Conductividad Elctrica

Es la facilidad con que se mueven las cargas elctricas dentro de un material. La resistividad es la magnitud inversa a la conductividad, un material con alta resistividad, ofrecer mayor resistencia al pasaje de corriente, o sea, ser un mal conductor. Los tipos de conductores elctricos se clasifican segn su conductividad en: conductores, semiconductores y aislantes

Conductores

Los conductores son materiales que transmiten toda la carga elctrica que es puesta en contacto con ellos a todo punto de su superficie. Un material es conductor cuando puede desempear esa funcin en un circuito, independiente del valor de su conductividad. Los conductores en general pueden clasificarse en: metlicos, electrolticos y gaseosos. k Conductores metlicos: En estos la conduccin es electrnica, es decir, los portadores de cargas son electrones libres. Pertenecen a este grupo los metales y aleaciones. Los mejores conductores son los metales y sus aleaciones Hay materiales no metlicos que conducen la electricidad, como el grafito, soluciones salinas, y materiales en estado de plasma. k Conductores electrolticos: Su conduccin es inica; pertenecen a este grupo los llamados electrolitos, es decir, los cidos (bases o sales, disueltos o fundidos). Las molculas de estas sustancias, cuando se disuelven o funden, de disocian total o parcialmente formando iones positivos o negativos, y estos iones son portadores de cargas. En estos casos, el paso de la corriente elctrica corresponde a un desplazamiento de material, y viene acompaada de una reaccin qumica. En los conductores metlicos la electricidad circula a travs de la materia, mientras que en los conductores electrolitos circula con la materia. k Conductores gaseosos: En estado normal, los gases no son conductores, pero pueden convertirse relativamente en buenos conductores cuando estn ionizados. Normalmente no se utilizan los gases para conducir corriente, salvo en casos muy especiales. La conduccin a travs de los gases no cumple con la Ley de Ohm. Las Principales propiedades y caractersticas de los materiales conductores son: 1. Conductividad elctrica (Resistividad elctrica). 2. Coeficiente trmico de resistividad. 3. Conductividad trmica. 4. Fuerza electromotriz. 5. Resistencia mecnica.

Plata

La plata es, de los materiales conocidos, el ms conductor (un 10% ms que el cobre que ocupa el segundo lugar). Es un material muy maleable y dctil, que puede soldarse a s misma por martilleo (batido), a una temperatura inferior a la de fusin (temperatura de fusin: 960C); su dureza no es muy elevada, y se haya comprendida entre la del oro y el cobre.

Algunos de sus usos son:

Armas blancas o cuerpo a cuerpo, tales como espadas, lanzas o puntas de flecha k Medicina. Por su elevado ndice de toxicidad, slo es aplicable en uso externo. Un ejemplo es el nitrato de plata, utilizado para eliminar las verrugas. k Electricidad. Los contactos de generadores elctricos de locomotoras de ferrocarril disel elctricas llevan contactos (de aprox. 1 in. de espesor) de plata pura; y esas mquinas tienen un motor elctrico en cada rueda o eje. El motor disel mueve el generador de electricidad, y se debenk

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tambin agregar los contactos de las llaves o pulsadores domiciliarios de mejor calidad que no usan slo cobre (ms econmico). En Electrnica, por su elevada conductividad es empleada cada vez ms, por ejemplo, en los contactos de circuitos integrados y teclados de ordenador. Fabricacin de espejos de gran reflectividad de la luz visible (los comunes se fabrican con aluminio). La plata se ha empleado para fabricar monedas desde 700 a. C., inicialmente con electrum, aleacin natural de oro y plata, y ms tarde de plata pura. En joyera y platera para fabricar gran variedad de artculos ornamentales y de uso domstico cotidiano, y con menor grado de pureza, en artculos de bisutera. En aleaciones para piezas dentales. Catalizador en reacciones de oxidacin. Por ejemplo, en la produccin de formaldehdo a partir de metanol y oxigeno. Aleaciones para soldadura, contactos elctricos y bateras elctricas de plata-zinc y plata-cadmio de alta capacidad. En la mayora de competiciones deportivas se entrega una medalla de plata al subcampen de la competicin (entregndose una de oro al campen y una de bronce al tercer puesto). En el montaje de ordenadores se suele utilizar compuestos formados principalmente de plata pura para unir la placa del microprocesador a la base del disipador, y as refrigerar el procesador, debido a sus propiedades conductoras de calor.

