (S/m).

Tipos de materiales según como conduzcan la electricidad

Existen varios tipos de materiales, que se diferencian en su manera de conducir la electricidad:

  • Conductores: Son los materiales que permiten el flujo de la corriente eléctrica a través de ellos.
    • Un ejemplo de materiales conductores son los metales.
  • Semiconductores: Son materiales que permiten el flujo de la corriente eléctrica en función de las condiciones en las que se encuentren, pero no en todo momento.
    • Algunos ejemplos de semiconductores son el silicio (Si) o el azufre (S)
  • No conductores o aislantes: Son los materiales que no permiten el flujo de la corriente eléctrica a través de ellos.
    • Algunos ejemplos de materiales aislantes son el plástico o el vidrio.

Solución iónica

Una solución iónica es aquella que conduce la corriente eléctrica.

Cuando un compuesto iónico se disuelve en agua, se disocia en iones positivos y negativos. Al colocar dos placas metálicas conectadas a un generador y una lámpara en la solución, la lámpara se encenderá, si el circuito está cerrado. Gracias a los iones de la solución, la corriente puede fluir.

Conductividad molar iónica

La conductividad iónica molar, λ, se define como la conductividad de todos los iones formados por la disolución de un mol de electrolito en una solución.

Conductividad de una solución

La conductividad de una solución es una magnitud física que representa la capacidad de una solución para conducir la corriente eléctrica.

La conductividad de una solución depende de los siguientes factores:

  • La naturaleza de los iones presentes.
  • La concentración de la solución.
  • El número de carga iónica.
  • La movilidad de los iones.
  • La temperatura de la solución.

Fórmula de la conductividad de una disolución: ley de Kohlraush

La conductividad de una solución que contiene X1, X2, X3... de concentración molar [Xi] y conductividad iónica molar λi, viene dada por la siguiente relación:

$$\sigma=\sum \lambda _{i}\cdot [X_{i}]$$

Esta relación se denomina ley de Kohlraush.

Ten en cuenta que esta ley sólo es válida para concentraciones bajas.

Conductividad eléctrica del agua

La conductividad del agua es una medida de la capacidad del agua para pasar el flujo eléctrico Esta capacidad depende directamente de la concentración de iones conductores en el agua.

La capacidad conductora del agua es directamente proporcional a la concentración de iones presentes en el agua. Estos iones conductores proceden de materiales inorgánicos, como cloruros, álcalis, compuestos de carbonato y sulfuro y sales disueltas.

Los compuestos que se disuelven en iones se conocen como electrolitos:

  • Cuanto mayor sea el número de iones presentes en el electrolito, mayor será la conductividad del agua.
  • Del mismo modo, cuanto menor sea el número de iones presentes en el agua, menor será su conductividad.

El agua desionizada o destilada también puede actuar como aislante, debido a su muy bajo valor de conductividad. Se dice que el agua de mar tiene un valor de conductividad muy alto.

Resistencia y conductividad

La resistencia eléctrica es la capacidad que tienen las sustancias para oponerse al paso de la corriente a través de ellas.

  • La resistencia eléctrica se mide en ohmios (Ω) y se representa con la letra R.

Esta propiedad existe gracias a la fricción que se da entre los electrones cuando se mueven a través de un material conductor; a mayor fricción, mayor resistencia eléctrica. Además, existen varios factores que pueden influir en la resistencia eléctrica; como, por ejemplo, el tipo de material conductor, la longitud, su diámetro y la temperatura a la que se encuentren.

Existe una ley asociada a la resistencia: la ley de Ohm, que relaciona la corriente y la resistencia.

La ley de Ohm

La ley de Ohm describe la relación entre corriente y resistencia; establece que la tensión entre dos puntos de un circuito eléctrico es directamente proporcional a la corriente que pasa entre esos dos puntos. La constante de proporcionalidad es igual a la resistencia.

