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Propiedades eléctricas de los materiales

1.  Introducción

Propiedades eléctricas (Nos indican la resistencia que presentan al paso de corriente

eléctrica cuando se les somete a una diferencia de potencial).La resistencia eléctrica de un

material conductor depende, entre otros factores de su naturaleza, es decir de la presencia

de electrones móviles en los átomos y de su grado de movilidad ante la acción de un

campo eléctrico. sta propiedad, espec!fica de cada sustancia, se denomina resistividad.

2.  Los portadores eléctricos y el enlace atómico" La carga eléctrica (y su movimiento) es la responsa#le de las propiedades

eléctricas de un material" $ipos de cargas eléctricas móviles en un material% electrones, &uecos (espacios

de'ados por los electrones) e iones" $ipos de enlaces segn los materiales%  *etálico% los electrones están compartidos por todos los ncleos atómicos

del material (nu#e electrónica). +acilidad de movimiento.  ovalente% los electrones están compartidos por un par de átomos. -lto

grado de localización electrónica y gran dificultad de movimiento por el

material.  ónico% iones positivos y negativos forman el material mediante fuertes

interacciones electrostáticas, por tanto, los electrones tienen una gran

dificultad de movimiento por el material.3.  Clasificación de los materiales

a) Materiales conductoresn los metales, los electrones más ale'ados de los ncleos adquieren li#ertad de

movimiento en el interior del sólido.stas part!culas se denominan electrones li#res y son el ve&!culo mediante el

cual se transporta carga eléctrica. stos son los materiales conductores/ siendo

los más usados en sistemas electrónicos el u, -l, -g.0ólo la carga negativa se puede mover. La carga positiva es inmóvil/ por lo que

nicamente los electrones li#res son los responsa#les del transporte de carga. - temperaturas cercanas al cero a#soluto, ciertos metales adquieren una

conductividad infinita, es decir, la resistencia al flu'o de cargas se &ade cero. 0e

trata de superconductores.b) Materiales aislantes

n contrapartida a los conductores, e1isten materiales en los cuales los

electrones están firmemente unidos a sus respectivos átomos. n consecuencia,

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estos materiales no poseen electrones li#es y no será posi#le el desplazamiento

de carga a través de ellos.stos materiales son denominados aislantes o dieléctricos. l vidrio, el cauc&o o

el plástico son e'emplos t!picos.c)Materiales semiconductores

ntre los #uenos conductores y los dieléctricos e1isten mltiples situacionesintermedias. ntre ellas destacan los materiales semiconductores por su

importancia en la fa#ricación de dispositivos electrónicos que son la #ase de la

actual revolución tecnológica. l 2e y el 0i son e'emplos t!picos.n condiciones ordinarias se comportan como dieléctricos, pero sus

propiedades conductoras pueden ser alteradas con cierta facilidad me'orando su

conductividad en forma prodigiosa, ya sea mediante peque3os cam#ios en su

composición, sometiéndolos a temperaturas elevadas o intensa iluminación.

4. Modelo microscópico de la conducción eléctrica

a) n su movimiento por el material, las cargas eléctricas colisionan con su entorno%a. 4ed de ncleos atómicos y sus vi#raciones (dependientes de la temperatura)#. mperfecciones de la red de ncleos% defectos puntuales (impurezas,

vacantes), defectos de l!nea (dislocaciones) y defectos de superficie

(fronteras de grano, l!mites de la muestra, maclas,5)c. 4esto de las cargas eléctricas

#) Las colisiones se resisten al movimiento li#re de la carga eléctrica y limitan su

velocidad &asta cierto valor má1imo, vmc) l tipo y nmero de colisiones depende, por tanto, de la estructura cristalina del

material y de la temperatura. Propiedad intr!nseca del material, resistividad 

eléctrica, r.. Conducti!idad eléctrica en los diferentes materiales

a) Conducti!idad en los metalesLa estructura electrónica de los átomos metálicos se caracteriza por la

e1istencia de pocos electrones en su capa e1terna, por lo que se requiere

escasa energ!a para que los pierdan y adopten la estructura esta#le en forma de

cationes. -demás, en una masa metálica, los electrones de valencia fluctua a

otro átomo formando la denominada 6nu#e electrónica7, de algn modo

compartida por todos los átomos del metal. -s! muc&os son empleados en &acer 

ca#les, etc5b) La conducti!idad eléctrica en cer"micos

onducción en materiales iónicos (cerámicos)

