AISLANTES, CONDUCTORES ELECTRICOS

AISLANTES, CONDUCTORES Y 

SEMICONDUCTORES

                              

"AISLANTES"

El aislamiento eléctrico se produce cuando se cubre un elemento de una

 instalación eléctrica con un material que no es conductor de la electricidad,

 es decir, un material que resiste el paso de la corriente a través del 

elemento que alberga y lo mantiene en su desplazamiento a lo largo del

 semi conductor. Dicho material se denomina aislante eléctrico.

De acuerdo con la teoría moderna de la materia (comprobada por resultados

 experimentales), los átomos de la materia están constituidos por un núcleo

 cargado positivamente alrededor del cual giran a gran velocidad cargas 

eléctricas negativas. 

Estas cargas negativas, los electrones, son indivisibles e idénticas para

 toda la materia. La diferencia de los distintos materiales es que los aislantes 

son materiales que presentan gran resistencia a que las cargas que lo

 forman se desplacen y los conductores tienen cargas libres y que pueden

 moverse con facilidad.

       AISLANTE PERFECTO PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS.

El «aislante» perfecto para las aplicaciones eléctricas sería un material absolutamente

 no conductor, pero ese material no existe. Los materiales empleados como 

aislantes siempre conducen algo la electricidad, pero presentan una resistencia al paso de corrienteeléctrica hasta 2,5 × 1024 veces mayor que la de los buenos 

conductores eléctricos como la plata o el cobre. Estos materiales conductores

 tienen un gran número de electrones libres (electrones no estrechamente 

ligados a los núcleos) que pueden transportar la corriente; los buenos aislantes 

apenas poseen estos electrones. Algunos materiales, como el silicio o el germanio,

 que tienen un número limitado de electrones libres, se comportan como semi conductores,

 y son la materia básica de los transistores.

CARACTERÍSTICAS DE LOS AISLANTES EN SUS ELECTRONES DE VALENCIA:
     Los aisladores eléctricos están compuestos de sustancias con electrones, o partículas de energía que están comprimidos en conjunto mediante un proceso químico. Es casi imposible conseguir el voltaje eléctrico para pasar a través de estos materiales. El vidrio se utiliza como aislante eléctrico antes. De vidrio, junto con otros materiales no metálicos tales como la porcelana, mica y de cerámica pueden soportar el mas alto voltaje de la corriente eléctrica.

-Características de los aislantes en sus electrones de valencia
 El aislamiento eléctrico se produce cuando se cubre un elemento de una instalación eléctrica con un material que no es conductor de la electricidad, es decir, un material que resiste el paso de la corriente a través del elemento que recubre y lo mantiene en su trayectoria a lo largo del conductor. Dicho material se denomina aislante eléctrico, las características de los aislantes en sus electrones de valencia es que tienen 4 electrones en su último nivel energético, es el que posee mas.

CONDUCTORES

Es un material que ofrece poca resistencia al movimiento de carga eléctrica.

Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los mejores conductores eléctricos son metales, como el cobre, eloro, el hierro y el aluminio, y sus aleaciones, aunque existen otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) o cualquier material en estado de plasma

.Para el transporte de energía eléctrica, así como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el mejor conductor es el cobre (en forma de cables de uno o varioshilos). Aunque la plata es el mejor conductor, pero debido a su precio elevado no se usa con tanta frecuencia. También se puede usar el aluminio, metal que si bien tiene una conductividad eléctrica del orden del 60% de la del cobre, es sin embargo un material tres veces más ligero, por lo que su empleo está más indicado en líneas aéreas que en la transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión.  A diferencia de lo que mucha gente cree, el oro es levemente peor conductor que el cobre; sin embargo, se utiliza en bornes de baterías y conectores eléctricos debido a su durabilidad y “resistencia” a la corrosión.

La conductividad eléctrica del cobre puro fue adoptada por la Comisión Electrotécnica Internacional en 1913 como la referencia estándar para esta magnitud, estableciendo el Internacional 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 58.0 MS/m. A este valor es a lo que se llama 100% IACS y la conductividad del resto de los materiales se expresa como un cierto porcentaje de IACS. La mayoría de l

os 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.

CARACTERÍSTICAS DE LOS CONDUCTORES EN SUS ELECTRONES DE VALENCIA:
     Los conductores son todos aquellos que poseen menos de 4 electrones en su última capa de valencia. Los elementos capaces de conducir la electricidad cuando son sometidos a una diferencia de potencial eléctrico mas comunes son los metálicos, siendo el cobre el mas usado de entre todos ellos, otro metal mas utilizado es el aluminio y en aplicaciones especiales, debido a su baja resistividad y dureza a la corrosión, se usa el oro.
                                                                                  

SEMICONDUCTORES



Semiconductor es un elemento que se comporta como un conductor o como un aislante dependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo eléctrico o magnético, la presión, la radiación que le incide, o la temperatura del ambiente en el que se encuentre. Los elementos químicos semiconductores de la tabla periódica se indican en la tabla adjunta.

HAY DIFERENTES TIPOS DE SEMICONDUCTORES COMO;

Semiconductores intrínsecos

Es un cristal de silicio o germanio que forma una estructura tetraedros similar a la del carbono mediante enlaces covalentes entre sus átomos, en la figura representados en el plano por simplicidad. Cuando el cristal se encuentra a temperatura ambiente algunos electrones pueden absorber la energía necesaria para saltar a la banda de conducción dejando el correspondiente huecos en la banda de valencia. Las energías requeridas, a temperatura ambiente, son de 1,12 eV y 0,67 eV para el silicio y el germanio respectivamente. 

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. Hoy en día se han logrado añadir impurezas de una parte por cada 10 millones, logrando con ello una modificación del material.

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 deportadores de carga libres (en este caso negativos o electrones).

Cuando se añade el material dopante, aporta sus electrones más débilmente vinculados a los átomos del semiconductor. Este tipo de agente dopante es también conocido como material donante, ya que da algunos de sus electrones.

Semiconductor tipo P

Un Semiconductor tipo P 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 (en este caso positivos o huecos).

Cuando se añade el material dopante libera los electrones más débilmente vinculados de los átomos del semiconductor. Este agente dopante es también conocido comomaterial aceptor y los átomos del semiconductor que han perdido un electrón son conocidos como huecos.

CARACTERÍSTICAS DE LOS SEMICONDUCTORES EN SUS ELECTRONES DE VALENCIA:     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. 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.