conductores, semiconductores y aislantes

7/18/2019 Conductores, Semiconductores y Aislantes

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CONDUCTORES,SEMICONDUCTORES YAISLANTES.

JAIME RESTREPOA.ORTIZ.

JOSÉ ROBAYO



CONDUCTIVIDAD

La conductividad eléctrica es lacaacidad de un cuero de er!itir elaso de la corriente eléctrica a través de

s". Ta!#ién es de$nida co!o la roiedadnatural caracter"stica de cada cuero %uereresenta la &acilidad con la %ue loselectrones ueden asar or él. 'ar"a con

la te!eratura. Es una de lascaracter"sticas !(s i!ortantes de los!ateriales.



CONDUCTIVIDAD

La oosici)n %ue resenta un !aterial alaso de la corriente eléctrica sedeno!ina resistencia eléctrica.

La conductividad es la inversa de laresistencia



CLASIFICACION DE LOSMATERIALES

Los !ateriales se clasi$can en cuatro cate*or"as en&unci)n de su conductividad +

Conductores+ Materiales a través de los cuales lacorriente ,u-e con relativa &acilidad. Metales co!o

lata co#re oro - alu!inio se cuentan entre los!e/ores conductores.

Semiconductores+ Materiales co!o el silicio o el*er!anio %ue son o#res conductores de la

electricidad 0asta %ue son 1doados2 cone%ue3as cantidades de otros !ateriales co!oarsénico &)s&oro o #oro. Los se!iconductores seutili4an ara construir disositivos co!o diodosleds - transistores.




Superconductores+ Materiales %ue alser en&riados #a/o una te!eraturacr"tica 5desde unos ocos *rados 6elvin

0asta unos cientos de *rados 6elvin ensuerconductores de te!eraturaa!#iente7 se trans&or!an en conductoreser&ectos.

Ais!ntes+ Materiales %ue no conducenelectricidad. 8er(!ica vidrio l(stico*o!a ael seco aire etc.




El ri!er dato a destacar es %ue laconductividad es una de las !a*nitudes&"sicas %ue ad!ite !a-or esectro de

variaci)n. La conductividad uede variaren !as de 9: ordenes de !a*nitud. Estoda lu*ar a %ue los di&erentes tios de!ateriales uedan resentar &en)!enos

eléctricos !u- diversos.



CONDUCTORES

Son los !ateriales donde el &en)!enoredo!inante al alicar un ca!oeléctrico es el de la conducci)n de#ido al

!ovi!iento de electrones li#res en elinterior del !aterial arrastrados or elca!o eléctrico alicado.

Se clasi$can en !etales l"%uidos -

*aseosos.



CONDUCTORES METALICOS

Estos tienen estas caracter"sticas &"sicas+

estado s)lido a te!eratura nor!al e;ceto el!ercurio %ue es l"%uido. Buenos conductores eléctricos - tér!icos. Brillantes una ve4 ulidos - estructura cristalina

en estado s)lido. <ure4a o resistencia a ser ra-ados= - resistencia

lon*itudinal o resistencia a la rotura= Malea#ilidad o osi#ilidad de e;tenderse en

lanc0as o la!inas Resistencia a la &ati*a o caacidad de soortaruna &uer4a o resi)n continuadas

<uctilidad+ er!ite su de&or!aci)n &or4ada en0ilos sin %ue se ro!a o astille.




Ta!#ién resentan estas caracter"sticas%u"!icas+

'alencias ositivas+ Tienden a ceder

electrones a los (to!os con los %ue seenla4an.

Tienden a &or!ar );idos #(sicos.

Ener*"a de ioni4aci)n #a/a+ reaccionancon &acilidad erdiendo electrones ara&or!ar iones ositivos o cationes




Por ulti!o resenta!os las caracter"sticas eléctricas de estos!ateriales

Ba/a resistencia al ,u/o de electricidad. Suerosici)n de or#itales at)!icos de ener*"a e%uivalente con

los (to!os ad-acentes La elevada conductividad eléctrica - tér!ica de los !etales se

e;lica as" or el aso de electrones a estas #andas con de&ectode electrones rovocado or la a#sorci)n de ener*"a tér!ica.

E/e!los de !etales conductores+ 8o#re. Este !aterial es une;celente conductor de las se3ales eléctricas - soorta los

ro#le!as de corrosi)n causados or la e;osici)n a lainte!erie or eso se usa ara los ca#les. Ta!#ién el alu!inioes un #uen conductor. La !(s #a/a conductividad eléctrica latiene el #is!uto - la !(s alta 5a te!eratura ordinaria7 la lata.



CONDUCTORES LI"UIDOS

El a*ua con sales co!o cloruros sul&uros- car#onatos %ue act>an co!o a*entesreductores 5donantes de electrones7

conduce la electricidad. Al*unos otros l"%uidos ueden tener &alta

o e;ceso de electrones %ue se deslacenen el !edio. Son iones %ue ueden ser

cationes 5?7 o aniones 5@7.



CONDUCTORES #ASEOSOS

'alencias ne*ativas 5se ioni4ane*ativa!ente7

En los *ases la condici)n %ue i!lica el aso

de una corriente se conoce co!o el&en)!eno de descar*a o rutura eléctricadel *as+ aso de un co!orta!iento noconductor 5#a/a corriente7 a conductor.

Tienden a ad%uirir electrones Tienden a &or!ar );idos (cidos. E/e!los+ itr)*eno cloro e)n 5ioni4ados7



SEMICONDUCTORES Entre los se!iconductores co!unes se encuentran

ele!entos %u"!icos - co!uestos co!o el silicioel *er!anio el selenio el arseniuro de *alio elseleniuro de cinc - el telururo de lo!o.

