CONDUCTORES: 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. Generalmente elementos,

aleaciones o compuestos con electrones libres que permiten el movimiento de cargas. 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 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.

TIPOS Y CARACTERISTICAS:

Conductores Sólidos: Metales

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.

Características Eléctricas: mucha resistencia al flujo de electricidad. Todo átomo de metal tiene

únicamente un número limitado de electrones de valencia con los que unirse a los átomos vecinos. La

elevada conductividad eléctrica y térmica de los metales se explica así por el paso de electrones a estas

bandas con defecto de electrones, provocado por la absorción de energía térmica.

Conductores Líquidos: El agua, con sales como cloruros, sulfuros y carbonatos que actúan como agentes

reductores (donantes de electrones), conduce la electricidad. .Algunos otros líquidos pueden tener falta o

exceso de electrones que se desplacen en el medio. Son iones, que pueden ser cationes, (+) o aniones (-).

Conductores Gaseosos: Valencias negativas (se ioniza negativamente). Tienden a adquirir electrones.

Tienden a formar óxidos ácidos.

Ejemplos: Oro, plata, bronce.

En el comportamiento de los conductores no influye la barrera de potencial ya que esta no se interpone en

las bandas de valencia por lo tanto no impide que la electricidad se transmita hacia otro material.

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 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

(p.e. el agua de mar) y cualquier material en estado de plasma.

AISLANTES: Se 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.

TIPOS Y CARACTERISTICAS:

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.

Aislantes Gaseosos: Los gases aislantes más utilizados en los transformadores son el aire y el nitrógeno,

este último a presiones de 1 atmósfera. Estos transformadores son generalmente de construcción sellada.

El aire y otros gases tienen elevadísima resistividad y están prácticamente exentos de pérdidas dieléctricas.

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 (para más detalles ver semiconductor).

Los materiales aislantes son mejor conocidos como aquellos que tiene sus electrones de valencia

relativamente fijos formando enlaces no conductores eléctricos.

Ejemplos: Oxigeno, azufre, diamante.

SEMICONDUCTORES: 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, aunque idéntico comportamiento presentan las

combinaciones de elementos de los grupos II y III con los de los grupos VI y V respectivamente (AsGa, PIn,

AsGaAl, TeCd, SeCd y SCd). 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.

Los semiconductores, en los que el salto de energía es pequeño, del orden de 1 eV, por lo que

suministrando energía pueden conducir la electricidad; pero además, su conductividad puede regularse,

puesto que bastará disminuir la energía aportada para que sea menor el número de electrones que salte a

la banda de conducción; cosa que no puede hacerse con los metales, cuya conductividad es constante, o

mas propiamente, poco variable con la temperatura.

TIPOS Y CARACTERISTICAS:

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.

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 (en este caso negativas o electrones).Cuando el material dopante es añadido, éste 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. El propósito del dopaje

tipo n es el de producir abundancia de electrones portadores en el material.

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 el material dopante es añadido, éste libera los

electrones más débilmente vinculados de los átomos del semiconductor. Este agente dopante es también

conocido como material aceptor y los átomos del semiconductor que han perdido un electrón son

conocidos como huecos. El propósito del dopaje tipo P es el de crear abundancia de huecos.

Unión Pn. Barrera De Potencial. Diodo

Supongamos que se dispone de un monocristal de silicio puro, dividido en dos zonas con una frontera

nítida, definida por un plano. Una zona se dopa con impurezas de tipo P y la otra de tipo N La zona P tiene

un exceso de huecos, y se obtiene introduciendo átomos del grupo III en la red cristalina La zona N dispone

de electrones en exceso, procedentes de átomos del grupo V. En ambos casos se tienen también

portadores de signo contrario, aunque en una concentración varios órdenes de magnitud inferior

(portadores minoritarios).

En cada zona la carga total es neutra: por cada electrón hay un ion positivo, y por cada hueco un ion

negativo, es decir, no existen distribuciones de carga neta, ni campos eléctricos internos

El efecto es que los electrones y los huecos cercanos a la unión de las dos zonas la cruzan y se instalan en

la zona contraria, es decir:

contaminantes: Las sustancias contaminantes pueden ser de naturaleza física, biológica o química y

pueden aparecer en todos los estados físicos (sólido, líquido o gaseoso).

Contaminantes

físicos

Contaminantes

biológicos

Contaminantes

químicos

Los contaminantes físicos son caracterizados por un intercambio de energía entre persona y ambiente en

una dimensión y/o velocidad tan alta que el organismo no es capaz de soportarlo.

Por varios razones el contaminante físico que mas que otros esta relacionado con la geología ambiental es

la radiactividad (natural o artificial).

La radioactividad natural puede generar problemas ambientales por ejemplo en la cercanía de yacimientos

de Uranio (y otros

minerales radioactivos).

