Materiales Dielectricos Y Conductores

MATERIALES DIELÉCTRICOS Y CONDUCTORES

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DIELÉCTRICO

Se denomina dieléctrico al material mal conductor de electricidad, por lo que puede ser utilizado como aislante eléctrico, y además si es sometido a un campo eléctrico externo, puede establecerse en él un campo eléctrico interno, a diferencia de los materiales aislantes con los que suelen confundirse. Todos los materiales dieléctricos son aislantes pero no todos los materiales aislantes son dieléctricos.

Algunos ejemplos de este tipo de materiales son el vidrio, la cerámica, la goma, la mica, la cera, el papel, la madera seca, la porcelana, algunas grasas para uso industrial y electrónico y la baquelita. En cuanto a los gases se utilizan como dieléctricos sobre todo el aire, el nitrógeno y el hexafluoruro de azufre.

El término "dieléctrico" fue concebido por William Whewell (del griego "dia" que significa "a través de") en respuesta a una petición de Michael Faraday.

Los dieléctricos se utilizan en la fabricación de condensadores, para que las cargas reaccionen. Cada material dieléctrico posee una constante dieléctrica k. Tenemos k para los siguiente dieléctricos: vacío tiene k = 1; aire (seco) tiene k = 1,00059; teflón tiene k = 2,1; nylon tiene k = 3,4; papel tiene k = 3,7; agua (Químicamente pura) tiene k = 80.

Los dieléctricos más utilizados son el aire, el papel y la goma. La introducción de un dieléctrico en un condensador aislado de una batería, tiene las siguientes consecuencias:

• Disminuye el campo eléctrico entre las placas del condensador.

• Disminuye la diferencia de potencial entre las placas del condensador, en una relación Vi/k.

• Aumenta la diferencia de potencial máxima que el condensador es capaz de resistir sin que salte una chispa entre las placas (ruptura dieléctrica).

• Aumento por tanto de la capacidad eléctrica del condensador en k veces.

• La carga no se ve afectada, ya que permanece la misma que ha sido cargada cuando el condensador estuvo sometido a un voltaje.

Normalmente un dieléctrico se vuelve conductor cuando se sobrepasa el campo de ruptura del dieléctrico. Esta tensión máxima se denomina rigidez dieléctrica. Es decir, si aumentamos mucho el campo eléctrico que pasa por el dieléctrico convertiremos dicho material en un conductor.

Tenemos que la capacitancia con un dieléctrico llenando todo el interior del condensador (plano-paralelo) está dado por: (donde Eo es la permisividad eléctrica del vacío).

Conductores Y Dieléctricos

Estructura Eléctrica De La Materia: Conductores Y Dieléctricos

La constitución interna de los objetos materiales consiste en moléculas formadas de átomos

que, a su vez, están constituidos por un núcleo con prácticamente toda la masa del átomo y carga positiva y una corteza electrónica con igual carga que el núcleo pero de signo opuesto.

Por lo tanto, la materia es eléctricamente neutra; lo es cada uno de sus átomos. Sin embargo, la materia es esencialmente eléctrica también, cada una de sus partículas constituyentes tiene carga. Ambas características se pondrán de manifiesto al someter un objeto material a la acción de un campo eléctrico.

Desde el punto de su comportamiento bajo la acción de un campo eléctrico, los objetos materiales pueden clasificarse en dos grandes grupos:

- Conductores: Sustancias que permiten fácilmente el movimiento de las cargas a través de ellas.

- Dieléctricos: Sustancias que impiden el movimiento de las cargas a través de ellas.

Existe una gradación continua que excluye una separación neta de ambas categorías, pero una sustancia podrá ser clasificada en uno u otro grupo en lo que se refiere a cada situación concreta.

Lo mismo entre los conductores que entre los dieléctricos es posible distinguir varios tipos. Por ejemplo, conductores metálicos en los que las cargas que se mueven son los electrones; electrolitos y gases ionizados en los que las cargas que se mueven son iones.

CONDUCTORES

MATERIALES

DIELÉCTRICOS

PROPIEDADES ELÉCTRICOS DE LOS CONDUCTORES

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Conductores eléctricos. Son los materiales que, puestos en contacto con un cuerpo cargado de electricidad, transmiten ésta a todos los puntos de su superficie. Los mejores conductores eléctricos son los metales y sus aleaciones. Existen otros materiales, no metálicos, que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como son el grafito, las soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) y cualquier material en estado de plasma. Para el transporte de la energía eléctrica, así como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el metal más empleado es el cobre en forma de cables de uno o varios hilos. Alternativamente se emplea el aluminio, metal que si bien tiene una conductividad eléctrica del orden del 60% de la del cobre es, sin embargo, un material mucho más ligero, lo que favorece su empleo en líneas de transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión. Para aplicaciones especiales se utiliza como conductor el oro.[18]

La conductividad eléctrica del cobre puro fue adoptada por la Comisión Electrotécnica Internacional en 1913 como la referencia estándar para esta magnitud, estableciendo el International Annealed Copper Standard (Estándar Internacional del Cobre Recocido) o IACS. Según esta definición, la conductividad del cobre recocido medida a 20 °C es igual a 0,58108 S/m.[19] A este valor se lo denomina 100% IACS, y la conductividad del resto de los materiales se expresa como un cierto porcentaje de IACS. La mayoría de los metales tienen valores de conductividad inferiores a 100% IACS, pero existen excepciones como la plata o los cobres especiales de muy alta conductividad, designados C-103 y C-110.[20].

Las Principales propiedades y características de los materiales conductores son:

1. Conductividad eléctrica (Resistividad eléctrica).

2. Coeficiente térmico de resistividad.

3. Conductividad térmica.

4. Fuerza electromotriz.

5. Resistencia mecánica.

La conductividad eléctrica es una propiedad vinculada a la corriente eléctrica que puede fluir por un material cuando este está sometido a un campo eléctrico.–

Generalmente la densidad de corriente J es proporcional al campo eléctrico:

La constante de proporcionalidad

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