Cobre

El cobre es el material de uso mas generalizado como conductor elctrico, debido a su conductividad elevada y a su costo moderado. Es un metal altamente maleable y dctil, que puede ser fundido, forjado, laminado, estirado y trabajado. Tiene una elevada resistencia a la traccin, una gran estabilidad a la corrosin, y es fcil de estaar y de soldar. Usosk

El cobre puro se emplea principalmente en la fabricacin de cables elctricos. k Electricidad y telecomunicaciones

Medios de transporte: en varios componentes de coches y camiones, principalmente los radiadores (gracias a su alta conductividad trmica y resistencia a la corrosin), frenos y cojinetes, adems naturalmente de los cables y motores elctricos. k Construccin y ornamentacin: en elementos arquitectnicos y revestimientos en tejados, fachadas, puertas y ventanas. k Monedask

Aluminio

El aluminio ocupa el tercer lugar por su conductividad, despus de la plata y el cobre. La conductividad del aluminio es slo un 63% de la conductividad del cobre. El aluminio es un material ms blando que el cobre. Su resistencia a la traccin es mucho menor, y su soldadura presenta dificultades, pero es un material dctil que puede ser trabajado fcilmente por laminado, estirado, hilado, extrusin y forjado. El aluminio expuesto a la atmsfera ordinaria, tiene estabilidad y larga vida.

Aplicaciones y usosk Transporte: Como material estructural en aviones, automviles, trenes de alta velocidad, metros, tanques, superestructuras de buques y bicicletas. k Estructuras portantes de aluminio en edificios k Embalaje de alimento: papel de aluminio, latas, etc. k Carpintera metlica: puertas, ventanas, cierres, armarios, etc. k Bienes de uso domstico: utensilios de cocina, herramientas, etc. k Transmisin elctrica. Un conductor de aluminio de misma longitud y peso es ms conductivo que uno de cobre y ms barato. k Calderera. k Se usa finamente pulverizado como combustible slido de cohetes espaciales y para aumentar la potencia de los explosivos.

OroEl oro es el menos reactivo de todos los metales, exhibe un color amarillo en bruto, es considerado como el metal ms maleable y dctil que se conoce. Su alta conductividad elctrica e inercia del producto qumico le hacen un conductor excelente y confiable, particularmente en los ambientes speros, donde las temperaturas pueden extenderse de -55C a 200C. Es tambin un conductor excelente de la energa termal. Es uno de los metales menos reactivos qumicamente. No pierde lustre, ni se quema al aire.

Aplicaciones y usosk En joyera, fabricacin de monedas y como patrn monetario en muchos pases. k El oro ejerce funciones crticas en comunicaciones, naves espaciales, motores de aviones de reaccin y otros muchos productos. k Su alta conductividad elctrica y resistencia a la oxidacin ha permitido un amplio uso como capas delgadas electrodepositadas sobre la superficie de conexiones elctricas para asegurar una conexin buena, de baja resistencia. k Como la plata, el oro puede formar fuertes amalgamas con el mercurio que a veces se emplea en empastes dentales. k Se emplea como recubrimiento protector en muchos satlites debido a que es un buen reflector de la luz infrarroja. k El oro se us en los primeros cables en vez del cobre, debido a su gran conductividad. Sin embargo, fue sustituido por plata debido a los robos que se producan. Asimismo, cambiaron la plata por cobre por los robos.

Estao

Es un metal plateado, maleable, que no se oxida fcilmente y es resistente a la corrosin. El estao puro tiene dos variantes alotrpicas: El estao gris, polvo no metlico, semiconductor, de estructura cbica y estable a temperaturas inferiores a 13,2 C, que es muy frgil y tiene un peso especfico ms bajo que el blanco. El estao blanco, el normal, metlico, conductor elctrico, de estructura tetragonal y estable a temperaturas por encima de 13,2 C.