La ley de Ohm fue formulada en 1827 por el físico alemán Georg Simon Ohm, a partir de experimentos que realizó con circuitos eléctricos sencillos que contenían distintas longitudes de cable. La ley de Ohm tiene muchas aplicaciones en la vida cotidiana.

Por ejemplo, los hervidores están llenos de resistencias que limitan la corriente que circula por la resistencia del hervidor para proporcionar la cantidad correcta de calor.

La ley de Ohm es muy útil cuando se trabaja con circuitos eléctricos, que tienen muchos usos diferentes: desde electrodomésticos hasta cohetes.

Fórmula de la ley de Ohm

La fórmula de la ley de Ohm es la siguiente:

$$V=I\cdot R$$

Aquí:

  • V es la tensión a través de un conductor, medida en voltios (V).
  • I es la corriente que pasa por el conductor, medida en amperios (A).
  • R es la resistencia eléctrica del conductor, medida en ohmios (Ω).

La resistencia en la ley de Ohm es siempre igual a un valor constante. Puede calcularse tomando una serie de medidas de tensión y corriente, en un intervalo adecuado de valores, antes de trazar los datos en un gráfico rectilíneo y calcular su gradiente.

Veamos un ejemplo:

Una batería de 9V produce una corriente de 3A en un cable. ¿Cuál es la resistencia del cable?

Para resolver este problema, utilizamos la ley de Ohm. Valiéndonos de nuestros conocimientos de reordenación de ecuaciones, o el triángulo de la ley de Ohm, encontramos que la fórmula para calcular la resistencia es:

$$R=\frac{V}{I}$$

Para hallar cualquiera de las dos variables del nivel inferior del triángulo de la ley de Ohm, dividimos la tensión por la otra variable del nivel inferior. En este caso, dividimos V entre I, para obtener R.

Por lo tanto, la resistencia del cable en este ejemplo es:

$$R=\frac{V}{I}=\frac{9V}{3A}=3\ \Omega $$

Conductividad eléctrica de los metales

Los metales son reconocidos por su excelente conductividad eléctrica, debido a su estructura cristalina ordenada y a la presencia de electrones libres. La estructura cristalina del metal permite que los electrones de valencia se muevan libremente a través del material, lo que reduce la resistencia a la corriente eléctrica. Esta propiedad hace que los metales sean ampliamente utilizados en la fabricación de dispositivos electrónicos, cables eléctricos y otros componentes.

Además, los metales también tienen otras propiedades beneficiosas, como la alta conductividad térmica y la ductilidad. Esto los hace adecuados para muchas aplicaciones industriales y de fabricación. En definitiva, la conductividad eléctrica de los metales es una propiedad que ha sido fundamental en el desarrollo de la tecnología moderna.

Conductividad eléctrica del aluminio

El aluminio es un metal con una alta capacidad conductiva. Esto es posible gracias a que sus átomos se disponen `para formar una red cristalina. Es un material muy utilizado en la industria eléctrica, ya que es capaz de transportar la corriente eléctrica; se usa, sobre todo, para transportar la energía de alta tensión, además de en el cableado de los edificios.

Adicionalmente, tiene ventajas con respecto a otros materiales porque: es ligero, fácil de trabajar y resiste muy bien a la corrosión. También, es muy barato.

Aluminio

Fig. 2: El aluminio es un metal con una gran capacidad conductiva.

En concreto, la conductividad eléctrica del aluminio es de 376,7 (mOhm.cm)-1.

Conductividad eléctrica del cobre

El cobre, al igual que el aluminio, tiene una gran capacidad para conducir la electricidad. Gracias a esto, es uno de los materiales más utilizados en la industria eléctrica, sobre todo el los cables que usamos cada día. Además, tiene una baja resistencia eléctrica. Esto es posible gracias a la forma en la que están dispuestos sus átomos, que le permiten también resistir a la corrosión.

Cobre

Fig. 3: El cobre es muy bien conductor eléctrico.