Las distintas aplicaciones de sustancias radioactivas en ciencia, técnica y en la producción de energía y

también el uso militar

generan cantidades considerables de deshechos radioactivos.

La búsqueda y la habilitación de lugares seguros para el almacenamiento definitivo de este tipo de

deshecho es una problema

para cada país que utiliza sustancias radioactivas para fines civiles o militares.

El aspecto geológico de la solución de este problema forma parte de la geología ambiental.

(Para obtener mas información al tema véase el capitulo: basurales y vertederos.)

Contaminantes biológicos

En general: todos los agentes representados por organismos vivos (la mayoría suelen que ser

microorganismos como bacterias, virus, hongos etcétera).

Se puede imaginar por ejemplo la existencia de un microclima dentro de una mina subterránea que

favorece el crecimiento de hongos.

Falta de higiene alrededor de una mina / plata puede favorecer la presencia de parásitos o otros

portadores de enfermedades como ratas - seguramente un problema mas frecuente en la minería

artesanal que en la gran minería).

Contaminantes químicos

Los agentes químicos representan seguramente el grupo de contaminantes más importante - debido a su

gran número y a la omnipresencia en todos los campos laborales y en el medio ambiente.

Como contaminantes químicos se puede entender toda sustancia orgánica e inorgánica, natural o sintética

que tiene probabilidades de lesionar la salud de las personas en alguna forma o causar otro efecto

negativo en el medio ambiente.

Los agentes químicos pueden aparecer en todos los estados físicos.

Electrones y huecos P

En un semiconductor intrínseco como el silicio a temperatura por encima del cero absoluto, habrá algunos

electrones que serán excitados, cruzarán labanda prohibida y entrando en la banda de conducción, podrán

producir corriente. Cuando el electrón del silicio puro atraviesa la banda prohibida, deja tras de sí un

puesto vacante de electrones o "hueco" en la estructura cristalina del silicio normal. Bajo la influencia de

una tensión externa, tanto el electrón como el hueco se pueden mover a través del material. En un

semiconductortipo n, el dopante contribuye con electrones extras, aumentando drásticamente la

conductividad. En un semiconductor tipo p, el dopante produce vacantes adicionales o huecos, que

también aumentan la conductividad. Sin embargo, el comportamiento de la unión p-n es la clave para la

enorme variedad de dispositivos electrónicos de estado sólido.

Componentes mayoritarios y minoritarios

Cuando existe corriente dentro de un material hemos visto que es debida a electrones moviéndose hacia

un lado y a huecos desplazándose en sentido contrario. Pero las cantidades de unos y otros no tienen por

qué ser iguales ni parecidas, esto depende del material por el que circule la corriente. Llamamos

portadores mayoritarios a quien contribuya al paso de la corriente en mayor medida y, obviamente, los

minoritarios serán aquellos que lo hagan en menor medida.

Si tenemos un material tipo N por el que circula corriente, los portadores mayoritarios serán los electrones

que le sobran por el dopaje junto con los electrones que saltan debido al calor y los portadores

minoritarios serán los huecos producidos al marcharse los electrones de su sitio. Por el contrario, en un

semiconductor tipo P los portadores mayoritarios serán los huecos que tiene en exceso por el dopaje más

los huecos que se producen por efecto del calor, mientras que los portadores minoritarios serán los

electrones que han saltado de su sitio.

Polarización directa e inversa

Existen dos formas de conectar una batería a una unión P-N. Primero conectar el borne positivo de la

batería con el material tipo P y el borne negativo con el material tipo N y la otra conectar el borne positivo

con el material tipo N y el borne negativo con el tipo P. A la primera de ellas se la denomina polarización

directa y a la segunda polarización inversa. Veamos qué ocurre en cada una de ellas. Al polarizar

directamente una unión P-N el polo negativo de la batería está inyectando electrones al material N,

mientras que el polo positivo recibe electrones del lado P creándose así una corriente eléctrica. Con esta

batería hemos conseguido vencer el obstáculo que se había creado debido a la barrera de potencial

existente entre ambos materiales. De nuevo los electrones y los huecos pueden pasar libremente a través

de la frontera.

Sin embargo, al polarizar inversamente una unión P-N no se crea una corriente en sentido opuesto sino

que, curiosamente, no hay corriente alguna. Esto es por que los huecos libres del tipo P se recombinan con

los electrones que proceden del polo negativo de la batería, y los electrones libres del tipo N son

absorbidos por ésta, alejándose tanto huecos como electrones de la unión,en vez de vencer nuestra

barrera de potencial ésta se ha hecho más grande y no existe corriente; aunque, para ser exactos, sí existe

una corriente y esta es la producida por los portadores minoritarios, pero es demasiado pequeña e

inapreciable.