Aplicaciones y usosk Se usa como revestimiento protector del cobre, del hierro y de diversos metales usados en la fabricacin de latas de conserva. k Su uso tambin es de disminuir la fragilidad del vidrio. k Los compuestos de estao se usan para fungicidas, tintes, dentfricos (SnF2) y pigmentos. k Se usa para hacer bronce, aleacin de estao y cobre, para la soldadura blanda, aleado con plomo. k Recubrimiento de acero. k Se utiliza en la industria de la cermica para la fabricacin de los esmaltes cermicos. k Es usado tambin en el sobretaponado de botellas de vino, en forma de cpsula. Los principales productores de estao del mundo son China, Malasia, Indonesia, Per, Brasil y Bolivia.

SemiconductoresUn semiconductor es un componente que no es directamente un conductor de corriente, pero tampoco es un aislante. En un conductor la corriente es debida al movimiento de las cargas negativas (electrones). En los semiconductores se producen corrientes producidas por el movimiento de electrones como de las cargas positivas (huecos). Son aquellos elementos pertenecientes al grupo IV de la Tabla Peridica (Silicio, Germanio, etc. Generalmente a estos se le introducen tomos de otros elementos, denominados impurezas, de forma que la corriente se deba primordialmente a los electrones o a los huecos, dependiendo de la impureza introducida.

Germanio

Es un metaloide slido duro, cristalino, de color blanco grisceo lustroso, quebradizo, que conserva el brillo a temperaturas ordinarias. Presenta la misma estructura cristalina que el diamante y resiste a los cidos y lcalis. Forma gran nmero de compuestos organometlicos y es un importante material semiconductor utilizado en transistores y fotodetectores. A diferencia de la mayora de semiconductores, el germanio tiene una pequea banda prohibida

(band gap) por lo que responde de forma eficaz a la radiacin infrarroja y puede usarse en amplificadores de baja intensidad.

Aplicaciones y usosLas aplicaciones del germanio se ven limitadas por su elevado costo y en muchos casos se investiga su sustitucin por materiales ms econmicos.y y y y y y y

Fibra ptica. ptica de infrarrojos: Espectroscopios, sistemas de visin nocturna y otros equipos. Lentes, con alto ndice de refraccin, de ngulo ancho y para microscopios. En joyera se usa la aleacin Au con 12% de germanio. Como elemento endurecedor del aluminio, magnesio y estao. Quimioterapia. El tetracloruro de germanio es un cido de Lewis y se usa como catalizador en la sntesis de polmeros (PET).

Silicio

El silicio es un semiconductor; su resistividad a la corriente elctrica a temperatura ambiente vara entre la de los metales y la de los aislantes. La conductividad del silicio se puede controlar aadiendo pequeas cantidades de impurezas llamadas dopantes. La capacidad de controlar las propiedades elctricas del silicio y su abundancia en la naturaleza han posibilitado el desarrollo y aplicacin de los transistores y circuitos integrados que se utilizan en la industria electrnica.

Aplicaciones y usosk Se utiliza en aleaciones, en la preparacin de las siliconas, en la industria de la cermica tcnica k Debido a que es un material semiconductor muy abundante, tiene un inters especial en la industria electrnica y microelectrnica como material bsico para la creacin de obleas o chips que se pueden implantar en transistores, pilas solares y una gran variedad de circuitos electrnicos. k Es un importante constituyente del hormign y los ladrillos, y se emplea en la produccin de cemento portland. k Por sus propiedades semiconductoras se usa en la fabricacin de transistores, clulas solares y todo tipo de dispositivos semiconductores k Como material refractario, se usa en cermicas, vidriados y esmaltados. k Como elemento fertilizante en forma de mineral primario rico en silicio, para la agricultura. k Como elemento de aleacin en fundiciones. k Fabricacin de vidrio para ventanas y aislantes.

Selenio

Exhibe el efecto fotoelctrico, convirtiendo la luz en electricidad, y, adems, su conductividad elctrica aumenta al exponerlo a la luz. Por debajo de su punto de fusin es un material semiconductor tipo p. y se encuentra en su forma natural.

