O documento discute as propriedades elétricas dos materiais, definindo propriedades elétricas, condutividade e resistividade elétrica. Explora conceitos como condução elétronica e iônica, semicondutividade intrínseca e extrínseca, efeito Hall, comportamento dielétrico e polarização.

1. PRORIEDADES ELÉTRICAS
Disciplina: Tecnologia dos Materiais de Construção
Discente: Bacus de Oliveira Nahime
Docente: Taline Carvalho Martins
Outubro/2018
INSTITUTO FEDERAL GOIANO / CAMPUS RIO VERDE
MESTRADO EM ENGENHARIA APLICADA E SUSTENTABILIDADE
1

2. Conteúdo
Definição
Aplicação
Conceitos e Leis Importantes
Metais
Isolantes e Semicondutores
Semicondutividade
Efeito Hall
2
Cerâmicas Iônicas e em
Polímeros
Comportamento Dielétrico
Tipos de Polarização
Ferroeletricidade e
Piezoeletricidade
Conclusão
Referências Bibliográficas

3. Relacionado com a resistência do
material através do qual está
passando a corrente.
1. Definição
Propriedade elétrica diz respeito à resposta de um
material quando da aplicação de um campo elétrico.
3
CONDUTIVIDADE ELÉTRICA RESISTIVIDADE ELÉTRICA
Facilidade de um material
em conduzir corrente
elétrica.

4. 1. Definição
Propriedade elétrica diz respeito à resposta de um
material quando da aplicação de um campo elétrico.
4
CONDUTIVIDADE ELÉTRICA RESISTIVIDADE ELÉTRICA

5. 2. Aplicação
5
Isolante
Condutor

6.  Lei de Ohm
V: Voltagem aplicada
I: Corrente
R: Resistência do material
6
3. Conceitos e Leis Importantes

7. 3. Conceitos e Leis Importantes
7
Migração dos íons positivos e
negativos sob a ação de um
campo elétrico.
CONDUÇÃO ELETRÔNICA CONDUÇÃO IÔNICA
Deslocamento de elétrons,
das camadas de valência, ao
longo do condutor.

8. 8
3. Conceitos e Leis Importantes
Revisão!
Íon: espécie química eletricamente carregada, que resulta de um átomo que perdeu ou
ganhou elétrons.
Ânions -> carregados negativamente
Cátions -> carregados positivamente
(SALMERON, 2007)
Ligação Iônica  ocorre entre um átomo metálico e um átomo não metálico, com
doação de elétrons por parte do primeiro e recebimento de elétrons por parte do
segundo.
Ligação Covalente  não ocorre uma transferência total de elétrons. Nesse processo,
ocorre um compartilhamento de elétrons, aos pares.
Ligação Metálica  os elétrons distribuem-se sobre núcleos positivos de átomos
metálicos, formando uma nuvem eletrônica sobre toda estrutura da matéria formada,
sendo esta a responsável pelas propriedades metálicas da matéria constituída.

9. 9
3. Conceitos e Leis Importantes
Revisão!
(SALMERON, 2007)
Ligação Iônica 
Ligação Covalente 
Ligação Metálica 

10. 10
3. Conceitos e Leis Importantes
Revisão!
(SALMERON, 2007)

11. 11
3. Conceitos e Leis Importantes
VAMOS PRATICAR!

12. 3. Conceitos e Leis Importantes
12
Migração dos íons positivos e
negativos sob a ação de um
campo elétrico.
CONDUÇÃO ELETRÔNICA CONDUÇÃO IÔNICA
Deslocamento de elétrons,
das camadas de valência, ao
longo do condutor.

13. Estruturas da Banda de Energia nos Sólidos (Estrutura
de Bandas)
13
3. Conceitos e Leis Importantes
(EISBERG, 1994)

14. 14
3. Conceitos e Leis Importantes
(CALLISTER,2000)

15. 15
3. Conceitos e Leis Importantes
(CALLISTER,2000)
Ef: Energia de Fermi

16. 16
3. Conceitos e Leis Importantes
(CALLISTER,2000)

17. 17
3. Conceitos e Leis Importantes
(CALLISTER,2000)

18. 18
3. Conceitos e Leis Importantes
(CALLISTER,2000)

19. 4. Metais
Os materiais metálicos possuem
1,2 ou, no máximo, 3 elétrons de
valência. Esses encontram-se mais
ou menos livres para se
movimentarem ao longo do metal,
como se formassem um “mar de
elétrons”.
19
(CALLISTER,2000)

20. 4. Metais
A ligação metálica é encontrada para os elementos
do Grupo IA e IIA na tabela periódica.
Os metais possuem altas condutividades devido aos
grandes números de elétrons livres que são excitados
para os espaços vazios acima da energia de Fermi.
20

21. 4. Metais
21
(CALLISTER,2000)

22. 4. Metais
A resistividade total de um metal depende:
22
Vibrações
Térmicas
Impurezas
Deformação
Plástica

23. 4. Metais
A resistividade total de um metal depende:
23
Vibrações
Térmicas
Impurezas
Deformação
Plástica

24. 4. Metais
24
Resistividade elétrica em função da temperatura para cobre e três ligas cobre-níquel, uma submetida a
deformação.
(CALLISTER,2000)

25. 4. Metais
A resistividade total de um metal depende:
25
Vibrações
Térmicas
Impurezas
Deformação
Plástica

26. 4. Metais
26
Resistividade elétrica em função da composição para ligas cobre-níquel.
(CALLISTER,2000)

27. 4. Metais
A resistividade total de um metal depende:
27
Vibrações
Térmicas
Impurezas
Deformação
Plástica

28. 4. Metais
Cobre
28
Prata Alumínio

29. 5. Isolantes e Semicondutores
Materiais ligados ionicamente e covalentemente
(ausência de grandes números de elétrons livres).
Os estados vazios adjacentes acima da banda de
valência preenchida não estão disponíveis. Portanto, os
elétrons devem ser promovidos através do
espaçamento entre bandas de energia.
29

30. 5. Isolantes e Semicondutores
30
(CALLISTER,2000)

31. 6. Semicondutividade
31
A condutividade elétrica dos semicondutores é
extremamente sensível a concentrações de impurezas.
Assim podem ser classificados como:
Semicondutores Intrínseco: metal puro
Semicondutores Extrínseco: átomos de impurezas
Em ambos os casos, a condutividade aumenta com a
temperatura.

