Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING An Introduction
William D. Callister, Jr. - John Wiley & Sons, Inc., New York, NY, 1991.
19. PROPRIEDADES ELÉTRICAS
19.1 - INTRODUÇÃO
O principal objetivo deste capítulo é explorar as propriedades elétricas dos materiais, isto
é, suas respostas a um campo elétrico aplicado sobre êles. Nós começamos com um fenômeno de
condução elétrica: os parâmetros pelos quais ela é expressa, o mecanismo da condução por elétrons
e como a estrutura da banda de energia dos elétrons de um material influencia sua capacidade para
conduzir. Estes princípios são estendidos a metais, semicondutores e isolantes. Atenção particular é
dada às características de semicondutores e então a dispositivos semicondutores. Também são
tratadas as características dielétricas de materiais isolantes. As seções finais são devotadas aos
particulares fenômenos de ferroeletricidade e piezoeletricidade.
CONDUÇÃO ELÉTRICA
19.2 - A LEI DE OHM
Uma das mais importantes características elétricas de um material sólido é a facilidade
com a qual ele transmite uma corrente elétrica. A lei de Ohm relaciona a corrente I - ou taxa
temporal de passagem de carga - à voltagem aplicada V como se segue:
V = IR (19.1)
onde R é a resistência do material através da qual a corrente está passando. As unidades para V, I e
R são, respectivamente, volt (J/C), ampéres (C/s) e ohm (V/A). O valor de R é influenciado pela
configuração da amostra e para muitos materiais é independente da corrente. A resistividade ρ é
independente da geometria da amostra mas está relacionada a R através da expressão
ρ = RA / l (19.2)
onde l é a distância entre os 2 pontos nos quais a voltagem é medida e A é a área da seção reta
perpendicular à direção da corrente. As unidades para ρ são ohm-metro (Ω-m). A partir da
expressão para a lei de Ohm na Equação 19.2,
ρ = VA / I l (19.3)
A Figura 19.1 é um diagrama esquemático de um arranjo experimental para a medição da
resistividade elétrica.