Aplicaciones y usosk Se usa en varias aplicaciones elctricas y electrnicas, entre otras clulas solares y rectificadores. k En fotografa se emplea para intensificar e incrementar el rango de tonos de las fotografas en blanco y negro y la durabilidad de las imgenes, as como en xerografa. k Se aade a los aceros inoxidables y se utiliza como catalizador en reacciones de deshidrogenacin. k El seleniato de sodio se usa como insecticida, en medicina para el control de enfermedades animales y, al igual que el arsnico, en la fabricacin de vidrio para eliminar el color verde causado por las impurezas de hierro. k El selenito de sodio tambin se emplea en la industria del vidrio y como aditivo para suelos pobres en selenio y el selenito de amonio en la fabricacin de vidrio y esmalte rojos.

k Los sulfuros se usan en medicina veterinaria y champs anticaspa. k El dixido de selenio es un catalizador adecuado para la oxidacin, hidrogenacin y deshidrogenacin de compuestos orgnicos. k La adicin de selenio mejora la resistencia al desgaste del caucho vulcanizado.

Cadmio

Es uno de los metales ms txicos, es un metal blanco azulado, dctil y maleable. Normalmente se encuentra en minas de zinc y se emplea especialmente en pilas.

Aplicaciones y usosk Aproximadamente tres cuartas partes del cadmio producido se emplea en la fabricacin de bateras. Especialmente en las bateras de nquel-cadmio. k Una parte importante se emplea en galvanoplastia (como recubrimiento). k Algunas sales se emplean como pigmentos. Por ejemplo, el sulfuro de cadmio se emplea como pigmento amarillo. k Se emplea en algunas aleaciones de bajo punto de fusin. k Debido a su bajo coeficiente de friccin y muy buena resistencia a la fatiga, se emplea en aleaciones para cojinetes. k Muchos tipos de soldaduras contienen este metal. k En barras de control en fisin nuclear. k Algunos compuestos fosforescentes de cadmio se emplean en televisores. k Se emplea en algunos semiconductores. k Algunos compuestos de cadmio se emplean como estabilizantes de plsticos como el PVC.

Azufre

Es un no metal abundante con un olor caracterstico. Es un elemento qumico esencial para todos los organismos y necesario para muchos aminocidos y, por consiguiente, tambin para las protenas. Se usa principalmente como fertilizante pero tambin en la fabricacin de plvora, laxantes, cerillas e insecticidas. Este no metal tiene un color amarillento, amarronado o anaranjado, es blando, frgil, ligero, desprende un olor caracterstico a huevo podrido al combinarse con hidrgeno y arde con llama de color azul, desprendiendo dixido de azufre. Es insoluble en agua pero se disuelve en disulfuro de carbono. Es multivalente, y son comunes los estados de oxidacin -2, +2, +4 y +6.

Aplicaciones y usosk El azufre se usa en multitud de procesos industriales como la produccin de cido sulfrico para bateras, la fabricacin de plvora y el vulcanizado del caucho. k Tiene usos como fungicida y en la manufactura de fosfatos fertilizantes. k Los sulfitos se usan para blanquear el papel y en cerillas.

k El tiosulfato de sodio o amonio se emplea en la industria fotogrfica como fijador ya que disuelve el bromuro de plata; y el sulfato de magnesio (sal de Epsom) tiene usos diversos como laxante, exfoliante, o suplemento nutritivo para plantas.

Aislantes

Son materiales que no conducen la electricidad como los aceites, el vidrio, la seda, el papel, algodn, la cermica, los plsticos, la goma, la mica, la cera, la madera seca, porcelana, etc. En realidad no existen materiales totalmente aislantes o conductores, son mejores o peores conductores elctricos. El aire y el agua son aislantes en determinadas condiciones. Los materiales aislantes tienen la funcin de evitar el contacto entre las diferentes partes conductoras (aislamiento de la instalacin) y proteger a las personas frente a las tensiones elctricas (aislamiento protector). La mayora 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 dems caractersticas necesarias.

En los materiales no conductores de la electricidad, o aislantes, los electrones estn slidamente unidos al ncleo y es difcil arrancarlos de tomo.

Porcelana

La porcelana es un producto cermico tradicionalmente blanco, compacto, duro y translcido. Tiene como propiedades la dureza, la durabilidad, la blancura, resistencia al paso de la electricidad, y alta elasticidad.

