CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MATERIAIS

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  Ciência e Tecnologia de Materiais Prof  a.  Msc. Patrícia Corrêa Faculdade Sudoeste Paulista   Engenharia Civil/Produção Notas de aula CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MATERIAIS PROPRIEDADES ELÉTRICAS Prof. Msc. Patrícia Corrêa Avaré, 2014  Ciência e Tecnologia de Materiais Prof  a.  Msc. Patrícia Corrêa Propriedades de materiais: 2. Elétrica As propriedades elétricas estão relacionadas aos mecanismos de transporte de carga elétrica através de um corpo. Isso ocorre por elétrons livres e lacunas, e são chamados portadores de carga livre, pois reagem a campos elétricos e magnéticos e podem se locomover facilmente pelo material com pouco fornecimento de energia. Estão presentes em todos os tipos de materiais, mas as lacunas apenas nos semicondutores. Propriedades relacionadas a substância: Resistividade elétrica (ρ)  é uma medida da oposição de um material ao fluxo de corrente elétrica. Quanto mais baixa for a resistividade mais facilmente o material permite a passagem de uma carga elétrica. Essa propriedade apresenta dependência da temperatura é geralmente apresentada para temperatura de 20 ºC. No caso dos metais aumenta à medida que aumenta a temperatura enquanto que nos semicondutores diminui à medida que a temperatura aumenta. Exemplos:  Ciência e Tecnologia de Materiais Prof  a.  Msc. Patrícia Corrêa Condutividade elétrica  () é usada para especificar o caráter elétrico de um material. Ela é simplesmente o recíproco da resistividade, ou seja, inversamente proporcionais e é indicativa da facilidade com a qual um material é capaz de conduzir uma corrente elétrica. A unidade é a recíproca de ohm-metro , isto é, [(Ω -m). As discussões sobre propriedades elétricas usam tanto a resistividade quanto a condutividade. Relação entre condutividade e resistividade: Condutividade em alguns materiais:  Ciência e Tecnologia de Materiais Prof  a.  Msc. Patrícia Corrêa Propriedades relacionadas ao corpo: Resistência elétrica: É a capacidade de um corpo qualquer se opor à passagem de corrente elétrica mesmo quando existe uma diferença de potencial aplicada. Seu cálculo é dado pela Primeira Lei de Ohm: U = R. i, onde U é a diferença de potencial; R é a resistência (valor constante para validar a Lei) e i a intensidades de corrente elétrica , e, segundo o Sistema Internacional de Unidades (SI), é medida em ohms. Quando uma corrente elétrica é estabelecida em um condutor metálico, um número muito elevado de elétrons livres passa a se deslocar nesse condutor. Nesse movimento, os elétrons colidem entre si e também contra os átomos que constituem o metal. Portanto, os elétrons encontram uma certa dificuldade para se deslocar, isto é, existe uma resistência à passagem da corrente no condutor. Para medir essa resistência, os cientistas definiram uma grandeza que denominaram resistividade elétrica. Os fatores que influenciam na resistência de um material são:  Ciência e Tecnologia de Materiais Prof  a.  Msc. Patrícia Corrêa    A resistência de um condutor é tanto maior quanto maior for seu comprimento.    A resistência de um condutor é tanto maior quanto menor for a área de sua seção transversal, isto é, quanto mais fino for o condutor.    A resistência de um condutor depende do material de que ele é feito.    A resistência de um condutor depende da temperatura na qual ele se encontra. Esses fatores que influenciam a resistência de um condutor podem ser resumidos pela Segunda Lei de Ohm: sendo que:  ρ  é a resistividade elétrica do condutor (em ohm metros, Ωm);   R  é a resistência elétrica  do material (em ohms , Ω);  é o comprimento do condutor (medido em metros);  A  é a área da seção do condutor (em metros quadrados, m²). Condutância elétrica  é o recíproco da resistência elétrica. A unidade derivada do SI de condutância é o siemens (símbolo S, igual a Ω -1 ). Oliver Heaviside criou esse termo em Setembro de 1885. Condutância elétrica não deve ser confundida com condutividade elétrica, que é uma característica específica de um material e recíproca da resistividade elétrica.  Classificação dos materiais quanto ao potencial de condução: Condutores: São materiais nos quais as cargas elétricas se deslocam de maneira relativamente livre. Quando tais materiais são carregados em alguma região pequena, a carga distribui-se prontamente sobre toda a superfície do material. Nos sólidos que possuem elétrons livres, como os metais, é possível que a carga elétrica seja transportada através deles, por isso dizemos que são condutores de eletricidade. Nesses materiais, o movimento de cargas elétricas é composto por cargas negativas. Materiais como o cobre, o alumínio e a prata são bons condutores. Sais, quando dissolvidos ou fundidos, subdividem-se em partículas eletricamente carregadas que, agora livres, também permitem o movimento de cargas em seu interior. Semicondutores: S ão sólidos geralmente cristalinos de condutividade elétrica intermediária entre condutores e isolantes. Os semicondutores são, quando puros e cristalinos, a temperaturas muito baixas,
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