Circuitos

Estimado estudiante, esta actividad ha sido diseñada para refrescar los conocimientos que posee sobre temas tratados en el curso, así como para verificar la existencia de algunos conocimientos mínimos que debe mantener en su estructura mental de saberes para que se le facilite el proceso de aprendizaje.

Estructura atómica de los materiales eléctricos.

Toda la materia está hecha de átomos y todos los átomos están compuestos de electrones protones y neutrones:

Un átomo es la partícula más pequeña contenida en cualquier elemento cada elemento conocido posee una estructura atómica única que lo hace diferente de cualquier otro.

Según el modelo de Bohr los átomos tienen un tipo de estructura planetaria, el núcleo central compuesto de partículas con carga positiva llamadas Protones y partículas sin carga llamadas Neutrones y alrededor del núcleo giran en órbita partículas con carga negativa llamadas Electrones.

Fig. 1 Modelo atómico de Bohr

Todos los elementos conocidos en la actualidad están ordenados en la Tabla Periódica de acuerdo a su número atómico, dicho numero es igual al número de protones del átomo de un material que a su vez es el mismo número de electrones.

Los átomos de los elementos naturalmente son neutros al tener el mismo número de cargas positivas y negativas.

Niveles de energia

Ya sabemos que los electrones se encuentran girando en órbitas alrededor del núcleo. Ahora la pregunta es:

¿cuántas órbitas pueden haber alrededor del núcleo y cuántos electrones pueden circular en cada una de ellas?

Conforme a la teoría electrónica de Bohr y la cuantificación de la energía, los átomos pueden tener un máximo de siete órbitas o capas alrededor del núcleo, las cuales se denominan con las letras K, L, M, N, O, P. y Q. y cada una de ellas acepta solamente un cierto número de electrones (Ne) así: la primera tendrá 2 electrones, la segunda 8, la tercera 18, la cuarta 32 entonces Ne = 2n2.

Los electrones que se encuentran en las capas más cercanas al núcleo son atraídos con más fuerza por los protones que los que se encuentran en las órbitas más alejadas. Como los electrones que hay en cada órbita poseen cierta cantidad de energía, a éstas también se les llama niveles de energía y la cantidad de energía que tiene cada nivel, depende del número de electrones que posee.

Desde el punto de vista eléctrico, de todas las órbitas o niveles de energía, solo nos interesa estudiar la última de cada átomo conocida como la órbita de valencia.

Los electrones que se encuentran en ella son quienes determinan las propiedades químicas y físicas de los elementos y son directamente los responsables de los fenómenos eléctricos.

Dichos electrones reciben el nombre de electrones de valencia, estos se caracterizan por ser los de mayor energía y estar ligados débilmente al átomo por lo lejos que se encuentran del núcleo.

Tipos de materiales eléctricos

De acuerdo al número de electrones de valencia que tengan los átomos de un elemento, desde el punto de vista eléctrico, éstos pueden clasificarse como conductores, aislantes y semiconductores.

Conductores: Materiales que sometidos a una diferencia de potencial eléctrico (voltaje) fácilmente proporciona un paso continuo de corriente eléctrica.

Los mejores conductores son el Cobre, la Plata, el Oro y el Aluminio estos elementos se caracterizan por tener átomos con menos de tres electrones en la órbita de valencia.

Estos electrones de valencia débilmente fijados pueden separarse de sus átomos y convertirse en electrones libres. Por lo tanto, un material conductor tiene muchos electrones libres que, al moverse en la misma dirección, conforman el flujo de carga (Corriente).

Aislantes o Dieléctricos: En los aislantes la capacidad para transportar energía es prácticamente nula.

Entre los aislantes tenemos al Fosforo, Azufre y Cloro estos elementos se caracterizan por tener átomos con cinco o más electrones de valencia ligados fuertemente.

Los materiales aislantes no conducen la corriente eléctrica debido a que los electrones de valencia están fuertemente ligados a los átomos por esta razón existen muy pocos electrones libres dentro de un aislante.

Semiconductores: Cuando el flujo de carga es mucho mayor al dieléctrico y mucho menor al de un conductor.

Poseen cuatro electrones de valencia y sus propiedades se encuentran en un punto medio entre conductores y aislantes. Ejemplos de éstos son el Silicio el Germanio y el Carbón.

Conductividad y Resistividad eléctrica

En general podemos concluir que todas las sustancias en estado sólido o líquido poseen la propiedades de conductividad y resistividad eléctrica y que esta son originadas por la cantidad de electrones de valencia de un material.

Conductividad eléctrica (σ, letra griega sigma). Es la capacidad de un material para transportar energía.

σ = 1 / ρ

Resistividad eléctrica (ρ, letra griega rho) es la magnitud característica que mide la capacidad de un material para oponerse al flujo de una corriente eléctrica. También recibe el nombre de resistencia específica. La resistividad se representa por ρ y se mide en ohmio metro:

ρ = R *A / L

Donde:

- ρ es la resistividad medida en ohmios-metro

- R es el valor de la resistencia eléctrica en Ohmios

- L es la longitud del material medida en metros

- A es el área transversal medida en m2

NOTA: No debe confundirse la resistividad del material con la resistencia del mismo.

La resistividad es una propiedad característica de cada material, mientras que la resistencia depende de la forma geométrica.

Podemos observar los valores representativos de la Conductividad y la resistividad para las tres categorías amplias de materiales.

Componentes electronicos basicos

En este punto es bueno recordar los componentes electronicos ya conocidos y también enterarnos de la existencia de algunos otros.

Concluimos la lección con este video donde se mencionan la mayoría de componentes electrónicos básicos.

DIODO

PLATILLAS DE TRANSITOR Y SIMBOLO

VISITA INTERIOR DE UN RELE

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