Aplicaciones y usosEs usada en artculos de cocina, baldosas, y objetos de arte. Tambin es usada como aislante elctrico Los dentistas la utilizan con el propsito de hacer dientes falsos y coronas. Las porcelanas duras, empleadas principalmente para aisladores de alta tensin, se sinterizan a temperaturas elevadas (1400 a 1450 C). k La porcelana es frgil y su resistencia a la traccin y a la flexin es pequea. Sin embargo, es un buen aislante del calor y de la electricidad y presenta una gran resistencia contra los ataques qumicos.

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Vidrio

El vidrio es un material inorgnico duro, frgil, transparente y es un tipo de material cermico amorfo. El vidrio se obtiene por fusin a unos 1.500 C de arena de slice (SiO2), carbonato de sodio (Na2CO3) y caliza (CaCO3).

Aplicaciones y usos k Se usa para hacer ventanas, lentes, botellas y una gran variedad deproductos. k El vidrio se emplea para lmparas de incandescencia, vlvulas electrnicas, aisladores y recipientes resistentes a los cidos, para acumuladores de plomo fijos. k A partir del estado lquido, el vidrio se puede estirar en forma de finas fibras, que a su vez se pueden hilar, dando como resultado la lana de vidrio, que se puede transformar en tejido. Los fabricados a base de lana de vidrio se

emplean para el aislamiento de conductores devanados que se deban someter a elevadas temperaturas de servicio.

Lanas minerales

Las lanas minerales usadas en aislamientos pueden ser tanto lanas de vidrio, como lanas de roca (por ejemplo roca volcnica) siendo simultneamente un buen aislante acstico y trmico. Su presentacin es de lo ms variada: en paneles, en rollos, a granel, en colchones, incluso cosidas a otros productos y electrodomsticos. Se trata de un material muy flexible que le permite adaptarse a cualquier recoveco pudiendo recubrir la vivienda en su totalidad: suelos, paredes, y techos. Este tipo de lanas son ignfugas, pero no toleran demasiado bien la humedad por lo que deben ser protegidas.

Fibra de vidrio

Un buen aislante trmico obtenido tras hacer pasar vidrio fundido a travs de una fina rejilla hasta formar fibras.

Plsticos alveolaresAlgunos ejemplos son el poliestireno expandido (PSE), la espuma de poliuretano, o el poliestireno extrusionado (Porexpan). Por su flexibilidad y facilidad de colocacin suele preferirse el poliestireno expandido. Se trata de un material muy utilizado en el envasado, con notables cualidades higinicas pues en l no proliferan los microorganismos. El pequeo inconveniente de estos materiales es que no ofrecen el mismo nivel de aislamiento trmico o acstico de forma simultnea. Se deber escoger el tipo, acstico o trmico, segn nuestras necesidades.

Aislantes ecolgicosEn los ltimos se est extendiendo el uso de aislantes basados en productos naturales como por ejemplo el lino o el camo. La agramiza, obtenida a partir del camo, es un buen ejemplo. Ofrece aislamiento tanto acstico como trmico, siendo resistente al fuego y a la humedad. Tampoco se pudre ni resulta comestible por potenciales roedores. Este tipo de aislante se presenta en forma de rollos o paneles de cierta rigidez.

Hormign celularEste tipo de hormign formado bsicamente por cemento, cal, y arena de slice, resulta poroso y de relativo poco peso. Presenta propiedades aislantes tanto acsticas como trmicas, y por supuesto ignfugo.

PlsticoLos plsticos son sustancias qumicas sintticas denominados polmeros, de estructura macromolecular que puede ser moldeada mediante calor o presin y cuyo componente principal es el carbono. Los plsticos proporcionan el balance necesario de propiedades que no pueden lograrse con otros materiales por ejemplo: color, poco peso, tacto agradable y resistencia a la degradacin ambiental y biolgica.

