Conductores electricos
Páginas: 14 (3308 palabras)
Publicado: 9 de febrero de 2011
INTRODUCCIÓN TEÓRICA SOBRE LOS CONDUCTORES
Vamos a definir estos materiales a partir de la teoría de bandas. Efectivamente, una forma de representar las bandas permitidas y prohibidas sobre el plano, consiste en mostrar estas regiones referidas a un sistema de ejes x-y, tomando valores de energías en eV sobre el eje de ordenadas y distancias interatómicas sobre el de abscisas.
La regióncomprendida entre las bandas de energías permitidas, se denomina banda prohibida BP por no existir en ella, ningún estado cuántico posible.
En esta representación, a la banda de energía más baja se la denomina banda de valencia B.V y se denomina así por tener tantos estados como electrones de valencia. Cuando está totalmente llena, adopta dicha denominación.
A la banda superior se la denominabanda de conducción BC, por no existir en ella estados cuánticos posibles que pueden ser ocupados por electrones procedentes de niveles inferiores, apareciendo de esta forma el fenómeno de conductividad eléctrica, en el sólido.
Establecido el concepto de banda de energía y habiendo encontrado un modelo gráfico para su representación, estamos en condiciones de definir, apoyándonos en una basecientífica más coherente que en el caso de otras teorías, los materiales conductores, semiconductores y aislantes, de igual modo se puede justificar porqué unos tienen esas propiedades más acentuadas que otros.
La diferencia fundamental entre los conductores, los semiconductores y los materiales aislantes se debe fundamentalmente a dos factores:
Anchura de la banda prohibida o intervalo deenergía prohibida (Gap), de valor Eg.
Existencia de estados cuánticos posibles en la banda de conducción(nuevos niveles discretos, solape de banda, etc.).
El primer factor Eg, depende en principio de la distancia interatómica que se considere. De cualquier manera, la función Eg=f(x) no es lineal, necesariamente.
En cuanto a la existencia de estados cuánticos posibles, no olvidemos quetodo el análisis sobre la teoría de banda, depende de una función de onda ligada a una determinada probabilidad.
Así pues, los materiales conductores son aquellos que, presentan una estructura de bandas con un intervalo Eg, prácticamente inexistente y una banda de conducción con una elevada concentración de estados cuánticos posibles (banda vacía o parcialmente vacía). En algunos casos, lasbandas de energía se solapan, dando lugar a un gran número de estados cuánticos posibles, para ser ocupados por los electrones, lo cuál supone para ellos unas elevada conductividad. Así, en el caso del aluminio, su estructura de bandas sin este solape, sería más propia de un aislante que de un excelente conductor.
En conclusión pues, podemos decir que un material conductor eléctrico, es aquel quetransmite o conduce electricidad.
PROPIEDADES DE LOS CONDUCTORES
Para la buena elección de un material conductor, hemos de conocer, en muchas ocasiones, sus propiedades:
Propiedades eléctricas: conductividad, movilidad de las cargas, resistividad, resistencia.
Propiedades mecánicas: límites elástico en (d a N/mm2 " Kg. f/mm2 (Re)), carga de rotura en d a N/mm2-R, alargamiento (%)(A),resiliencia en d a J/cm2 (K), dureza(H), resistencia al desgaste , etc.
Propiedades físicas: densidad, homogeneidad, conductividad térmica.
Propiedades químicas: resistencia a los agentes químicos y sobretodo a la oxidación.
Propiedades metalúrgicas: temperatura de fusión, fluidez, soldabilidad.
Propiedades comerciales: precio de venta, facilidad de aprovisionamiento, facilidad de transporte.Hasta aquí hemos establecido las bases teóricas que nos han permitido definir cualitativamente los materiales conductores, ahora bien, dentro de cada grupo de materiales, las propiedades eléctricas, térmicas, mecánicas, etc. son diferentes, por lo que resulta necesario valorarlas por medio de magnitudes físicas adecuadas homologables y de aplicación inmediata al diseño.
