Condutores e isolantes são materiais elétricos que se comportam de maneiras opostas no que respeita à passagem de corrente elétrica.
Enquanto os condutores permitem a movimentação dos elétrons ou íons, os isolantes dificultam essa movimentação, ou seja, a passagem da eletricidade.
É o mesmo que dizer que os condutores conduzem as cargas, ou facilitam, a sua passagem e que os isolantes a isolam.
Isso acontece em decorrência da estrutura atômica das substâncias, ou melhor, dos elétrons que os materiais apresentam na sua camada de valência. A camada de valência é aquela que fica mais distante do núcleo atômico.
Condutores
Condutores elétricos são materiais de baixa resistividade. A resistividade é uma propriedade dos materiais, que caracteriza o quão fácil os portadores de carga podem se movimentar através deles.
Nos materiais condutores, as cargas elétricas se movimentam com mais liberdade em função dos elétrons livres presentes na sua camada de valência.
A ligação dos elétrons livres com o núcleo atômico é bastante fraca. Assim, esses elétrons têm tendência para serem doados, movimentam-se e espalham-se facilitando a passagem da eletricidade.
São exemplos de condutores elétricos os metais em geral, tais como cobre, ferro, ouro e prata.
Os condutores ainda podem ser de segunda espécie: soluções eletrolíticas, e soluções aquosas de ácidos, bases ou sais. Nestes condutores os portadores de cargas são íons negativos ou positivos.
Os condutores de terceira espécie são gases ionizados onde os portadores de carga podem ser íons positivos, negativos e elétrons livres.
Tipos de condutores
- Sólidos - também chamados condutores metálicos, caracterizam-se pelo movimento dos elétrons livres e pela forte tendência de doar elétrons;
- Líquidos - também chamados condutores eletrolíticos, caracterizam-se pelo movimento de cargas positivas (cátions) e negativas (ânions). Essa movimentação, em sentidos opostos, cria a corrente elétrica;
- Gasosos - também chamados condutores de terceira classe, caracterizam-se pelo movimento de cátions e ânions. Ao contrário dos condutores líquidos, a energia é produzida através do choque entre as cargas e não isoladamente.
Isolantes
Isolantes elétricos são materiais de alta resistividade, de modo que os portadores de carga (elétrons e íons) têm dificuldade de se movimentarem através dos mesmos.
Nos materiais isolantes, também chamados dielétricos, verifica-se a ausência ou pouca presença de elétrons livres.
Isso faz com que os elétrons dos isolantes estejam fortemente ligados ao núcleo, inibindo a sua movimentação.
São exemplos de isolante elétricos: borracha, isopor, lã, madeira, plástico e papel, vácuo, vidro.
Resistividade e condutividade
Resistividade e condutividade são propriedade dos materiais, inversamente proporcionais, que indicam o quão bem um material conduz eletricidade.
Materiais com alta resistividade, possuem baixa condutividade, e vice-versa. Matematicamente, se relacionam como:
Onde:
é a resistividade, medida em (ohm-metro);
é a condutividade, medida em .
A resistividade também é afetada pela temperatura, portanto, a condutividade também. A resistividade aumenta com o aumento da temperatura.
Semicondutores
Os materiais semicondutores são aqueles que podem se comportam como um condutor ou como um isolante mediante as condições físicas.
Os exemplos mais comuns de semicondutores são silício e o germânio.
Exemplos condutores elétricos e isolantes
| Metais | Resistividade |
| Prata | |
| Cobre | |
| Semicondutores | |
| Silício puro | |
| Silício b tipo n | |
| Isolantes | |
| Vidro | |
| Quartzo fundido |
Leia também:
- Gaiola de Faraday
- Camada de Valência
- Energia Elétrica
- Carga Elétrica: Exercícios
Referências Bibliográficas
HALLIDAY, DAVID. Fundamentos da Física, volume 3: eletromagnetismo. Rio de Janeiro, LTC, 2009.
Professor Licenciado em Matemática e pós-graduado em Ensino da Matemática e Física (Fundamental II e Médio), com formação em Magistério (Fundamental I). Engenheiro Mecânico pela UERJ, produtor e revisor de conteúdos educacionais.
O que é necessário para que um material seja condutor de eletricidade?
Esse material precisa ser constituído, majoritariamente, por materiais com elétrons em excesso em sua camada de valência. Um material é bom condutor de eletricidade, basicamente, quando é feito de material (ou de uma liga com vários materiais) que possuem uma elétrons em excesso em sua camada de valência.
O que é necessário para que um material seja com condutor é isolante?
Um material para ser chamado de isolante elétrico, significa que ele não deixa ocorrer transferência de energia entre dois meios. Para que ocorra o isolamento é necessário e fundamental que o material usado para isolar seja mau condutor de eletricidade.
Qual foi o material mais condutor que você encontrou em sua casa por que esse material foi o mais condutor?
O primeiro material melhor condutor é a prata por possuir muitos elétrons livres, porém o seu preço é muito alto e isso torna inviável o seu uso para a fabricação de cabos elétricos para o uso comum. A prata possui uma condutibilidade de 62,5 S*m/mm², isso considerando pressão e temperatura ambiente.
O que são materiais condutores de eletricidade dê exemplos?
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. ... Materiais como cobre, alumínio, ouro e prata são bons condutores.
O que é isolante de energia?
Materiais isolantes e suas características Uma das maiores características dos materiais isolantes de eletricidade é a resistência à passagem da corrente. Isso porque, quando eletricamente carregados, eles “prendem” as cargas elétricas em seu interior. Não à toa, são muito utilizados para barrar sua passagem.
O que faz com que um material seja um isolante?
Isolantes elétricos são aqueles materiais que possuem poucos elétrons livres e que resistem ao fluxo dos mesmos fazendo com que não ocorra choque elétrico. Alguns materiais desta categoria são: Plástico (resinas), Silicone, Borracha, Vidro (cerâmicas), Óleo, Água pura deionizada.
Qual é o tipo de material condutor?
- Um exemplo desse tipo de material chamado condutor são os metais como cobre, ouro, prata, alumínio entre outros. Como visto, para que haja movimento de elétrons dentro de um material condutor, é necessário fornecer aos elétrons energia potencial elétrica.
Qual a explicação para a condução elétrica dos materiais?
- Atualmente, a explicação para a capacidade de condução de corrente elétrica dos materiais é feita com base em argumentos teóricos complexos e que envolvem aspectos quânticos da matéria. A teoria por trás dessa explicação é chamada de teoria de bandas.
Quais são os principais condutores elétricos?
- Esses portadores podem ser elétrons, íons ou ainda ambos. Os principais condutores elétricos são: os metais: os portadores de carga elétrica são os elétrons. as soluções eletrolíticas: os portadores de carga elétrica
Por que os metais são bons condutores elétricos?
- Em geral, os metais são bons condutores elétricos e, por isso, são muito utilizados na transmissão de corrente elétrica, em circuitos elétricos e em dispositivos eletrônicos.