Los conductores metálicos son materiales que se utilizan en la transmisión de energía eléctrica. Actualmente, los conductores metálicos más comunes son el cobre, el aluminio, el oro y la plata. Teniendo en cuenta el precio y la conductividad, el más utilizado es el conductor de cobre.
Los conductores metálicos tienen poca resistencia y sus pérdidas eléctricas de transporte son bajas. Su eficacia es, por tanto, crucial para la transmisión de electricidad.
Conductividad Eléctrica de Los Metales Comunes
| Conductor | Símbolo | Peso (g/cm3) | Coeficiente de Conductividad (%) | |
| Oro | Au | 19.3 | 70.80 | No oxidante, caro |
| Plata | Ag | 10.5 | 109 | Conductividad óptima, caro |
| Bronce | Cu | 8.89 | 100 | Conductividad subóptima, precio moderado |
| Aluminio | Al | 2.7 | 61.20 | Conductividad ordinaria, peso ligero |
| Acero | Fe | 7.86 | 17.80 | Mala conductividad, buena resistencia a la tensión |
En esta tabla, el coeficiente de conductividad de los metales se basa en el cobre (100%). Esto se debe a la amplia aplicabilidad y el bajo coste de los conductores de cobre entre los metales. El cobre también puede estañarse en la superficie para facilitar la soldadura y tiene un efecto antioxidante.
¿Por Qué Los Metales Son Buenos Conductores de La Electricidad?
La mayoría de los metales tienen una buena conductividad eléctrica porque contienen un gran número de electrones libres. Los electrones libres se mueven y forman así una corriente eléctrica. Entonces, ¿de dónde proceden los electrones libres de los metales?
Electrones Fuera del Núcleo de Los Átomos Metálicos
Todos los átomos constan de un núcleo con electrones fuera del núcleo que se mueven a su alrededor. Los electrones más externos son los menos ligados al núcleo. A menudo son perturbados por los átomos vecinos y, por tanto, se mueven alrededor de los núcleos vecinos.
Los átomos metálicos tienen esta fuerza cuando los electrones exteriores están perturbados. Como esta fuerza de enlace es tan pequeña, los metales se caracterizan por su tendencia a ablandarse y a deformarse con facilidad cuando se calientan.
La Estructura Interna de Los Metales
De hecho, todos los metales sólidos son cristales. En esta estructura de espacio punteado, cada nodo tiene átomos o iones que están en constante movimiento irregular, mientras los electrones viajan a través de ellos.
Cuando no hay fuerzas externas que actúen sobre el metal, los electrones de éste se mueven constantemente de forma irregular, como las moléculas. En este caso, la velocidad media de los electrones en cualquier dirección es cero, por lo que no hay corriente en el metal.
Conductores Metálicos en El Campo Eléctrico
Si se aplica una tensión a los extremos de un conductor metálico, los electrones de las capas nucleares externas del conductor se ven sometidos a un campo eléctrico. Esto les permite superar la atadura del núcleo y convertirse en electrones libres cuando salen del núcleo. Estos electrones se mueven en dirección opuesta a la del campo eléctrico, y es este movimiento direccional el que crea la corriente en el metal.
Los distintos metales tienen estructuras cristalinas diferentes, lo que implica un número diferente de electrones libres y una resistencia diferente de los electrones de la capa interna a ellos. Por lo tanto, los distintos metales tienen propiedades conductoras eléctricas diferentes.
Velocidad de Transmisión de Potencia
En la vida cotidiana, la electricidad está disponible de inmediato con sólo pulsar un interruptor y la energía llega casi instantáneamente, ¿cómo se consigue esto?
En ausencia de tensión, la velocidad de los electrones en movimiento térmico en un metal es de aproximadamente 100 kilómetros por segundo. El movimiento direccional de los propios electrones no es esencialmente superior a unas décimas de milímetro por segundo. La velocidad de una corriente eléctrica está relacionada con la intensidad del campo eléctrico.
Los electrones en el metal son como un desfile, el voltaje es el comandante en jefe y a la orden todos los electrones individuales dan un paso adelante al mismo tiempo. Esto hace que parezca que toda la procesión avanza. Por supuesto, los propios electrones siguen en constante movimiento térmico irregular, incluso cuando se mueven de forma direccional, y el movimiento térmico está siempre presente.
Conductores Metálicos en Cables
Los conductores metálicos más utilizados para los cables son el cobre, el aluminio y las aleaciones de aluminio. El cobre tiene muchas propiedades físicas excelentes como conductor de cables, como alta conductividad eléctrica, alta resistencia mecánica, buen acabado, fácil procesamiento, fácil calandrado, trefilado y soldadura. También es resistente a la corrosión, por lo que el cobre es el metal más utilizado como conductor de cables.
Por su conductividad eléctrica, el aluminio sólo es superado por los metales oro, plata y cobre. También se utiliza mucho por su mayor riqueza mineral y menor precio que el cobre. Además, los conductores de aluminio suelen utilizarse en cables de aluminio aéreos por su menor peso, que facilita la instalación.
ZMS les recuerda a todos que elijan el conductor metálico adecuado para cables en función de los requisitos de la aplicación, el presupuesto y muchos otros factores. Sólo así puede garantizarse el funcionamiento estable de los cables a largo plazo.