Propiedades de los materiales

DIVISIÓN DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

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Ensayo

ASIGNATURA: PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

ELABORADO POR: Harol Ramírez Sánchez

DOCENTE: M. EN D. CRISTINA GONZALEZ BOUCHAN

GRUPO: 121M 

PERÍODO: 2021-1

Las propiedades eléctricas de los materiales guardan relación con la cantidad de corriente que se produce cuando se somete a los materiales a un campo eléctrico aplicado como podemos observar a nuestro alrededor en instrumentos electrónicos de medición, equipos de telecomunicación, ordenadores, computadoras, generadores, motores eléctricos o electrodomésticos, las propiedades eléctricas de los materiales nos permiten determinar el comportamiento de un material al pasar por el la corriente eléctrica,  la corriente resultante se debe al movimiento de los electrones o de otros portadores de carga, y depende del tipo de enlaces de los átomos del material los materiales que producen corriente por efecto de un campo eléctrico aplicado se describen como eléctricamente conductores o metales, en tanto que los que no producen corriente son eléctricamente conductores, no metales o aisladores, tambien se pueden llegar a clasificar en diferentes rangos de conductividad esto dependiendo de sus características físicas y químicas y asi mismo determinar sus rangos como los semiconductores, la superconductividad, el efecto fotovoltaico, ferroelectricidad y piezoelectricidad.

Los conductores, la conductividad eléctrica es la medida de la capacidad de un material o sustancia que permite la libre circulación de la corriente eléctrica son denominados conductores la conductividad depende de la estructura atómica y molecular de un material igualmente la conductividad depende de las propiedades físicas de un material sin embargo tambien influye la temperatura y esta se clasifica en dos: los líquidos y los solidos la conductividad en el caso de los líquidos hay algunos que no conducen la electricidad mientras que en otros si esto se relaciona con la presencia de sales que generan iones positivos y negativos que permiten el paso de la energía eléctrica si el liquido se somete a un tipo de energía eléctrica, mientras que en los solidos la conductividad tiene que ver con las bandas de valencia y la formación de una nube de electrones esta nube de electrones libres generan corriente al estar sometidos a un cuerpo eléctrico, algunos ejemplos de conductores seria el oro, plata, cobre, agua ionizada, hierro.

No conductores, son materiales que impiden el paso de la electricidad y esto es posible a que el material rechaza el flujo de corriente eléctrica, un aislante eléctrico es un material de conductividad prácticamente nula o muy baja que idealmente no permite el paso de la corriente por eso las cargas tienen dificultades para movilizarse por lo contrario en los conductores eléctricos las cargas se desplazan con gran facilidad algunos ejemplos son la madera, plásticos, cerámicos vidrios.

Semiconductores, un material es semiconductor cuando se comporta bien como un conductor o bien como aislante, según el campo eléctrico en el que se encuentre, no es tan buen conductor como un metal, pero no es aislante a temperaturas muy bajas se comportan como aislantes esto quiere decir que no conduce electricidad, pero cuando la temperatura aumenta por encima de un valor se convierten en muy buenos conductores el semiconductor mas utilizado es el silicio que es el elemento mas abundante en la naturaleza después del oxígeno, esto debido a su capacidad de controlar sus propiedades eléctricas asi mismo ha posibilitado el desarrollo y aplicación de transistores y algunos circuitos integrados en la industria electrónica algunos de los semiconductores son: el cadmio que es un metal, el boro un metaloide, aluminio, galio, indio, germanio, fósforo.  

Superconductores, es un fenómeno de la resistividad cero, que se presenta en algunos metales y aleaciones por debajo de la temperatura critica, la cual es diferente para cada material, son los mejores conductores eléctricos, pues no ofrecen resistencia al movimiento de la carga eléctrica, permitiendo que las partículas se muevan fácilmente, por lo que estos materiales de alguna manera no permiten que haya una perdida significativa de energía, esto pasa cuando son enfriados, en los conductores ordinarios como el oro y la plata la resistencia desciende a cero, cuando el material se enfría por debajo de su temperatura critica, una corriente eléctrica que fluye en espiral de cable superconductor puede persistir indefinidamente sin una fuente de alimentación, un material superconductor no solamente presenta resistencia al paso de la corriente, si no que tambien tiene otra propiedad importante que es la capacidad para apantallar un campo magnético,  se pueden clasificar en dos: los superconductores de tipo I estos tienen un campo critico tan pequeño que no se pueden desarrollar aplicaciones tecnológicas en ellos esto quiere decir que los superconductores de tipo I nunca dejaran que exista un campo magnético en su interior y los superconductores de tipo II permiten que un campo magnético penetre en su interior, los superconductores de tipo I siempre intentan expulsar el campo magnético de su interior mientras que los de tipo II se oponen a que este cambie, en cuanto a sus usos y aplicaciones, la principal utilidad de los superconductores es la de la producción de campos magnéticos intensos que tienen aplicación en la medicina pero tambien en otros ámbitos como en el control de reactores de fusión nuclear, pero la mayor parte de aplicación de los superconductores se restringe a los laboratorios de física con fines de investigacion por ejemplo algunos estudios de resonancia magnética nuclear y la microscopía electrónica de alta resolución algunos ejemplos de superconductores son el carbono, cromo, litio, berilio, titanio, vanadio.

El efecto fotovoltaico, este efecto consiste en transformar la energía solar en energía eléctrica por medio de dispositivos semiconductores conocidos mayormente como células fotovoltaicas (FV), la luz está compuesta por fotones o partículas energéticas, estos fotones son diferentes energías correspondientes a las diferentes longitudes de onda del espectro solar esta energía del sol se transforma en energía eléctrica, gracias a un material que absorbe los fotones y como acto seguido emite electrones, únicamente los fotones absorbidos generan electricidad, cuando un fotón es absorbido, la energía del fotos se transfiere al electrón de un átomo de la célula, con esta energía el electrón puede formar parte de la corriente de un circuito eléctrico, algunas aplicaciones del efecto fotovoltaico es en la electrificación rural lugares de difícil acceso, viviendas de uso temporal, en la electrificación urbana edificios públicos como museos o colegios, electrificación domestica en viviendas unifamiliares, comunidades, y cooperativas, telecomunicaciones terrestres como televisión, radioteléfonos, en la seguridad y señalización dispositivos de alarma aeropuertos y pistas.

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