Trabajo de investigación de Física, materiales según la conducción de cargas eléctricas

Liceo Ingeniero Carlos Pascua Zúñiga

Trabajo de investigación de Física, materiales según la conducción de cargas eléctricas.

Profesor Javier Céspedes Salas

Jairo Pérez Ovares

Sección 11-2

Año Lectivo 2017

Introducción

En el presente trabajo se estará tratando el tema de los materiales según su conducción eléctrica, en los cuales se pueden diferenciar cuatro grupos básicos:

- Aislantes

- Semiconductores

- Conductores

- Superconductores

Se abarcará la definición básica de cada uno de estos materiales, así como su estructura básica y química y el por qué de la exclusiva resistencia al paso de electrones de cada uno de estos materiales.

De igual manera se hablará de las características diferenciantes de cada uno de estos materiales, de por qué el hecho de que algunos elementos pueden llegar a ser varios de estos materiales dependiendo de el contexto específico donde sean necesitados.

Se discutirá el uso cotidiano de todos estos materiales, así como de sus ventajas y desventajas y de cómo todos estos tipos de materiales trabajan de manera conjunta para poder construir diversas estructuras o sistemas que el día de hoy son indispensables para la supervivencia del ser humano.

El gran interés en hacer este trabajo de investigación radica en el hecho de que se puede llegar a comprender el funcionamiento de muchos objetos que se usan en la cotidianeidad, de que tan compleja puede ser su estructura y funcionamiento, y de que tanta precaución se debe de llegar a tener a la  hora de manipular estos materiales.

Conductores:

Son llamados conductores eléctricos a los materiales que cuando están en contacto con un cuerpo cargado eléctricamente permiten el paso de esta a una superficie de una manera altamente eficiente.

Generalmente tienden a ser metales o diversas aleaciones que se pueden originar de los anteriormente citados. 

De igual manera existen materiales que aunque no son metales funcionan como excelentes conductores de electricidad, como lo pueden ser el grafito, las disoluciones y soluciones salinas y  cualquier material en estado de plasma.

Los conductores en general tienen una resistencia eléctrica muy baja por lo que el paso de electrones por medio de ellos ocurre con bastante soltura.

El agua de uso común también es un buen conductor de electricidad, no obstante, esto se debe a la gran cantidad de minerales que son los que realmente la convierten en una buena conductora de electricidad. De hecho, el agua pura es un gran aislante eléctrico.[pic 1]

En los conductores ocurre un fenómeno llamado superconductividad, que se produce cuando al enfriar ciertas sustancias a una temperatura cercana al cero absoluto su conductividad se vuelve prácticamente infinita.

Aislantes:

En el extremo diametralmente opuesto tenemos a los aislantes, en los que su resistencia eléctrica es tan alta que el paso de electricidad que permite es casi nulo en comparación con el de los conductores. Esto se produce debido a que los electrones no se pueden mover o no hay electrones libres y es lo que impide que la corriente eléctrica pueda pasar por ellos. Esto electrones no suceden porque no pueden ser cedidos, evitando la conductividad eléctrica.[pic 2]

Son utilizados para evitar cortos circuitos, la manera en que esto se logra es forrando los conductores en los aislantes de electricidad.

El aislante perfecto sería uno que no condujera la electricidad, pero no existe, sin embargo, algunos aislantes pueden llegar a presentar una resistencia eléctrica de 2.5x1024 veces más que un conductor, y he ahí su gran utilidad.

Generalmente los aislantes utilizados son los plásticos, pero en líneas de alta tensión se puede utilizar vidrio, porcelana u otro tipo de material cerámico, y como se mencionaba anteriormente, el agua en estado puro llega a ser un gran aislante de electricidad.

Superconductores:

Son materiales que presentan una resistencia eléctrica nula, y por lo tanto no presenta pérdida de energía pero solo bajo ciertas condiciones específicas.

Son diversos los materiales que sometidos a esas condiciones específicas llegan a convertirse en superconductores. 

Así que el superconductor más que llegar a ser un tipo de material distinto, es un estado específicamente controlado de los conductores en los que aumentan su capacidad de conducir la electricidad y disminuyen su resistencia a la electricidad a tal punto que esta llega a ser nula. Reiterando, este estado se alcanza solamente en ciertos contextos específicos.[pic 3]

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