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  *edio alternativo de transporte de carga eléctrica% difusión o movimiento de

iones.  La movilidad de los iones es varios órdenes de magnitud menor que la de los

electrones% mi89q:;<$  onductividad eléctrica iónica es muy peque3a% si8n9qmi

  Las impurezas y vacantes aumentan la conductividad iónica.a) Las impure#as pueden también difundirse y ayudar al

mo!imiento de los iones $o de la corriente eléctrica).b) Las !acantes son necesarias para la difusión substitucional de

los iones.  l aumento de la temperatura favorece la difusión y, por tanto, la

conductividad iónica.

  c) Conducción en pol%meros

=a#itualmente son materiales aislantes, p.e'. los plásticos

*étodos para la reducción de la resistividad eléctrica en un pol!mero%  -dición de compuestos iónicos, precipitados o impurezas en la matriz

polimérica%a) Los iones migran a la superficie del pol!mero, atraen la &umedad y

ésta disipa la electricidad estática (materiales protectores para las

descargas eléctricas).#) Pol!meros con fi#ras de car#ono recu#iertas de n!quel ; Pol!meros con

una mezcla &!#rida de fi#ras metálicas y de car#ono, vidrio o

aramidas% materiales con elevada rigidez y conductividad eléctrica,

materiales de protección contra la radiación electromagnética.  +a#ricación de pol!meros con una #uena conductividad eléctrica in&erente%

a) :opado de pol!meros con impurezas con e1ceso;defecto de

electrones% la carga eléctrica se desplaza saltando de un átomo a otro

de la cadena.#) Proceso de ligadura cruzada de las cadenas poliméricas% la carga

eléctrica se mueve fácilmente de una cadena a otra.

La conducción eléctrica en los semiconductores intr!nsecos, 0i y 2e

>n aporte de energ!a térmica o una diferencia de potencial e1terna son suficiente

para que un nmero ne de electrones de la #anda de valencia salte el peque3o gap

semiconductor y llegue a la #anda de conducción.n la #anda de valencia se formará (o quedará) un nmero idéntico de &uecos n&

en esta situación, la carga eléctrica es transportada por los ne electrones (corriente

eléctrica negativa) y los n& &uecos (corriente eléctrica positiva)

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La conductividad eléctrica será%   s=neqme+nhqmh=nq(me+mh)

d) &uperconductoresLa resistividad se &ace nula y la corriente fluye por el cristal sin oposición durante

un tiempo indefinido ($iene muc&as aplicaciones médicas).l cam#io de conducción

normal a superconductor se produce a $c ($emperatura de urie) relacionada con

caracter!sticas magnéticas de dic&o material.'.  Polari#ación y constante dieléctrica

Polari#aciónn un material dieléctrico, los electrones están fuertemente ligados a sus

respectivos ncleos atómicos sin poder a#andonar sus posiciones de equili#rio. -l aplicar un campo eléctrico e1terno, cada átomo del dieléctrico se distorsiona

levemente% su nu#e electrónica se desplaza una distancia muy peque3a respecto a

su posición inicial, igual que su ncleo de carga positiva lo &ace en sentido

contrario. -plicación%  ualquier material o asociación de materiales metálicos puede acumular 

carga eléctrica en sus superficies. ondensador.  La inclusión de un material dieléctrico aumenta el nivel de carga almacenado

en el condensador e impide su descarga (alta resistencia dieléctrica y

eléctrica). –  -sociación de materiales metálicos separados por un dieléctrico%

condensador dieléctrico.  -plicaciones% almacén de carga o energ!a,

atenuador de oscilaciones eléctricas en la red...(.  Pie#oelectricidad

Propiedad de algunos materiales dieléctricos #asada en la estrec&a relación ente su

estructura cristalina y la polarización.a. -l aplicar una diferencia de potencial, el material se polariza, sus átomos y

moléculas se distorsionan y el material en su con'unto cam#ia de tama3o%

electrostricción#. -l aplicar una presión so#re el material dieléctrico, éste se contrae, sus

átomos y moléculas cam#ian de tama3o y se forman dipolos eléctricos. sta

polarización produce, a su vez, una diferencia de potencial entre los

e1tremos del material% piezoelectricidad 8. Bibliografía

WEB:https://prezi.com/pn!mhg"#$%m/cond!ctividad&de&los&metales&calor&'&electricidad&

'&brillo&metalico/ (((.!clm.es/profesorado/maarranz/)oc!mentos/ *ateriales +,. pdf 

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http://personales.!pv.es/0ogomez/trans/tema1.pdf 

http://aprendeenlinea.!dea.ed!.co/lms/moodle/mod/(i2i/vie(.php-

id34315page6emicond!ctores5gid15!id1 

https://docs.google.com/doc!ment/edit-id%0*7"6f9h)9o%g4#!ze2si9%ldoB;,0(gB8<1m=E5hles5pli%

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