Conductores, Semiconductores Y Aislantes

INTRODUCCION

De acuerdo con la teoría moderna de la materia, los átomos de la materia están constituidos por un núcleo cargado positivamente, alrededor del cual giran a gran velocidad cargas eléctricas negativas. Estas cargas negativas, los electrones, son indivisibles e idénticas para toda la materia.

En los elementos llamados conductores, algunos de estos electrones pueden pasar libremente de un átomo a otro cuando se aplica una diferencia de potencial (o tensión eléctrica) entre los extremos del conductor.

A este movimiento de electrones es a lo que se llama corriente eléctrica. Algunos materiales, principalmente los metales, tienen un gran número de electrones libres que pueden moverse a través del material. Estos materiales tienen la facilidad de transmitir carga de un objeto a otro estos son los antes mencionados conductores.

Los mejores conductores son los elementos metálicos, especialmente la plata (es el más conductor), el cobre, el aluminio, etc.

Los materiales aislantes tienen la función de evitar el contacto entre las diferentes partes conductoras (aislamiento de la instalación) y proteger a las personas frente a las tensiones eléctricas (aislamiento protector). La mayoría de los no metales son apropiados para esto pues tienen resistividades muy grandes, esto se debe a la ausencia de electrones libres.

Los materiales aislantes deben tener una resistencia muy elevada, requisito del que pueden deducirse las demás características necesarias. En los materiales no conductores de la electricidad, o aislantes, los electrones están sólidamente unidos al núcleo y es difícil arrancarlos de átomo.

Por este motivo, comparándolos con los conductores, se requiere una diferencia de potencial relativamente alta para separar algunos electrones del átomo, y la corriente que se obtiene es prácticamente nula.

Este es un material que se resiste al flujo de carga, algunos ejemplos de aislante son la ebonita, el plástico la mica, la baquelita, el azufre y el aire; Buenos aislantes ó no conductores, son: los aceites, el vidrio, la seda, el papel, algodón, etc.

CONDUCTORES

Los materiales conductores son aquellos materiales cuya resistencia al paso de la corriente es muy baja.

Podemos denominar material conductor a cualquier sustancia o material que sometido a una diferencia de potencial eléctrico proporciona un paso continuo de corriente eléctrica. Estos elementos contienen electrones de valencia relativamente libres, lo que facilita el desplazamiento de las cargas en el material.

En general todas las sustancias en estado sólido o líquido poseen la propiedad de conductividad eléctrica, pero algunas sustancias presentan mejor conductividad que otras. Los mejores conductores eléctricos son los metales y sus aleaciones, aunque existen materiales no metales que tienen la propiedad de conducción de la electricidad, como por ejemplo el grafito y las soluciones salinas.

Un metal típico es buen conductor de calor y de electricidad, es maleable, dúctil, de apariencia lustrosa, generalmente sólido, con alto punto de fusión y baja volatilidad.

Las propiedades físicas de los metales, principalmente la conducción de electricidad, pueden ser explicadas por el enlace metálico. El enlace metálico es un enlace covalente que tiene características propias.

Existen conductores en estado sólido, líquido y gaseoso.

Conductores sólidos

Características físicas:

 Estado sólido a temperatura normal, excepto el mercurio que es líquido.

 Opacidad, excepto en capas muy finas.

 Buenos conductores eléctricos y térmicos.

 Brillantes, una vez pulidos, y estructura cristalina en estado sólido.

 Dureza o resistencia a ser rayados.

 Resistencia longitudinal o resistencia a la rotura.

 Elasticidad o capacidad de volver a su forma original después de sufrir deformación.

 Maleabilidad o posibilidad de cambiar de forma por la acción del martillo; (puede batirse o extenderse en planchas o láminas).

 Resistencia a la fatiga o capacidad de soportar una fuerza o presión continuadas.

 Ductilidad: permite su deformación forzada, en hilos, sin que se rompa o astille.

Características químicas:

 Valencias positivas: Tienden a ceder electrones a los átomos con los que se enlazan.

 Tienden a formar óxidos básicos.

 Energía de ionización baja: reaccionan con facilidad perdiendo electrones para formar iones positivos o cationes.

Características eléctricas:

 Mucha resistencia al flujo de electricidad.

 Todo átomo de metal tiene únicamente un número limitado de electrones de valencia con los que unirse a los átomos vecinos.

 Superposición de orbitales atómicos de energía equivalente con los átomos adyacentes.

 La elevada conductividad eléctrica y térmica de los metales se explica así por el paso de electrones a estas bandas con defecto de electrones, provocado por la absorción de energía térmica.

Dentro de los materiales metálicos más utilizados se encuentran: la Plata, el cobre, aluminio, y sus aleaciones.

Plata

Propiedades:

Se encuentra en la naturaleza formando parte de distintos minerales (generalmente en forma de sulfuro) o como plata libre. Es muy escasa en la naturaleza, de la que representa una parte en 10 millones de corteza terrestre. La mayor parte de su producción se obtiene como subproducto del tratamiento de las minas de cobre, zinc, plomo y oro.

Tiene la más alta conductividad eléctrica y conductividad térmica de todos los metales, pero su mayor precio ha impedido que se utilice de forma masiva en aplicaciones eléctricas. La plata pura también presenta el color más blanco y el mayor índice de reflexión.

Aplicaciones:

La producción

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