Le problematiche relative alla conduttività elettrica sono cruciali nella professione di elettricista e installatore elettrico. La conduttività elettrica, o conduttanza, è la capacità di un materiale di condurre l'elettricità. Pertanto, se si sta modernizzando un impianto elettrico o collegando nuove apparecchiature a un sistema esistente, è necessario conoscere la conduttività dei materiali utilizzati. Solo conoscendo le proprietà di conduzione elettrica di una determinata materia prima si sarà in grado di creare circuiti elettrici sicuri.
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Unità di conduttività e conduttanza elettrica
Il movimento ordinato delle cariche elettriche negli impianti è essenziale affinché il sistema funzioni in modo efficiente e senza guasti frequenti. Un concetto chiave nel lavoro di ogni installatore è la conduttanza. Nella scelta dei materiali utilizzati per collegare elementi di impianto come apparecchiature elettriche e apparecchiature modulari , è necessario tenere conto di diversi parametri:
- conduttività elettrica,
- attuale,
- resistenza o impedenza,
- la dimensione del campo elettrico,
- tensione della corrente che scorre.
Quando si scelgono cavi e fili per la modernizzazione o la creazione di un nuovo impianto elettrico, è necessario innanzitutto considerare la quantità di corrente richiesta in un sistema specifico. La conduttività è espressa in Siemens (SI) e il nome stesso deriva da un famoso progettista il cui campo di lavoro principale era l'ingegneria elettrica : Werner Siemens.
La conduttività elettrica è composta da tre unità importanti: la lunghezza del conduttore, la sezione trasversale dell'elemento e il sigma, ovvero la conduttività specifica del materiale.
Qual è la relazione tra conduttività elettrica e resistenza?
Conduttività elettrica e resistenza sono strettamente correlate, ma sono misure opposte delle proprietà elettriche di un materiale. La conduttività elettrica è una misura della capacità di un materiale di condurre una corrente elettrica, mentre la resistenza elettrica è la forza con cui un materiale si oppone al flusso di tale corrente.
In pratica, un materiale ad alta conduttività (come il rame o l'alluminio) ha una bassa resistenza, il che facilita il flusso di corrente elettrica. A loro volta, i materiali ad alta resistenza, come gli isolanti (come la gomma), hanno una bassa conduttività, il che ostacola il flusso di corrente elettrica, quindi sono perfetti come isolanti per i cavi di installazione .
Come installatore, è importante sapere che la resistenza di un dato materiale dipende dalle sue proprietà specifiche, come il numero di elettroni liberi. Nei conduttori come il rame, questi elettroni possono muoversi liberamente attraverso il materiale sotto l'influenza di un campo elettrico , il che si traduce in una bassa resistenza e un'alta conduttività.
Cosa influenza la conduttività elettrica dei materiali?
Diversi fattori influenzano il modo in cui l'elettricità fluisce attraverso un dato materiale. L'intensità dell'elettricità in sé non è molto importante. Ciò che conta è il valore della resistenza e della conduttanza.
I fattori che influenzano il modo in cui un materiale conduce l'elettricità sono:
- Temperatura : in pratica, una variazione di temperatura, ad esempio, del rame o di un liquido conduttivo può influire sul modo in cui cambia la conduttività di un dato materiale.
- Livello di contaminazione del conduttore : ad esempio, l'argento ossidato è un conduttore peggiore dell'argento non appannato.
- Campo elettromagnetico : se aumentato, il flusso di corrente in un materiale può essere rallentato.
- Frequenza : numero di cicli di oscillazione eseguiti da una corrente elettrica alternata al secondo (misurata in Hertz).
In molti materiali, la conduzione avviene tramite elettroni a banda. Tuttavia, negli elettroliti, il materiale trasporta ioni interi con la loro carica elettrica netta.
Quindi, i migliori conduttori con eccellenti valori di conduttività elettrica sono argento, rame, oro, alluminio, zinco, nichel e ottone. Ricordate inoltre che nei conduttori c'è sempre movimento di elettroni liberi, mentre nei semiconduttori di elettroni. Quando si parla di elettroliti, qui si parla di ioni.