En concreto, la conductividad del cobre es de 58,1·106S/m.

Si has terminado de leer este artículo, ya conoces los puntos más importantes sobre la conductividad eléctrica, ¡Felicidades!

Conductividad eléctrica - Puntos clave

  • La conductividad eléctrica es la capacidad de un material para dejar que las cargas eléctricas se muevan a través de él; es decir, la capacidad que tiene para conducir la electricidad. Su símbolo es la letra griega sigma, σ.
  • La conductividad eléctrica se mide en siemens por metro (S/m).
  • Según cómo transporten la electricidad, los materiales pueden ser conductores, semiconductores o aislantes.
  • Una solución iónica es una solución que conduce la corriente eléctrica.
  • La conductividad iónica molar, λ, se define como la conductividad de todos los iones formados por la disolución de un mol de electrolito en una solución.
  • La conductividad de una solución es una magnitud física, que representa la capacidad de una solución para conducir la corriente eléctrica.
  • La resistencia eléctrica es la capacidad que tienen las sustancias para oponerse al paso de la corriente a través de él.
  • La ley de Ohm establece que la tensión entre dos puntos de un circuito eléctrico es directamente proporcional a la corriente que pasa entre esos dos puntos. La constante de proporcionalidad es igual a la resistencia.

References

  1. Fig. 1: Electricity substation (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electricity_1.jpg) by Amuzujoe (https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Amuzujoe) is licensed by CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).
  2. Fig. 2: Aluminium (https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Aluminium-4.jpg), unknown author in https://images-of-elements.com/aluminium.php, is licensed by CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.es)
  3. Fig. 3: Native Copper Macro Digon (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Native_Copper_Macro_Digon3.jpg) by Jonathan Zander (Digon3) (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Native_Copper_Macro_Digon3.jpg) is licensed by CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.es).

Preguntas frecuentes sobre Conductividad Eléctrica

La conductividad eléctrica es la capacidad de un material para dejar que las cargas eléctricas se muevan a través de él; es decir, la capacidad que tiene para conducir la electricidad. 


Su símbolo es la letra griega sigma, σ. Se mide en Siemens por metro (S/m).

Los tipos de materiales que existen según su conductividad eléctrica son: conductores, aislantes y semiconductores.

Los factores que afectan a la conductividad eléctrica son la temperatura, la pureza del material, la presencia de campos magnéticos, si es una estructura pura o no, su estructura interna y el tipo y la frecuencia de la corriente que le estemos suministrando.

El agua con sal conduce la electricidad porque la sal está compuesta por sodio y cloro —en concreto, por iones sodio (Na+) e iones cloruro (Cl-)—, que aportan cargas eléctricas a la disolución y permiten que se conduzca la electricidad.

Cuestionario final de Conductividad Eléctrica

Conductividad Eléctrica Quiz - Teste dein Wissen

Pregunta

¿Qué es la conductividad eléctrica?

Mostrar respuesta

Answer

Es la capacidad de un material para dejar que las cargas eléctricas se muevan a través de él, es decir, la capacidad que tiene para conducir la electricidad.

Show question

Pregunta

¿Qué son los materiales conductores?

Mostrar respuesta

Answer

Son los materiales que permiten el flujo de la corriente eléctrica a través de ellos. Un ejemplo de materiales conductores son los metales.

Show question

Pregunta

¿Qué son los materiales semiconductores?

Mostrar respuesta

Answer

Son materiales que permiten el flujo de la corriente eléctrica en función de las condiciones en las que se encuentren, pero no en todo momento.

Show question

Pregunta

¿Qué son los materiales no conductores?

Mostrar respuesta

Answer

Son los materiales que no permiten el flujo de la corriente eléctrica  a través de ellos. Algunos ejemplos de materiales aislantes son el plástico o el vidrio.

Show question

Pregunta

¿Qué otro nombre reciben los materiales no conductores?