Propiedades y caractersticasFciles de trabajar y moldear, Tienen un bajo costo de produccin Poseen baja densidad, Suelen ser impermeables, Buenos aislantes elctricos, Aceptables aislantes acsticos, Buenos aislantes trmicos, aunque la mayora no resisten temperaturas muy elevadas, k Resistentes a la corrosin y a muchos factores qumicos; k Algunos no son biodegradables ni fciles de reciclar, y si se queman, son muy contaminantes. k k k k k k k

Aplicaciones y usosk En el sector industrial: piezas de motores, aparatos elctricos y electrnicos, carroceras, aislantes elctricos, etc.

k En construccin: tuberas, impermeabilizantes, espumas aislantes de poliestireno, etc. k Industrias de consumo y otras: envoltorios, juguetes, envoltorios de juguetes, maletas, artculos deportivos, fibras textiles, muebles, bolsas de basura, etc.

Caucho

El caucho es un hidrocarburo elstico que surge como una emulsin lechosa (conocida como ltex) en la savia de varias plantas, pero que tambin puede ser producido sintticamente.

Aplicaciones y usosk en la fabricacin de neumticos, llantas, artculos impermeables y aislantes, por sus excelentes propiedades de elasticidad y resistencia ante los cidos y las sustancias alcalinas. k Es repelente al agua, aislante de la temperatura y de la electricidad. k Se disuelve con facilidad ante petrolatos, bencenos y algunos hidrocarburos. k Como material para fabricar prendas de vestir, quizs sobre la base de que este tipo de ropa forma una "segunda piel".

elaUna tela es una estructura laminar flexible, resultante de la unin de hilos o fibras de manera coherente al entrelazarlos o al unirlos por otros medios.

PropiedadesSon propiedades de las telas que determinan su calidad y diversos usos.y y y y y y y y

Permeabilidad al aire Permeabilidad al agua Tenacidad (mxima tensin que soporta sin romper) Solidez de colores Elasticidad Densidad (Peso por unidad de rea) Espesor Resistencia a la temperatura

Segn su uso finaly y

Textil: Para uso principal en ropa y calzado y lencera. Textil hogar: Para uso en tapiceras y alfombrado.

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Textiles tcnicos: Otros usos. Geotextil: Telas de uso en agricultura y estabilizacin de suelos. Ignfugos: Telas no combustibles o retardantes del fuego (autoextinguibles). Tejido balstico: Usado para blindaje.

Conclusiones

Los mejores conductores son los elementos metlicos como el cobre que es ms conductor que el aluminio, pero menos que la plata y que el oro. Para los elementos conductores y aislantes se rigen por diferentes escalas de medidas o diferentes constantes. Por lo que los hace diferentes de los otros como total mente inversos como son los aislantes de los conductores, como ya haba dicho antes los materiales que tienen la facilidad de transmitir carga de un objeto a otro estos son los mencionados conductores; y los que evitan el contacto entre las diferentes partes conductoras son los mencionados aislantes que tienen una resistencia muy elevada al paso de la corriente. Los aceites tienen caractersticas diferentes a los dems aislantes como es la viscosidad, punto de solidificacin y punto de inflamacin.

Bibliografa

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http://fisicauva.galeon.com/aficiones1904684.html http://www.fisicanet.com.ar/fisica/electrodinamica/ap06_conductores_aislantes. php

http://html.rincondelvago.com/conductividad-electrica.html http://html.rincondelvago.com/materiales-conductores-y-aislantes.html http://ayudaelectronica.com/tipos-materiales-conductores/ http://www.lenntech.es/periodica/elementos/au.htm#ixzz1HfCowocz

Aceite

Los aceites aislantes, al igual que las masas para fusin e impregnacin, tienen por objeto mejorar el aislamiento y llenar posibles huecos. No deben atacar a los materiales aislantes impregnados (papel, Tejidos) y deben impregnar a su vez aquellos materiales aislantes que presenten huecos protegindolos as de la humedad. Como aceites aislantes se emplean principalmente destilados del petrleo, cuya purificacin (refino) se debe efectuar con todo cuidado, especialmente en lo que se refiera al azufre, productos capaces de dar lugar a cenizas y a gases.

AireEl aire es una mezcla de diferentes gases, principalmente nitrgeno y oxigeno: El aire seco contiene, en volumen: 78% nitrgeno (N2), 21% de oxigeno (O2), casi 1% de Argn (Ar); el resto est formado por dixido de carbono