Materiales Conductores

GUIA DOS ELECTRONICA

1) Consulte la diferencia existente entre los materiales conductores, semiconductores y aislantes. Compruebe la ubicación de los diferentes materiales en la tabla periódica

LOS MATERIALES CONDUCTORES

Un conductor es un material a través del cual puede fluir la corriente eléctrica. Para ser un conductor, un material debe contener cargas eléctricas libres. Hay muchos tipos de conductores, y difieren en el tipo de cargas libres disponibles y en cómo son creadas.

En materiales como los metales, algunos electrones no se hallan ligados a sus átomos individuales, sino que son libres de moverse a través del material: en efecto son compartidos por todos los átomos.

Esas partículas sueltas reciben el nombre de electrones de “conducción”. En un metal como el cobre, aproximadamente un electrón por átomo es de ese tipo. Los metales son los conductores más comúnmente usados.

Para que un material que transporte electricidad sea asequible, debe ser barato y buen conductor eléctrico, por lo cual el cobre es ideal ya que reúne esas dos características. Por ello es el conductor más usado, como por ejemplo en los cables eléctricos de las casas.

El aluminio es también usado ocasionalmente con esa finalidad, pero no es tan buen conductor como el cobre. En situaciones en las que el coste no es una objeción, como en los satélites espaciales, en los circuitos eléctricos se usa el oro y la plata porque son ligeramente mejores conductores que el cobre, aunque son mucho más caros.

TIPOS Y CARACTERISTICAS:

Conductores Sólidos: Metales

Características Físicas:

• estado sólido a temperatura normal, excepto el mercurio que es líquido.

• opacidad, excepto en capas muy finas.

• buenos conductores eléctricos y térmicos.

• brillantes, una vez pulidos, y estructura cristalina en estado sólido.

• dureza o resistencia a ser rayados;

• resistencia longitudinal o resistencia a la rotura;

• elasticidad o capacidad de volver a su forma original después de sufrir deformación;

• maleabilidad o posibilidad de cambiar de forma por la acción del martillo; (puede batirse o extenderse en planchas o laminas)

• resistencia a la fatiga o capacidad de soportar una fuerza o presión continuadas

• ductilidad: permite su deformación forzada, en hilos, sin que se rompa o astille.

Características Químicas:

• Valencias positivas: Tienden a ceder electrones a los átomos con los que se enlazan.

• Tienden a formar óxidos básicos.

• Energía de ionización baja: reaccionan con facilidad perdiendo electrones para formar iones positivos o cationes

Características Eléctricas:

• mucha resistencia al flujo de electricidad.

• todo átomo de metal tiene únicamente un número limitado de electrones de valencia con los que unirse a los átomos vecinos.

• superposición de orbitales atómicos de energía equivalente con los átomos adyacentes

• La elevada conductividad eléctrica y térmica de los metales se explica así por el paso de electrones a estas bandas con defecto de electrones, provocado por la absorción de energía térmica.

• Ejemplos de metales conductores: Cobre. Este material es un excelente conductor de las señales eléctricas y soporta los problemas de corrosión causados por la exposición a la intemperie, por eso se usa para los cables. También el aluminio es un buen conductor. La más baja conductividad eléctrica la tiene el bismuto, y la más alta (a temperatura ordinaria) la plata.

Conductores Líquidos:

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

• Algunos otros líquidos pueden tener falta o exceso de electrones que se desplacen en el medio. Son iones, que pueden ser cationes, (+) o aniones (-).

Conductores Gaseosos

• Valencias negativas (se ioniza negativamente)

• En los gases la condición que implica el paso de una corriente se conoce como el fenómeno de descarga o "ruptura" eléctrica del gas: paso de un comportamiento no conductor (baja corriente) a conductor.

• Tienden a adquirir electrones

• Tienden a formar óxidos ácidos.

• Ejemplos: Nitrógeno, cloro, Neón (ionizados)

LOS MATERIALES SEMICONDUCTORES

SEMICONDUCTORES: Un semiconductor es una sustancia que se comporta como conductor o como aislante dependiendo del campo eléctrico en el que se encuentre, capaz de conducir la electricidad mejor que un aislante, pero peor que un metal.El elemento semiconductor más usado es el silicio, aunque idéntico comportamiento presentan las combinaciones de elementos de los grupos II y III con los de los grupos VI y V respectivamente (AsGa, PIn, AsGaAl, TeCd, SeCd y SCd). De un tiempo a esta parte se ha comenzado a emplear también el azufre. La característica común a todos ellos es que son tetravalentes, teniendo el silicio una configuración electrónica s²p².

Los semiconductores, en los que el salto de energía es pequeño, del orden de 1 eV, por lo que suministrando energía pueden conducir la electricidad; pero además, su conductividad puede regularse, puesto que bastará disminuir la energía aportada para que sea menor el número de electrones que salte a la banda de conducción; cosa que no puede hacerse con los metales, cuya conductividad es constante, o mas propiamente, poco variable con la temperatura.

TIPOS Y CARACTERISTICAS:

Semiconductores Intrínsecos: En un semiconductor intrínseco también hay flujos de electrones y huecos, aunque la corriente total resultante sea cero. Esto se debe a que por acción de la energía térmica se producen los electrones libres y los huecos por pares, por lo tanto hay tantos electrones libres como huecos con lo que la corriente total es cero.

Semiconductores Extrínsecos: Si a un semiconductor intrínseco, como el anterior, se le añade un pequeño porcentaje de impurezas, es decir, elementos trivalentes o pentavalentes, el semiconductor se denomina extrínseco, y se dice que está dopado. Evidentemente, las impurezas deberán formar parte de la estructura cristalina sustituyendo al correspondiente átomo de silicio.

Semiconductor Tipo N: Un Semiconductor tipo N se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado añadiendo un cierto tipo de átomos al semiconductor para poder aumentar el número

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