En el caso que...
Vamos a definir estos materiales a partir de la teoría de bandas. Efectivamente, una forma de representar las bandas permitidas y prohibidas sobre el plano, consiste en mostrar estas regiones referidas a un sistema de ejes x-y, tomando valores de energías en eV sobre el eje de ordenadas y distancias interatómicas sobre el de abscisas.
La regióncomprendida entre las bandas de energías permitidas, se denomina banda prohibida BP por no existir en ella, ningún estado cuántico posible.
En esta representación, a la banda de energía más baja se la denomina banda de valencia B.V y se denomina así por tener tantos estados como electrones de valencia. Cuando está totalmente llena, adopta dicha denominación.
A la banda superior se la denominabanda de conducción BC, por no existir en ella estados cuánticos posibles que pueden ser ocupados por electrones procedentes de niveles inferiores, apareciendo de esta forma el fenómeno de conductividad eléctrica, en el sólido.
Establecido el concepto de banda de energía y habiendo encontrado un modelo gráfico para su representación, estamos en condiciones de definir, apoyándonos en una basecientífica más coherente que en el caso de otras teorías, los materiales conductores, semiconductores y aislantes, de igual modo se puede justificar porqué unos tienen esas propiedades más acentuadas que otros.
La diferencia fundamental entre los conductores, los semiconductores y los materiales aislantes se debe fundamentalmente a dos factores:
Anchura de la banda prohibida o intervalo deenergía prohibida (Gap), de valor Eg.
Existencia de estados cuánticos posibles en la banda de conducción(nuevos niveles discretos, solape de banda, etc.).
El primer factor Eg, depende en principio de la distancia interatómica que se considere. De cualquier manera, la función Eg=f(x) no es lineal, necesariamente.
En cuanto a la existencia de estados cuánticos posibles, no olvidemos quetodo el análisis sobre la teoría de banda, depende de una función de onda ligada a una determinada probabilidad.
Así pues, los materiales conductores son aquellos que, presentan una estructura de bandas con un intervalo Eg, prácticamente inexistente y una banda de conducción con una elevada concentración de estados cuánticos posibles (banda vacía o parcialmente vacía). En algunos casos, lasbandas de energía se solapan, dando lugar a un gran número de estados cuánticos posibles, para ser ocupados por los electrones, lo cuál supone para ellos unas elevada conductividad. Así, en el caso del aluminio, su estructura de bandas sin este solape, sería más propia de un aislante que de un excelente conductor.
En conclusión pues, podemos decir que un material conductor eléctrico, es aquel quetransmite o conduce electricidad.
PROPIEDADES DE LOS CONDUCTORES
Para la buena elección de un material conductor, hemos de conocer, en muchas ocasiones, sus propiedades:
Propiedades eléctricas: conductividad, movilidad de las cargas, resistividad, resistencia.
Propiedades mecánicas: límites elástico en (d a N/mm2 " Kg. f/mm2 (Re)), carga de rotura en d a N/mm2-R, alargamiento (%)(A),resiliencia en d a J/cm2 (K), dureza(H), resistencia al desgaste , etc.
Propiedades físicas: densidad, homogeneidad, conductividad térmica.
Propiedades químicas: resistencia a los agentes químicos y sobretodo a la oxidación.
Propiedades metalúrgicas: temperatura de fusión, fluidez, soldabilidad.
Propiedades comerciales: precio de venta, facilidad de aprovisionamiento, facilidad de transporte.Hasta aquí hemos establecido las bases teóricas que nos han permitido definir cualitativamente los materiales conductores, ahora bien, dentro de cada grupo de materiales, las propiedades eléctricas, térmicas, mecánicas, etc. son diferentes, por lo que resulta necesario valorarlas por medio de magnitudes físicas adecuadas homologables y de aplicación inmediata al diseño.
En el caso que...
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