Mostrar respuesta

Answer

Materiales aislantes.

Show question

Pregunta

Una solución ____ es una solución que conduce la corriente eléctrica.

Mostrar respuesta

Answer

Iónica.

Show question

Pregunta

La conductividad ____ ____, se define como la conductividad de todos los iones formados por la disolución de un mol de ____ en una solución.

Mostrar respuesta

Answer

Iónica molar; electrolito.

Show question

Pregunta

¿Verdadero o falso?: 

La resistencia eléctrica es la capacidad que tienen las sustancias para oponerse al paso de la corriente a través de él.

Mostrar respuesta

Answer

Verdadero.

Show question

Pregunta

¿Cuál es la fórmula de la ley de Ohm?

Mostrar respuesta

Answer

$$V=I\cdot R$$

Show question

Pregunta

La ley de Ohm establece que la tensión entre dos puntos de un circuito eléctrico es ____ ____ a la corriente que pasa entre esos dos puntos. La constante de proporcionalidad es igual a la resistencia.

Mostrar respuesta

Answer

Directamente proporcional.

Show question

Pregunta

¿Cuál es la fórmula de la ley de Kohlraush?


Mostrar respuesta

Answer

$$\sigma=\sum \lambda _{i}\cdot [X_{i}]$$

Show question

Pregunta

¿Verdadero o falso?: La capacidad conductora del agua es inversamente proporcional a la concentración de iones presentes en el agua.

Mostrar respuesta

Answer

Falso.

Show question

Pregunta

¿Cuál es el metal con mayor conductividad eléctrica?

Mostrar respuesta

Answer

La plata.

Show question

Pregunta

¿Verdadero o falso?: El agua con sal puede conducir la electricidad.

Mostrar respuesta

Answer

Verdadero.

Show question

Pregunta

¿Verdadero o falso?: La temperatura, la pureza del material y su estructura interna, son factores que afectan a la conductividad eléctrica.

Mostrar respuesta

Answer

Verdadero. 

Show question

60%

de los usuarios no aprueban el cuestionario de Conductividad Eléctrica... ¿Lo conseguirás tú?

Empezar cuestionario

How would you like to learn this content?

Creating flashcards
Studying with content from your peer
Taking a short quiz

94% of StudySmarter users achieve better grades.

Sign up for free!

94% of StudySmarter users achieve better grades.

Sign up for free!

How would you like to learn this content?

Creating flashcards
Studying with content from your peer
Taking a short quiz

Free quimica cheat sheet!

Everything you need to know on . A perfect summary so you can easily remember everything.

Access cheat sheet

Scopri i migliori contenuti per le tue materie

No hay necesidad de copiar si tienes todo lo necesario para triunfar. Todo en una sola app.

Plan de estudios

Siempre preparado y a tiempo con planes de estudio individualizados.

Cuestionarios

Pon a prueba tus conocimientos con cuestionarios entretenidos.

Flashcards

Crea y encuentra fichas de repaso en tiempo récord.

Apuntes

Crea apuntes organizados más rápido que nunca.

Sets de estudio

Todos tus materiales de estudio en un solo lugar.

Documentos

Sube todos los documentos que quieras y guárdalos online.

Análisis de estudio

Identifica cuáles son tus puntos fuertes y débiles a la hora de estudiar.

Objetivos semanales

Fíjate objetivos de estudio y gana puntos al alcanzarlos.

Recordatorios

Deja de procrastinar con nuestros recordatorios de estudio.

Premios

Gana puntos, desbloquea insignias y sube de nivel mientras estudias.

Magic Marker

Cree tarjetas didácticas o flashcards de forma automática.

Formato inteligente

Crea apuntes y resúmenes organizados con nuestras plantillas.

Regístrate para poder subrayar y tomar apuntes. Es 100% gratis.

Empieza a aprender con StudySmarter, la única app de estudio que necesitas.

Regístrate gratis
Illustration