Conduzione elettrica nei materiali: corrente nei metalli, semiconduttori (drogaggio p e n), conduzione nei liquidi (elettrolisi) e nei gas (scarica elettrica)

Corrente nei solidi

La corrente elettrica è un flusso ordinato di cariche sotto una differenza di potenziale; si misura con $i = \frac{\Delta Q}{\Delta t}$. Nei metalli si muovono gli elettroni, dal polo negativo al positivo, mentre il verso convenzionale della corrente è dal positivo al negativo. L’agitazione termica ostacola il moto; vicino allo zero assoluto alcuni materiali diventano superconduttori, con resistività che crolla a zero. Nei semiconduttori puri la conduzione è scarsa; il drogaggio di tipo n introduce atomi con cinque elettroni esterni (come il fosforo) e un elettrone libero, quello di tipo p usa atomi con tre elettroni esterni (come il boro) e crea una lacuna che si comporta come carica positiva mobile.

Liquidi e gas

Nei liquidi la dissociazione elettrolitica produce ioni; con due elettrodi, anodo positivo e catodo negativo, avviene l’elettrolisi. La prima legge di Faraday è $m = kQ = k i \Delta t$; la seconda collega le masse depositate agli equivalenti chimici. Nei gas serve ionizzazione esterna: si osservano proporzionalità, corrente di saturazione e, oltre il potenziale di innesco, scarica a valanga; il campo è $E = \frac{\Delta V}{d}$.

Schema rapido

• Metalli: elettroni; semiconduttori: drogaggio n/p.
• Liquidi: ioni ed elettrolisi.
• Gas: ionizzazione e valanga.