Condutividade elétrica
Também: Condutividade, Condutividade específica, Condutância elétrica
A condutividade elétrica descreve quão bem um material conduz a corrente elétrica e é, nos metais preciosos, uma importante característica de qualidade para aplicações industriais.
A condutividade elétrica (símbolo: σ, unidade: Siemens por metro, S/m) indica com que facilidade os portadores de carga elétrica — nos metais, eletrões livres móveis — conseguem fluir através de um material. Quanto maior o valor, menor a resistência que o material opõe ao fluxo de corrente. Para a prata e o cobre esta propriedade tem uma importância industrial de primeira ordem.
Fundamento físico
O inverso da condutividade é a resistividade elétrica ρ (unidade: Ohm·metro, Ω·m). Ambas as grandezas estão relacionadas pela seguinte expressão:
σ = 1 / ρ
Nos metais, os eletrões de condução são dispersos pela rede cristalina. Temperatura elevada, defeitos de rede e átomos estranhos (componentes de liga) reforçam esta dispersão e reduzem a condutividade. Metal puro e monocristalino possui, por isso, sempre uma condutividade mais elevada do que uma liga do mesmo metal-base.
Condutividade dos principais metais preciosos em comparação
| Metal | σ (× 10⁶ S/m) | Posição | Aplicação típica |
|---|---|---|---|
| Prata (Ag) | 63,0 | 1 (de todos os metais) | Pistas condutoras, contactos, células solares |
| Cobre (Cu) | 59,6 | 2 | Cabos, circuitos, transformadores |
| Ouro (Au) | 45,2 | 3 | Conectores, fios de ligação, microprocessadores |
| Alumínio (Al) | 37,7 | – | Linhas de alta tensão |
| Paládio (Pd) | 9,5 | – | Contactos de conectores, catalisadores |
| Platina (Pt) | 9,4 | – | Sensores de temperatura (PT100/PT1000) |
A prata encabeça a classificação de todos os metais — facto que sustenta em parte o preço da prata através da procura industrial. O cobre é, apesar de uma condutividade ligeiramente inferior, o material condutor mais utilizado, por ser bastante mais barato e abundante. O ouro destaca-se na eletrónica não pela condutividade de topo, mas pela sua extraordinária resistência à corrosão — os contactos dourados não oxidam e mantêm-se fiáveis de forma duradoura.
Influência da temperatura e da liga
- Dependência da temperatura: os metais tornam-se piores condutores com o aumento da temperatura (coeficiente de temperatura positivo). A 0 °C, a condutividade do cobre é cerca de 12 % superior à de 25 °C.
- Efeito da liga: a prata de lei (92,5 % Ag, 7,5 % Cu) tem uma condutividade cerca de 55 % inferior à da prata pura (aprox. 28 em vez de 62 MS/m). Para pistas condutoras de alta precisão prefere-se, por isso, prata fina (≥ 999/1000).
- Domínio criogénico: muitos metais tornam-se supercondutores a temperaturas muito baixas (σ → ∞); o ouro e o cobre, porém, não — mantêm-se condutores normais.
Importância para a indústria e o mercado de metais preciosos
Cerca de 50 % da procura mundial de prata destina-se a aplicações industriais, entre elas pasta de prata fotovoltaica, soldas e contactos elétricos. Esta procura de base confere ao preço da prata uma componente industrial estável, independente do interesse de investimento. O ouro é utilizado em película fina (fios de ligação, conectores) na indústria de semicondutores, porque a sua proteção contra a oxidação atua de forma fiável ao longo de décadas.
O valor de fusão atual das suas existências de prata ou ouro pode ser apurado com a nossa calculadora de valor de fusão.
Em resumo
A prata é o metal eletricamente mais condutor de todos e desempenha, por isso, um papel-chave na indústria eletrónica e solar. O ouro destaca-se em aplicações de alta fiabilidade pela ausência de oxidação, não pela condutividade de topo. A condutividade diminui com o aumento da temperatura e com cada adição de liga — a pureza compensa em termos elétricos.