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Materiales conductore y materiales aislantes electricos...

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MATERIALES CONDUCTORES Definición Un conductor eléctrico es un material que ofrece poca resistencia al movimiento de la carga eléctrica. Sus átomos se caracterizan por tener pocos electrones en su capa de valencia, por lo que no se necesita mucha energía para que estos salten de un átomo a otro. Los materiales conductores eléctricos son aquellos que facilitan el paso de corriente eléctrica. En este artículo exploraremos varios ejemplos de ellos. ¿Qué es un material conductor? La conductividad es una propiedad física de ciertos materiales que ofrecen una mínima o casi nula resistencia al paso de la corriente eléctrica a través de ellos. A este tipo de materiales se les llama conductores, y la explicación de este comportamiento reside en la última capa de electrones de cada uno de sus átomos: Los conductores poseen pocos electrones en esta capa, lo que hace que no se necesite mucha fuerza para el movimiento de ellos entre átomos, facilitando el paso de electricidad, compuesta principalmente por electrones. Tipos de conductores Los conductores se dividen en grupos según cómo se fundamenta y lleva a cabo la conducción eléctrica. De acuerdo a esta clasificación, se dividen en:

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Conductores Metálicos: Quienes portan la carga en este tipo de materiales son los electrones, por lo que la conducción es de tipo electrónica. Pertenecen a este grupo los metales en general, así como las aleaciones, que son fusiones de uno o más metales. Conductores Gaseosos: Son conductores en forma gaseosa, que han atravesado un proceso de ionización. Este proceso les brinda la capacidad de

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conducir electricidad al estar electrónicamente cargados, formando isótopos con fuerte electronegatividad para atraer y conducir el paso de corriente. Su uso ya no es tan frecuente, aunque son conocidos los usos de gases como oxígeno, así como de inertes con fuerte electronegatividad (flúor, cloro o bromo). Conductores Electrolíticos: La conducción en este tipo de materiales es iónica, donde mediante una reacción química una sustancia se divide en sus polos positivos y negativos, permitiendo el paso de la electricidad a la vez que se genera un desplazamiento de la materia. En este caso entran las cubas electrolíticas, que conducen electricidad en soluciones con marcada polaridad y facilidad de ionización (cloruros de sodio, magnesio, y potasio, entre otros). ¿Cómo se mide la conductividad eléctrica? La conductividad eléctrica se mide a través de electrodos, colocando la sustancia a medir en una solución acuosa, estandarizada y específica para este tipo de mediciones, a una determinada temperatura. El dato que arroja la medición es el contenido iónico de dicho material, que se mide como conductividad en Siemens por metro (S/m) Ejemplos de materiales conductores

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Plata: Se considera a la plata como el mejor conductor de electricidad. Debido al costo de este material, solo se utiliza en aplicaciones determinadas, siendo más masivo el uso del cobre. Cobre Endurecido: No posee la misma conductividad que la plata, pero se utiliza debido a su bajo costo en la mayoría de los cableados de electrodomésticos y maquinaria. Oro: El uso del oro como conductor se limita a pequeñas aplicaciones como celulares, relojes o plaqueta electrónicas. Aluminio: Al igual que el cobre, es un excelente conductor en relación a su bajo costo. Acero: Esta aleación también es de bajo costo y alta conductividad, muy usada para la conductividad en aplicaciones industriales. Soluciones Salinas: Debido a los procesos de ionización de sales en medios acuosos, son perfectas conductoras de electricidad. Según los componentes que la compongan será su factor de conductividad: las más conductoras son las formadas por los elementos alcalinos junto a los halógenos (fluoruros, bromuros, cloruros, entre otros). Hidrógeno: Es un gas que es un excelente conductor de la electricidad. Pero debido a su inestabilidad química al ser ionizado, no se utiliza con frecuencia como material conductor. Bronce: Tiene un comportamiento similar al oro y a la plata en cuanto a su conductividad, por lo que se lo utiliza con la misma frecuencia y para usos similares, también debido a su costo elevado. Mercurio: Este material no es casi utilizado debido a su toxicidad elevada, pero tiene la característica de poder ser conductor tanto como gas como en estado líquido o sólido como metal, según las temperaturas a las que sea sometido.

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Grafito: Es una sustancia orgánica formada por cadenas de carbono, se utiliza mucho en la electricidad y electrónica para la conducción de circuitos. Características de un material conductor Estos materiales permiten el flujo libre de electrones entre partículas, facilitando la conducción de electricidad a través de toda la superficie. La distribución de la carga eléctrica en los materiales conductores se realiza en general hasta que las fuerzas de repulsión entre electrones llegan al mínimo, es decir, cuando están al límite de proximidad entre ellos.

