Materiales eléctricos.

Avilés Jiménez Carlos Alejandro.

Castro Flores Cesar.

Vázquez Rodríguez Ángel Alejandro.

PRINCIPIOS ELECTRICOS Y APLICACIONES DIGITALES

MATERIALES ELECTRICOS.

Los materiales son elementos agrupados en un conjunto el cual es, o puede ser, usado con algún fin especifico. Los elementos del conjunto pueden tener naturaleza real (ser cosas), naturaleza virtual o ser totalmente abstractos. Todos los cuerpos o elementos químicos existentes en la naturaleza poseen características diferentes, agrupadas todas en la denominada “Tabla de Elementos Químicos”. Desde el punto de vista eléctrico, todos los cuerpos simples o compuestos formados por esos elementos se pueden dividir en tres amplias categorías:

Conductores

Aislantes

Semiconductores

CONDUCTORES• Un conductor eléctrico es un material

que ofrece poca resistencia al paso de la electricidad.

• Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja.

• Los mejores conductores eléctricos son metales el cobre, el hierro y el aluminio

SEMICONDUCTORES.

Un semiconductor es un elemento que se comporta como un conductor o como 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.

El elemento semiconductor más usado es el silicio, el segundo el germanio.

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 recubre y lo mantiene en su trayectoria a lo largo del conductor.

Es importante tener presente que ningún aislamiento es perfecto (su resistencia no es infinita), de modo que cierta cantidad de electricidad fluye a lo largo del aislamiento a través de la tierra. Esta corriente puede ser de millonésimas de amperios, pero se debe medir con un buen instrumento de prueba de aislamiento, como el megohmetro, popularmente conocido como "Megger".

DIFERENCIA ENTRE AISLANTES Y CONDUCTORES

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 cargar libres y que pueden moverse con facilidad.

MATERIALES CONDUCTORES DE ELECTRICIDADLos elementos capaces de conducir la electricidad cuando son sometidos a una diferencia de potencial eléctrico más comunes son los metales, siendo el cobre el mas usado de entre todos ellos, otro metal utilizado es el aluminio y en aplicaciones especiales, debido a su baja resistividad y dureza a la corrosión, se usa el oro.

Aunque todos los metales son conductores eléctricos existen otros materiales, no metálicos, que también poseen la propiedad de conducir la electricidad como son el grafito, las soluciones salinas (El agua de mar) y cualquier material en estado de plasma.

Materiales Conductores:

Características:Características Físicas:

Buenos conductores eléctricos y térmicos, brillantes, una vez pulidos, y estructura cristalina en estado sólido, resistencia a la fatiga o capacidad de soportar una fuerza o presión continuadas, dureza o resistencia a ser rayados; resistencia longitudinal o resistencia a la rotura.

Características Químicas:

Valencias positivas: Tienden a ceder electrones a los átomos con los que se enlazan, tienden a formar óxidos básicos, energía de ionización baja: reaccionan con facilidad perdiendo electrones para formar iones positivos o cationes.

Materiales Aislantes de ElectricidadSe denomina aislante eléctrico al material con escasa conductividad eléctrica.

El comportamiento de los aislantes se debe a la barrera de potencial que se establece entre las bandas de valencia y conducción que dificulta la existencia de electrones libres capaces de conducir la electricidad a través del material, el aislante es el que posee más de 4 electrones en su última capa de valencia.

Materiales Aislantes

Características:Aislantes Sólidos:

Un buen aislante entre vueltas de las bobinas de transformadores es el cartón prensado, el cual da forma a estructuras de aislamiento rígidas. En los sistemas de aislamiento de transformadores destacan las cintas sintéticas, que se utilizan para envolver los conductores magnéticos de los bobinados.

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 líquido dieléctrico más empleado es el aceite mineral. El problema es que es altamente inflamable. Fluidos dieléctricos sintéticos, (hidrocarburos) con alto punto de inflamación.

Materiales Semiconductores de Electricidad

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.

Un semiconductor se caracteriza por una densidad intermedia de portadores de carga y una banda prohibida estrecha. La conductividad del semiconductor aumenta si se le proporciona la suficiente energía por cualquier método, de tal forma que los electrones de la banda de valencia salten a la banda de conducción.

Silicio Selenio Germanio

Semiconductores Intrínsecos:

En un semiconductor intrínseco también hay flujos de electrones y huecos, aunque la corriente total resultante sea cero. Esto se debe a que por acción de la energía térmica se producen los electrones libres y los huecos por pares, por lo tanto hay tantos electrones libres como huecos con lo que la corriente total es cero

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.

Materiales Semiconductores

Tipos y Características

Aplicación en electrónica El grafeno tiene propiedades ideales para ser utilizado como componente en circuitos integrados. El grafeno tiene una alta movilidad de portadores, así como un bajo nivel de ruido, lo que permite que

sea utilizado como canal en transistores de efecto de campo (FET). En diciembre de 2008, IBM anunció que habían fabricado y caracterizado transistores operando a

frecuencias de 26 GHz. En febrero del 2010, la misma IBM anunció que la velocidad de estos nuevos transistores alcanzaba los

100 GHz. En septiembre del 2010 se alcanzaron los 300 GHz.

Grafeno en el gran aumento de la velocidad de internet. Como funciona: Dos cables metálicos a poca distancia sobre el grafeno e irradiar luz sobre esta estructura, se generaba

energía eléctrica. Problema: El grafeno por si solo no es buen conductor de luz. Solución : La combinación del grafeno con unas diminutas estructuras metálicas colocadas de forma especial

sobre este material. “Gracias a la combinación con estas nanoestructuras metálicas, el grafeno pudo aprovechar hasta

veinte veces más la luz sin sacrificar su velocidad en absoluto”.

• Los avances en la tecnología computacional no se limita a los desarrolladores de software sino de un crecimiento integral con los avances químicos y físicos entre otros.

• La busqueda de mayor eficacia de los materiales conductores, semiconductores y aislantes influyen directamente en el avance tecnológico, de ahí su importancia de conocer las nuevas propuestas en este ámbito.

• Gracias por su atención!!!

CONCLUSIÓN.