Conductividad En Los Metales

Temperatura y estructura: parámetros que afectan la conductividad

Como se especificó anteriormente, la conductividad de un material se ve afectado por su estructura de bandas de energía a nivel atómico. Sin embargo, la conductividad es afectada también por el cambio de la energía cinética de los átomos o moléculas debido al amplio incremento o disminución de temperatura. De igual manera se afecta la conductividad por efecto del cambio o tipo de su estructura debido a las imperfecciones a nivel cristalino de la misma.

En el caso de los metales cuando se incrementa bastante la temperatura de este, la energía térmica hace que los átomos vibren mucho más, incrementando su energía interna (energía cinética de los átomos). Ya con esto, la movilidad de los electrones al igual que el recorrido libre medio (distancia promedio entre colisiones) se reduce, no así aumenta la resistividad del metal. La resistividad en función de la temperatura podría estimarse por medio de la siguiente ecuación:

Donde se observa una relación entre la resistividad debido a la vibración térmica por efecto de la nueva temperatura y la resistividad a temperatura ambiente, la cual se ve afectada por el cambio de temperatura y el coeficiente térmico de la resistividad.

Por otro lado, al existir defectos reticulares, es decir imperfecciones de la red cristalina, los electrones se dispersan, de este modo la movilidad de ellos disminuye y con ello la conductividad.

Como se observaría en la figura anterior, en el caso de un cristal perfecto (a), el electrón no tiene mayor problema para poder pasar a través de la red de átomos. Contrario a esto, al aumentarle la temperatura a un material (b), los electrones aumentan sus vibraciones por lo que la facilidad del electrón de poder desplazarse por la red es mucho menor. Adicional a esto, si la red tuviere imperfecciones como átomos sustitucionales (c) (generalmente en metales impuros), el electrón es dispersado causando una dificultad en la movilización a través de la misma.

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