Aislantes, conductores, semiconductores

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Todos los cuerpos o elementos químicos

existentes en la naturaleza poseen

características diferentes, desde el punto de

vista eléctrico, todos los cuerpos simples o

compuestos formados por esos elementos se

pueden dividir en tres amplias categorías:

Aislantes

Conductores

Semiconductores

DEFINICIÓN: Es un material que presenta

un nivel muy inferior de conductividad

cuando se encuentra bajo la presión de una

fuente de voltaje aplicada.

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).

• Resistividad de paso PD.

• Resistencia superficial y resistencia a las corrientes de fugas.

• Rigidez dieléctrica ED en kV / mm

• Permitividad relativa Er.

• Comportamiento electroestático.

PROPIEDADES ELÉCTRICAS

• Resistencia a la abrasión, al envejecimiento

• Resistencia a la tracción

PROPIEDADES MECÁNICAS

• Termo plasticidad

• Resistencia al frió calor y fuegoPROPIEDADES

FÍSICAS

• Absorben el agua y tiene resistencia a la humedad

• Resistencia a la radiación ultravioleta

• Resistencia a los ambientes corrosivos

PROPIEDADES QUÍMICAS

Cloruro de polivinilo

Polietileno

Caucho

Goma

Neopreno

Nylon

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 aíslan con

vidrio, porcelana u otro material cerámico.

DEFINICIÓN: El término conductor se

aplica a cualquier material que permite un

flujo generoso de carga cuando una fuente

de voltaje de magnitud limitada se aplica a

través de sus terminales.

PROPIEDADES ELÉCTRICAS

• Resistencia eléctrica

• Resistividad

• Conductividad.

PROPIEDADES MECÁNICAS

• Los materiales conductores están sometidos a esfuerzos mecánicos de tracción, compresión, flexión, y cortadura.

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS

CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS

• Estado sólido a temperatura normal.

•Opacidad.

• Buenos conductores eléctricos y térmicos.

• Brillantes

•Valencias positiva

•Tienden a formar óxidos básicos.

• Poca resistencia al flujo de electricidad.

•Todo átomo de metal tiene únicamente un número limitado de electrones de valencia.

• Superposición de orbitales atómicos de energía.

El agua, con sales como cloruros, sulfuros y carbonatos que actúan como agentes reductores (donantes de electrones), conduce la electricidad.

CONDUCTORES LÍQUIDOS

Valencias negativas (se ioniza negativamente)

Tienden a adquirir electrones

Tienden a formar óxidos ácidos.

CONDUCTORES GASEOSOS

Las principales aplicaciones de un conductor

eléctrico son el transporte de energía

eléctrica, transporte de señales

(transmisores/receptores, computadores,

automóviles, etc.), y fabricación de

componentes electrónicos.

DEFINICIÓN: Un semiconductor es un

material que posee un nivel de conductividad

que se localiza entre los extremos de un

dieléctrico y de un conductor.

Su resistividad, ésta comprendida entre la de los metales y la de los aislantes

Un semiconductor es un componente que no es directamente un conductor de corriente, pero tampoco es un aislante

Los semiconductores son aquellos elementos pertenecientes al grupo IV de la tabla periódica.

La conductividad de un elemento

semiconductor se puede variar aplicando uno

de los siguientes métodos:

Elevación de su temperatura

Introducción de impurezas (dopaje) dentro

de su estructura cristalina

Incrementando la iluminación

TIPOS DE SEMICONDUCTORES

SEMICONDUCTORES INTRÍNSECOS

SEMICONDUCTORES EXTRÍNSECOS

MATERIAL TIPO N

MATERIAL TIPO P

Son aquellos semiconductores que se han

refinado cuidadosamente con el objetivo de

reducir las impurezas hasta un nivel muy

bajo, tan puros como sean posibles mediante

la utilización de la tecnología moderna.

Es un material semiconductor que se ha

sujetado a un proceso de dopaje.

Existen dos materiales extrínsecos de

importancia incalculable para la fabricación de

dispositivos semiconductores:

El tipo n

El tipo p.

El material tipo n se crea al introducir

elementos impuros que cuentan con 5

electrones de valencia (pentavalentes) como

es el caso del antimonio, el arsénico o el

fósforo.

El material tipo p se forma mediante el

dopado de un cristal puro de germanio o de

silicio con átomos de impureza que cuentan

con tres electrones de valencia. Los

elementos que se utilizan de forma más

frecuente para este propósito son: el baro, el

galio y el indio.

Las aplicaciones de los semiconductores se

dan en diodos, transistores y termistores

principalmente.

DIODOS: Al unir un semiconductor N con otro

P se produce un fenómeno de difusión.

TRANSISTORES: Un transmisor se emplea,

sobre todo, como amplificador y también en

ordenadores, como interruptor rápido de la

corriente.

TERMISTORES: Sus aplicaciones son para

medir la temperatura, medidas de vacío y en

los circuitos de comunicaciones como

reguladores de tensión y limitadores de

volumen.

En la estructura atómica aislada existen

niveles discretos de energía (individuales)

asociados con cada electrón de orbita, como

se muestra en la figura siguiente. De hecho,

cada material tendrá su propio conjunto

permitido de niveles de energía para los

electrones en su estructura atómica.

Mientras más distante se encuentre el

electrón del núcleo, mayor será su estado de

energía. Además, cualquier electrón que

haya abandonado a su átomo tendrá un

estado de energía mayor que cualquier

electrón dentro de la estructura atómica.

NASHELSKY, Boylestad. Electrónica: teoría decircuitos y dispositivos electrónico. Octava edición

http://es.wikipedia.org/wiki/Conductor_el%C3%A9ctrico

http://ayudaelectrónica.com/propiedades-caracteristicas-materiales-conductores/

Antonio Hermosa Donate

Marcombo, 1 de set. De 2011 - 400 páginas

Malvino,Albert(2007),Principios de Electrónica(7ed).México : McGraw Hill,

Charles K. Alexander Fundamentos de circuitosEléctricos (3ra) México : McGraw Hill