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.

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