Explicando A Matéria: Condutividade e Resistividade Elétrica

        No explicando A Matéria de hoje, traremos dois conceitos importantíssimos dentro da área de propriedades elétricas dos materiais: Condutividade e Resistividade elétrica.

        Uma corrente elétrica resulta do movimento de partículas eletricamente carregadas em resposta à aplicação de um campo elétrico. Para a maioria dos materiais sólidos, o surgimento desta corrente elétrica pode ocorrer de duas formas diferentes: a partir de um fluxo de elétrons, configurando a condução eletrônica, comum à maior parte dos materiais; ou a partir do movimento de íons carregados, caracterizando a condução iônica. Esta corrente, por sua vez, irá depender da diferença de potencial aplicada, relacionada ao campo elétrico, e também da resistência oferecida pelo material à passagem desta corrente. Nesse contexto, define-se a resistividade elétrica do material, ou seja, a sua resistência à passagem de uma corrente elétrica.
        A resistividade se relaciona diretamente à mobilidade do elétron (para o caso de condução eletrônica). Caso a mobilidade do elétron seja menor, ou seja, caso o fenômeno de espalhamento de elétrons (que levam à perda de sua energia e consequentemente, diminuição de aceleração) seja mais forte, teremos que o material apresenta uma maior resistência à passagem de corrente elétrica e, portanto, uma maior resistividade. Logo, maior será a resistividade de um material se mais pronunciado é o efeito de espalhamento, o que ocorre com a presença de impurezas na rede, com o aumento da temperatura e a presença de deformação plástica.
        A condutividade elétrica, por sua vez, é definida como o inverso da resistividade elétrica e nos mostra a facilidade do material em conduzir corrente elétrica: logo, quanto maior a condutividade elétrica, maior a capacidade do material em conduzir corrente elétrica. Vimos que alguns fatores podem afetar a resistividade de um material e, consequentemente, afetam também sua condutividade: o aumento de temperatura, por exemplo, aumenta a resistividade elétrica, e, portanto, a condutividade elétrica é reduzida; a condutividade também tende a cair com a presença de impurezas, já que a resistividade aumenta, e assim por diante.
        De modo geral, metais são bons condutores, tendo valores de condutividade de ordem 10^7(Ω.m)^-1. Materiais isolantes, por outro lado, costumam apresentar condutividade muito baixa, entre 10^-10 e 10^-20(Ω.m)^-1. Valores intermediários, entre 10^-6 e 10^4(Ω.m)^-1, portanto, caracterizam os semicondutores. Essa propriedade é essencial para diversas aplicações que marcam o nosso dia a dia, desde os celulares que temos em nossas mãos até as fiações que trazem energia para nossos equipamentos, e, portanto, merecem grande atenção e estudo.

Fonte e equações: CALLISTER, W. D., Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. John Wiley & Sons, Inc., 2002.