I materiali con alta conduttivit\u00e0 elettrica, come i metalli e alcuni tipi di sali e soluzioni, sono comunemente utilizzati in applicazioni elettriche ed elettroniche, dove servono a trasportare corrente elettrica con minima resistenza o perdita di energia. Al contrario, i materiali con bassa conduttivit\u00e0 elettrica, come gli isolanti e i semiconduttori, sono usati in applicazioni dove possono essere utilizzati per controllare o manipolare il flusso di carica elettrica.<\/p>\n
Elettroni Liberi e Conduttivit\u00e0 Elettrica<\/h2>\n
Gli elettroni liberi<\/strong> sono elettroni non legati a un atomo o molecola e liberi di muoversi attraverso un materiale. La conduttivit\u00e0 elettrica misura la capacit\u00e0 di un materiale di condurre corrente elettrica. La conduttivit\u00e0 di un materiale dipende dal numero di elettroni liberi disponibili per trasportare la carica elettrica.<\/p>\n I materiali con un alto numero di elettroni liberi, come i metalli, sono buoni conduttori di elettricit\u00e0. Nei metalli, gli elettroni di valenza degli atomi sono legati debolmente al nucleo atomico, permettendo loro di muoversi liberamente attraverso il materiale. Al contrario, i materiali con pochi elettroni liberi, come i non metalli, sono scarsi conduttori di elettricit\u00e0. Questi ultimi tendono ad avere elettroni strettamente legati che non possono muoversi liberamente attraverso il materiale, quindi non conducono bene l’elettricit\u00e0.<\/p>\n In generale, la presenza di elettroni liberi \u00e8 un fattore critico nel determinare la conduttivit\u00e0 elettrica di un materiale. Questa pu\u00f2 essere definita come la quantit\u00e0 di tensione necessaria per far fluire una determinata quantit\u00e0 di corrente elettrica. Ci\u00f2 \u00e8 in gran parte determinato dal numero di elettroni nel guscio pi\u00f9 esterno; questi elettroni determinano la facilit\u00e0 con cui si generano elettroni mobili.<\/p>\n Quando viene applicata una tensione attraverso un conduttore, si stabilisce un campo elettrico che causa il movimento degli elettroni in una certa direzione. Tuttavia, gli elettroni non si muovono in linea retta, ma piuttosto subiscono un moto casuale a causa delle collisioni con gli atomi del conduttore, perdendo energia e disperdendosi in direzioni casuali. Questo crea resistenza al flusso di elettroni e fa s\u00ec che parte dell’energia del campo elettrico venga convertita in calore.<\/p>\n Questo moto casuale fa s\u00ec che gli elettroni abbiano una velocit\u00e0 media, chiamata velocit\u00e0 di deriva<\/em>. La velocit\u00e0 di deriva degli elettroni in un conduttore \u00e8 tipicamente molto lenta, dell’ordine di pochi millimetri al secondo, anche se la corrente nel conduttore pu\u00f2 essere molto elevata. Questo perch\u00e9 gli elettroni sono costantemente in collisione con gli atomi del conduttore, il che rallenta il loro movimento complessivo.<\/p>\n La velocit\u00e0 di deriva \u00e8 proporzionale alla corrente. In un materiale resistivo, \u00e8 anche proporzionale all’intensit\u00e0 di un campo elettrico esterno. Sebbene la velocit\u00e0 di deriva sia relativamente lenta, \u00e8 comunque un concetto importante per comprendere il comportamento delle correnti elettriche nei conduttori. Il flusso complessivo di carica elettrica in un conduttore \u00e8 determinato dalla combinazione della velocit\u00e0 di deriva e del numero di portatori di carica che si muovono attraverso il conduttore.<\/p>\n Ad esempio, quando viene applicata una tensione in corrente continua (DC), la velocit\u00e0 di deriva degli elettroni aumenter\u00e0 proporzionalmente alla forza del campo elettrico. La velocit\u00e0 di deriva in un filo di rame di 2 mm di diametro in una corrente di 1 ampere \u00e8 di circa 8 cm all’ora. Le tensioni in corrente alternata (AC) non causano un movimento netto; gli elettroni oscillano avanti e indietro in risposta al campo elettrico alternato (su una distanza di pochi micrometri).<\/p>\nFlusso degli Elettroni in un Filo<\/h2>\n
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