Para incre!entar el nivel de la conductividad serovocan ca!#ios de te!eratura de la lu4 o seinte*ran i!ure4as en su estructura !olecular.Estos ca!#ios ori*inan un au!ento del nu!ero deelectrones li#erados 5o #ien 0uecos7 conductores%ue transortan la ener*"a eléctrica.

Los cuatro electrones de valencia 5o electronese;teriores7 de un (to!o est(n en are/as - sonco!artidos or otros (to!os ara &or!ar unenlace covalente %ue !antiene al cristal unido.



SEMICONDUCTORES

Para roducir electrones de conducci)n se utili4a ener*"aadicional en &or!a de lu4 o de calor 5se !ane/a co!ote!eratura7 %ue e;cita los electrones de valencia -rovoca su li#eraci)n de los enlaces de !anera %ueueden transortar su roia ener*"a.

8ada electr)n de valencia %ue se desrende de su enlacecovalente de/a detr(s de s" un 0ueco o dic0o en otra&or!a de/a a su (to!o adre con un electr)n de !enoslo %ue si*ni$ca entonces %ue en ese (to!o e;istir( un

rot)n de !(s. Las de$ciencias o 0uecos %ue %uedancontri#u-en al ,u/o de la electricidad 5se dice %ue estos0uecos transortan car*a ositiva7. Éste es el ori*en&"sico del incre!ento de la conductividad eléctrica de losse!iconductores a causa de la te!eratura.



SEMICONDUCTORES

Los cristales se!iconductores de dividen enintr"nsecos - e;tr"nsecos. Cn cristal intr"nsecoes a%uél %ue se encuentra uro 5aun%ue noe;iste r(ctica!ente un cristal D:: uro7=es decir no contiene i!ure4as= !ientras%ue un cristal e;tr"nseco es a%uél %ue 0a sidoi!uri$cado con (to!os de otra sustancia. Alroceso de i!uri$caci)n se le lla!a ta!#iéndoado - se utili4a ara o#tener electronesli#res %ue sean caaces de transortar laener*"a eléctrica a otros untos del cristal.



SEMICONDUCTORES

Csos+ Las alicaciones de los se!iconductores

se dan en diodos transistores -

ter!istores rincial!ente.

<iodo de Silicio Transistor Ter!istor



AISLANTES

Presentan una alta resistencia al aso de corrienteeléctrica 0asta FG H D:F9 veces !a-or %ue la de los#uenos conductores eléctricos co!o la lata o el co#re. Ta!#ién se conocen co!o !ateriales dieléctricos.

Aislantes s)lidos+ En los siste!as de aislaci)n de trans&or!adores destacan

las cintas sintéticas PET 5tere&talato de olietileno7 PE5na&talato de olietileno7 - PPS 5sul$do de oli&enileno7 %uese utili4an ara envolver los conductores !a*néticos delos #o#inados. Tienen e;celentes roiedades dieléctricas- #uena ad0erencia so#re los ala!#res !a*néticos.

Cn #uen aislante entre vueltas de las #o#inas detrans&or!adores es el cart)n rensado o ress#oard elcual da &or!a a estructuras de aislaci)n r"*idas.



AISLANTES Aislantes l"%uidos+ Las roiedades &"sicas de los dieléctricos l"%uidos co!o or

e/e!lo+ eso esec"$co conducti#ilidad tér!ica calor esec"$coconstante dieléctrica viscosidad deenden de su naturale4a esdecir de la co!osici)n %u"!ica ero su ri*ide4 dieléctrica ade!(sest( li*ada a &actores e;ternos co!o or e/e!lo+ i!ure4a ensusensi)n en soluci)n 0u!edad etc. %ue *eneral!entereducen su valor de*radando la caracter"stica i!ortante.

Los ,uidos o l"%uidos dieléctricos cu!len la do#le &unci)n de aislarlos #o#inados en los trans&or!adores - disiar el calor al interior deestos e%uios.

El l"%uido dieléctrico !(s e!leado es el aceite !ineral. Elro#le!a es %ue es alta!ente in,a!a#le. luidos dieléctricossintéticos 50idrocar#uros7 con alto unto de in,a!aci)n. El l"%uido

aislante sintético !(s utili4ado desde rinciios de la década deDK: 0asta $nes de los :s &ue el Ascarel o P8B %ue de/o deusarse or ser !u- conta!inante.

Entre los nuevos l"%uidos sintéticos destacan las siliconas - losol-@al&a@ole$nes. Tienen un alto costo eso di$culta su!asi$caci)n.



AISLANTES Ais!ntes $!seosos%

Los *ases aislantes !(s utili4ados en lostrans&or!adores son el aire - el nitr)*eno este >lti!o aresiones de D at!)s&era. Estos trans&or!adores son*eneral!ente de construcci)n sellada. El aire - otros*ases tienen elevad"si!a resistividad - est(nr(ctica!ente e;entos de érdidas dieléctricas.

El SN 50e;a,uoruro de a4u&re7 es otro *as aislante %uese caracteri4a or ser incoloro inodoro no to;ico%u"!ica - $siol)*ica!ente inerte no corrosivo noin,a!a#le - no conta!inante. Por sus caracter"sticas

dieléctricas es ideal co!o !edio aislante tiene unari*ide4 dieléctrica !u- elevada tanto a la &recuenciaindustrial co!o a i!ulso *racias a su eculiarcaracter"stica de *as electrone*ativo. 8on la catura delos electrones li#res la !olécula de SN se trans&or!a en

iones ne*ativos esados - or lo tanto oco !)viles.

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