AISLANTES ELECTRICOS Definicion Aislante eléctrico. Es un material con escasa capacidad de conducción de la electricidad, utilizado para separar conductores eléctricos evitando un cortocircuito y para mantener alejadas del usuario determinadas partes de los sistemas eléctricos que de tocarse accidentalmente cuando se encuentran en tensión pueden producir una descarga.

Comportamiento de los aislantes eléctricos El comportamiento de los aislantes se debe a la barrera de potencial que se establece entre las bandas de valencia y conducción que dificulta la existencia de electrones libres capaces de conducir la electricidad a través del material. Para más detalles ver semiconductor. Aplicaciones Los materiales empleados como "aislantes" siempre conducen algo la electricidad, pero presentan una resistencia al paso de corriente eléctrica hasta 2,5 × 1024 veces mayor que la de los buenos conductores eléctricos como la plata o el cobre. Un buen aislante apenas poseen electrones permitiendo así el flujo continuo y rápido de las cargas.

En los circuitos eléctricos normales suelen usarse plásticos como revestimiento aislante para los cables. Los cables muy finos, como los empleados en las bobinas (por ejemplo, en un transformador), pueden aislarse con una capa delgada de barniz. El aislamiento interno de los equipos eléctricos puede efectuarse con mica o mediante fibras de vidrio con un aglutinador plástico. En los equipos electrónicos y transformadores se emplea en ocasiones un papel especial para aplicaciones eléctricas. Las líneas de alta tensión se aislan con vidrio, porcelana u otro material cerámico. Materiales aislantes Algunos materiales, como el aire o el agua, son aislantes bajo ciertas condiciones pero no para otras. El aire, por ejemplo, aislante a temperatura ambiente y bajo condiciones de frecuencia de la señal y potencia relativamente bajas, puede convertirse en conductor. Los más frecuentemente utilizados son los materiales plásticos y las cerámicas. Las piezas empleadas en torres de alta tensión empleadas para sostener o sujetar los cables eléctricos sin que éstos entren en contacto con la estructura metálica de las torres se denominan aisladores.

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ejemplos de aislantes vasos

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caucho

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petróleo

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asfalto

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fibra de vidrio

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porcelana

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cerámico

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cuarzo

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algodón (seco)

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papel (seco)

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madera (seca)

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el plastico

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aire

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diamantes

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agua pura Elección del material aislante La elección del material aislante suele venir determinada por la aplicación. El polietileno se emplea en instalaciones de alta frecuencia, y el mylar se emplea en condensadores eléctricos. También hay que seleccionar los aislantes según la temperatura máxima que deban resistir. El teflón se emplea para temperaturas altas, entre 175 y 230 oC. Las condiciones mecánicas o químicas adversas pueden exigir otros materiales. El nylon tiene una excelente resistencia a la abrasión, y el neopreno, la goma de silicona, los poliésteres de poxy y los poliuretanos pueden proteger contra los productos químicos y la humedad. El aislante perfecto para las aplicaciones eléctricas El "aislante" perfecto para las aplicaciones eléctricas sería un material absolutamente no conductor, pero ese material no existe. Los materiales empleados como aislantes siempre conducen algo la electricidad, pero presentan una resistencia al paso de corriente eléctrica hasta 2,5 x 1024 veces mayor que la de los buenos conductores eléctricos como la plata o el cobre. Estos materiales conductores tienen un gran número de electrones libres (electrones no estrechamente ligados a los núcleos) que pueden transportar la corriente; los buenos aislantes apenas poseen estos electrones. Algunos materiales, como el silicio o el germanio, que tienen un número limitado de electrones libres, se comportan como semiconductores, y son la materia básica de los transistores.

CONCLUSION Se debe entender que no todos los materiales conductores tienen el mismo nivel de conductividad, y no todos los aislantes son igualmente resistentes a movimiento de los electrones. La conductividad eléctrica es análoga a la transparencia de ciertos materiales a la luz: los materiales que fácilmente «traspasan» la luz se llaman «transparentes», mientras que los que no lo hacen se llama «opacos». Sin embargo, no todos los materiales transparentes son

igualmente conductores a la luz. Lo mismo sucede con los conductores eléctricos, algunos son mejores que otros. Aquellos materiales que son muy conductores (conocidos como superconductores ) se colocan en el extremo y los materiales que son menos conductores se colocan en el otro extremo. A partir de lo mencionado, los metales serían colocados cerca del extremo más conductor y el vidrio se colocaría en el extremo opuesto de la serie continua. La conductividad de un metal podría ser tanto como un millón de billones de veces mayor que la del vidrio....