Materiales CONDUCTORES y DIELÉCTRICOS.

MATERIALES CONDUCTORES Y DIELÉCTRICOS Contenido: 

Conductores

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Aislantes

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Semiconductores

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Dieléctricos y sus usos

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Resistencia eléctrica en los materiales

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Ejercicios

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Importancia

AUTOR(A): Reina Moya C.I.30.289.414

MATERIALES CONDUCTORES Y DIELÉCTRICOS

MATERIALES CONDUCTORES: Los conductores eléctricos o materiales conductores son aquellos que tienen poca resistencia a la circulación de la corriente eléctrica, dadas sus propiedades específicas. La estructura atómica de los conductores eléctricos facilita el movimiento de los electrones a través de estos, con lo cual este tipo de elementos favorece la transmisión de electricidad.

Los conductores pueden presentarse de diversas formas, una de estas es el material en condiciones físicas específicas, como barras de metal (cabillas) que no hayan sido elaboradas para formar parte de circuitos eléctricos. A pesar de no formar parte de un montaje eléctrico, estos materiales siempre mantienen sus propiedades de conducción.

MATERIALES AISLANTES: Son los materiales que no permiten a los electrones circular libremente, por lo que hacen imposible el flujo de la corriente eléctrica.

Los aislantes se utilizan para cubrir un elemento conductor de electricidad, así puede resistir el paso de la corriente a través del elemento que alberga y mantenerlo en su desplazamiento. Además, los aislantes protegen estas corrientes eléctricas para evitar el contacto con otras partes conductoras, así como para proteger a las personas de hacer contacto directo con tensiones eléctricas.

MATERIALES SEMICONDUCTORES: Son los materiales que pueden presentar propiedades eléctricas de los conductores o de los aislantes, dependiendo de las características del contexto donde se encuentren. El campo eléctrico o magnético, la radiación, la presión y la temperatura del ambiente son algunos de los factores que determinan el comportamiento de los semiconductores.

Todos los materiales que contienen cuatro electrones en su último nivel generalmente son semiconductores y se utilizan principalmente como elementos de los circuitos electrónicos. La característica de los semiconductores es que dejan pasar la corriente eléctrica en un solo sentido y lo impiden en el sentido contrario.

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EL AGUA ¿CONDUCTORA O AISLANTE? El agua en estado químicamente puro es una sustancia aislante. Sin embargo, en la naturaleza se la encuentra en solución con otras sustancias que presentan en su estructura iones con relativa libertad de movimiento. En tales condiciones, estas soluciones son muy buenas conductoras de la electricidad.

Una estrategia usada para evitar los accidentes causados por la acumulación de electricidad estática consiste en aumenta la conductividad superficial por elevación de la humedad relativa. Muchas veces se instala con este propósito un sistema de humidificación, integrado al equipo de aire acondicionado. El aire húmedo conduce la electricidad e impide que las superficies se carguen.

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MATERIALES DIELÉCTRICOS: Contienen una serie de cargas ligadas que no ejercen tanta libertad de movimiento como los materiales conductores. Además, a diferencia de los materiales aislantes puede ser sometido a campos eléctricos externos sin afectar al campo eléctrico interno. Sus materiales se componen de átomos y moléculas cuya distribución interna de cargas desplaza o modifica los campos eléctricos.

Esto resuelve el hecho de que todos los materiales dieléctricos pueden ser considerados aislantes, pero no todos los materiales aislantes son dieléctricos. Algunos ejemplos de este material incluye la madera, el papel, la cera, la cerámica, la goma o el vidrio. Asimismo, los gases considerados dieléctricos son el nitrógeno y el hexafluoruro de azufre.

MATERIALES DIELÉCTRICOS INNOVADORES DESTINADOS AL ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA: Los materiales dieléctricos de alta densidad energética son ideales para almacenar energía en los vehículos híbridos y en los dispositivos médicos electrónicos móviles gracias a su tamaño reducido, su bajo peso y su excelente eficiencia de carga y descarga. Un equipo de científicos financiado por la UE sintetizó materiales de alta densidad energética nuevos, destinados a aplicaciones de alta energía.

Se emplearon diferentes técnicas, como la adición de vidrio, el dopado químico, la sinterización por chispa de plasma (SPS) y la sinterización por prensado en caliente, para aumentar los rendimientos de los diversos sistemas de materiales.

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¿QUÉ USOS TIENEN LOS MATERIALES DIELÉCTRICOS? Este material tiene diversas utilidades: 

En la elaboración de capas industriales, por ejemplo: parylene proporcionan una barrera dieléctrica entre el substrato y su ambiente. El Aceite mineral es extensivamente usado el interior eléctrico transformadores para asistir a refrescarse.

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El ricino, es de uso frecuente adentro alto voltaje condensadores para ayudar a prevenir descarga de corona y capacitancia del aumento.

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Algunos procesados, llamados electrets (ferroeléctricos), puede conservar exceso de carga interna o “congelado en” la polarización. Tiene usos prácticos numerosos en el hogar y la industria.

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Se utilizan en la fabricación de condensadores, para que las cargas reaccionen.

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RESISTENCIA ELÉCTRICA EN MATERIALES CONDUCTORES O AISLANTES: La resistencia eléctrica, con el Ohmnio como unidad de medida y representada por la letra griega «omega» o “R” (como expresión), es la oposición que tienen los electrones al moverse a través de un determinado material conductor. Los factores más importantes que determinan la resistencia a la electricidad son el tipo de material por el que pasan, su longitud, la temperatura a la que está sometida y la forma de la sección transversal.

Un material aislante, conductor o semiconductor puede conducir la electricidad mejor o peor Estas características pueden actuar de la siguiente manera: Al contrario de lo que sucede en un cable de unos pocos centímetros, el material de mayor longitud siempre ofrecerá mayor resistencia al paso a la electricidad.

Asimismo, cuando el tipo de material posee una mayor sección transversal, menor será la resistencia al paso de la corriente. Las temperaturas elevadas tampoco ayudan al paso de la corriente, de ahí que sea importante alejar los cables de determinados elementos electrónicos.

Para calcular el valor de la resistencia que ofrece un material especifico, con largo y grosor definidos, se aplica la fórmula: R = Resistencia ρ = Resistividad del material L = Longitud A = Área de la sección

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EJERCICIOS: 

Calcular la resistencia de los materiales conductores:

1.-

La Resistencia es inversamente proporcional al área de sección del conductor y directamente proporcional a la longitud del mismo.

2.-

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IMPORTANCIA DE LOS MATERIALES CONDUCTORES Y DIELÉCTRICOS: Los conductores eléctricos juegan un papel importante en la seguridad de la instalación eléctrica por su impacto en la presencia de accidentes eléctricos. El correcto dimensionamiento de las secciones y la adecuada selección de los tipos de conductores eléctricos a usar previene accidentes eléctricos como por ejemplo incendios y electrocuciones.

Por último, obtenemos que el uso de materiales dieléctricos es de suma importancia, pues ayudan mucho en la prevención de accidentes al aislar electricidad proveniente de los campos en los que se requiera; al igual que pueden apoyar en la actualidad al desarrollo de la tecnología y la ciencia, pues es indispensable el uso de la electricidad ,así como su control y aislamiento en determinados procesos y tiempos.