Conductores
QUÉ ES
Un conductor eléctrico es un material por el que puede haber un flujo de cargas eléctricas:
(1) con cierta facilidad y
(2) sin descomponerse químicamente.
Estas condiciones excluyen casos especiales en los que puede existir conducción eléctrica en medios que no suelen denominarse "materiales conductores", como el aire durante una tormenta y una sal en la electrólisis. Incluso a través del vacío de un acelerador de protones, hay una corriente eléctrica, pero el vacío no es un medio, por lo tanto, no puede ser un conductor.
Aunque en la actualidad se estén desarrollando polímeros (plásticos, gomas) conductores, el término "material conductor" se refiere a cables y alambres metálicos, en redes y circuitos, compuestos por metales puros o por mezclas homogéneas de metales puros (aleaciones). Como ejemplo, en la fotografía siguiente se muestra a la izquierda un carrete de plástico negro (aislante) con bobinados de alambre de cobre (conductor), cubierto por un barniz aislador, y a la derecha, un cable bipolar con aislante blanco, donde cada cable individual está formado por alambres de cobre (cuyo extremo visible se encuentra estañado), con aislantes plásticos independientes de color celeste y marrón.
2-PARA QUÉ SIRVE
Las principales aplicaciones de un conductor eléctrico son el transporte de energía eléctrica (cables de la red eléctrica domiciliaria, de alta tensión, aparatos eléctricos, actuadores, iluminación, automóviles, etc.), transporte de señales (transmisores/receptores, computadores, automóviles, etc.), y fabricación de componentes electrónicos (conectores, placas de circuito impreso, resistencias, condensadores, transistores, circuitos integrados, sensores, etc.).
3-DE QUÉ ESTÁ HECHO
A continuación se ordenan algunos metales y aleaciones comunes, comenzando por el mejor conductor, indicando entre paréntesis la conductividad eléctrica s aproximada a temperatura ambiente (20°C), en unidades de 10 millones de siemens (*) por metro, es decir 107 S/m:
Plata (6.8)
Cobre (6.0)
Oro (4.3)
Aluminio (3.8)
Latón (cobre con 30% en peso de zinc) (1.6)
Hierro (1.0)
Platino (0.94)
Acero al carbono (0.6)
Acero inoxidable (0.2)
* El "siemens" (símbolo "S"), es la unidad de conductancia G en el Sistema Internacional de Unidades. La conductancia es la inversa de la resistencia (G = R-1), y como el siemens es equivalente a ohm-1, es a veces mal denominado "mho" (ohm escrito al revés!) o utilizando la letra griega W (omega mayúscula) dibujada al revés! (no comments...)
Cuando se requiere transportar la electricidad con el mínimo de pérdidas, se utilizan metales que, además de ser buenos conductores, sean razonablemente económicos (no como la plata o el oro). Entonces, los primeros candidatos son el cobre (Cu) y el aluminio (Al). En efecto, en la industria se utilizan gruesos conductores de cobre y a veces también de aluminio. El cobre utilizado como conductor, en realidad es un material denominado "cobre electrolítico", con 99.92 a 99.96 % en peso de cobre. En esta aleación, un 0.03 % de oxígeno mejora su densidad y conductividad.
Existen interruptores de posición, donde una cierta cantidad de mercurio líquido, une dos contactos cerrando un circuito eléctrico. En muchos tableros y dispositivos eléctricos también se encuentran conductores de "bronce al aluminio", una aleación de 88 a 96% de cobre con estaño, hierro, y un 2 a 10% de aluminio. Este material tiene mucha más resistencia mecánica y química que el cobre electrolítico, necesarias en interruptores donde los chispazos elevan la temperatura del material.
La siguiente lista muestra valores aproximados de la resistividad eléctrica r (la inversa de la conductividad: r = s-1) a 20°C y en 10-8 ohm x m, de algunos metales utilizados en dispositivos eléctricos:
Plata (1.6)
Cobre (1.7)
Oro (2.2)
Aluminio (2.7)
Tungsteno (wolframio) (5.51)
Platino (10.6)
Bronce al aluminio (11)
Estaño (11.5)
Plomo (20.7)
Mercurio (96)
