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Conductores, Semiconductores y Aislantes

MATERIALES CONDUCTORES

Los conductores son materiales (generalmente metales), cuya estructura electrónica les permite conducir la corriente eléctrica a bajas temperaturas o temperatura ambiente; su resistividad al paso de la corriente eléctrica es muy baja. De acuerdo con la teoría de bandas, son aquellos materiales cuyas bandas de valencia y de conducción

Se dice que un cuerpo es conductor eléctrico cuando puesto en contacto con un cuerpo cargado de electricidad transmite ésta a todos los puntos de su superficie. Son conductores eléctricos aquellos materiales que tienen electrones de valencia relativamente libres.

Los elementos capaces de conducir la electricidad cuando son sometidos a una diferencia de potencial eléctrico más comunes son los metales, siendo el cobre el más usado, otro metal utilizado es el aluminio y en aplicaciones especiales se usa el oro.

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Conductores Sólidos:Metales Características Físicas: buenos conductores eléctricos y térmicos.Características Químicas: Valencias positivas, tienden a formar óxidos básicos.Características Eléctricas: mucha resistencia al flujo de electricidad.

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

Conductores Gaseosos: Valencias negativas (se ioniza negativamente). Tienden a adquirir electrones. Tienden a formar óxidos ácidos. Ejemplos: Oro, plata, bronce.

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MATERIALES SEMICONDUCTORES

Los semiconductores se encuentran situados, por lo que hace a su resistencia, entre los conductores y los aislantes, ya que a temperaturas muy bajas difícilmente conducen la corriente eléctrica y más bien se comportan como aislantes pero, al elevar su temperatura o al ser sometidos a un campo eléctrico externo, su comportamiento cambia al de los conductores.

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. 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.

Semiconductores Intrínsecos: En un semiconductor intrínseco también hay flujos de electrones y huecos, aunque la corriente total resultante sea cero.

Semiconductores Extrínsecos: Si a un semiconductor intrínseco, como el anterior, se le añade un pequeño porcentaje de impurezas, el semiconductor se denomina extrínseco y se dice que está dopado.

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 de portadores de carga libres.

Semiconductor Tipo P: Un Semiconductor tipo P se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado. Este agente dopante es también conocido como material aceptor y los átomos del semiconductor

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que han perdido un electrón son conocidos como huecos. El propósito del dopaje tipo Pes el de crear abundancia de huecos.

MATERIALES AISLANTES

"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).

La mayoría de los no metales son apropiados para esto pues tienen resistividades muy grandes. Esto se debe a la ausencia de electrones libres. Los materiales aislantes deben tener una resistencia muy elevada, requisito del que pueden deducirse las demás características necesarias".

Tipos y característicasAislantes Sólidos: Un buen aislante entre vueltas de las bobinas de transformadores es el cartón prensado. En los sistemas de aislamiento de transformadores destacan las cintas sintéticas.

Aislantes Líquidos: Los fluidos o líquidos dieléctricos cumplen la doble función de aislar los bobinados en los transformadores y disipar el calor al interior de estos equipos, el más empleado es el aceite mineral, el problema es que es altamente inflamable.

Aislantes Gaseosos: Los gases aislantes más utilizados en los transformadores son el aire y el nitrógeno, este último a presiones dela atmósfera. Estos transformadores son generalmente de construcción sellada. El aire y otros gases tienen elevadísima resistividad y están prácticamente exentos de pérdidas dieléctricas.