32. 6.1 Semicondutividade Intrínseca (Tipo n)
32
Os principais são o silício e o
germânio, encontrados no Grupo IV
A da tabela periódica. Eles
possuem uma energia de
espaçamento etre bandas de 1,1 e
0,7 eV respectivamente.
(CALLISTER,2000)

33. 6.1 Semicondutividade Intrínseca (Tipo n)
33
Conceito de um Buraco:
(CALLISTER,2000)

34. 6.1 Semicondutividade Intrínseca (Tipo n)
34

35. 6.2 Semicondutividade Extrínseca (Tipo p)
35
O comportamento elétrico é determinado pelas
impurezas, as quais, quando presentes mesmo em
concentrações diminutas, introduzem um excesso de
elétrons ou de buracos.

36. 6.2 Semicondutividade Extrínseca (Tipo p)
36

37. 7. Efeito Hall
37

38. 8. Cerâmicas Iônicas e em Polímeros
38

39. 8. Cerâmicas Iônicas e em Polímeros
Os íons possuem uma carga elétrica , como
consequência são capazes de migrar ou se difundir
quando um campo elétrico está presente. Dessa forma,
uma corrente irá resultar do movimento líquido desses
íons carregados.
39

40. 8. Cerâmicas Iônicas e em Polímeros
40

41. 8. Cerâmicas Iônicas e em Polímeros
A maioria dos materiais polímeros é composta por
maus condutores de eletricidade, devido à falta de
disponibilidade de elétrons livres, nesses acredita-se
que condução é de natureza eletrônica.
41

42. 9. Comportamento Dielétrico
Um material dielétrico é um isolante, que possui uma
separação das entidades eletricamente carregadas em
um nível molecular atômico. Esses materiais são
utilizados em capacitores.
42

43. 9. Comportamento Dielétrico
43
(CALLISTER,2000)
Situação em vácuo e na presença de material dielétrico.

44. 9. Comportamento Dielétrico
44
(CALLISTER,2000)
Cargas armazenadas na placa de um capacitor

45. 10. Tipos de Polarização
Polarização é o alinhamento de momentos dipolo
atômicos ou moleculares com um campo elétrico que é
aplicado externamente. Existem três tipos:
- Polarização Eletrônica (desloca elétrons em relação ao núcleo)
- Polarização Iônica (desloca cátions e ânions em direções opostas)
- Polarização de Orientação (devido a rotação gerada pela tendência de
alinhamento nas vibrações térmicas dos átomos)
45

46. 10. Ferroeletricidade e Piezoeletricidade
Ferroeletricidade:
grupo de materiais
dielétricos que
exibem polarização
na ausência de
campo elétrico.
46
(CALLISTER,2000)

47. 10. Ferroeletricidade e Piezoeletricidade
Piezoeletricidade: a polarização é induzida e um campo
elétrico é estabelecido através de uma amostra pela
aplicação de forças externas.
47

48. 11. Conclusão
48
A facilidade que um material é capaz de transmitir uma
corrente elétrica é expressa em termos da ___________,
ou do seu inverso a __________.
Existe um tipo distinto de estrutura de banda para os
_______, para os ______________ e para os _________.
condutividade
resistividade
condutores semicondutores isolantes

49. 11. Conclusão
49
Para materiais metálicos a resistividade aumenta com a
____________, o teor de ________ e a ____________
plástica.
Os semicondutores são classificados como
_____________ e ______________.
temperatura impurezas deformação
intrínsecos extrínsecos

50. 11. Conclusão
50
Para os intrínsecos as propriedades são inerentes ao
material _________. E para os extrínsecos o
comportamento elétrico é ditado pelas __________.
Os materiais dielétricos são __________ elétricos,
porém são suscetíveis a polarização na presença de um
_______ elétrico.
puro
impurezas
isolantes
campo

51. 11. Conclusão
51
Os três tipos de polarização são: ________________,
_______________ e _____________.
Os materiais ferroelétricos são aqueles que podem
exibir polarização ________________.
Nos materiais piezoelétricos a polarização é induzida
pela imposição de forças ___________.
espontânea
externas
eletrônica
iônica orientação

52. Referências Bibliográficas
52
Callister Jr., W. D.; Materials Science and Engineering: An
Introduction. 4a ed., Wiley: New York, 2000.
SALMERON, R. A. Eletricidade e Magnetismo (Básico). São Paulo:
USP, 2007. E-Book. Disponível em:
<http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/>. Acesso em: 25/09/2018.
EISBERG, Robert; RESNICK, Robert. Física Quântica, 9.
reimpressão. Rio de Janeiro: Editora Campus, 1994, pág. 563 a 599.

53. PRORIEDADES ELÉTRICAS
Disciplina: Tecnologia dos Materiais de Construção
Discente: Bacus de Oliveira Nahime
Docente: Taline Carvalho Martins
Setembro/2018
INSTITUTO FEDERAL GOIANO / CAMPUS RIO VERDE
MESTRADO EM ENGENHARIA APLICADA E SUSTENTABILIDADE
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OBRIGADA!