Actividad 3 :Aislantes, Conductores y Semiconductores

AISLANTES

El aislante es un material que repele o hace contraste con algo conductivo .

Presenta una resistencia al paso de la corriente electrica que alcanza de 2,5 x 1024 veces mayor que la de los mejores conductores electricos como lo son la plata y el cobre.

Aislantes solidos:

En los sistemas de aislación de transformadores destacan las cintas sintèticas PET (tereftalato de polietileno), PEN (naftalato de polietileno) y PPS (sulfido de polifenileno) que se utiliza para envolver los conductores magnèticos de los bobinados. Tienen excelentes propiedades dielèctricasy buena adherencia sobre los alambres magnèticos.

Un buen aislante entre vueltas de las bobinas de transformadores es el cartón prensado o pressboard, el cual da forma a estructuras de aislación rígidas.

Aislantes líquidos:

Las propiedades físicas de los dielectricos líquidos como por ejemplo: peso específico, conductibilidad termica, calor específico, constante dielectrico, viscosidad, dependen de su naturaleza, es decir de la composición química, pero su regidez dielectrica, además está ligada a factores externos como por ejemplo: impureza en suspensión, en solución, humedad, etc., que, generalmente, reducen su valor, degradando la característica importante.

Los fluidos o líquidos dielectricos cumplen la doble función de aislar los bobinados en los transformadores y disipar el calor al interior de estos equipos.

- El líquidos dielectrico más empleado es el aceite mineral. El problema es que es altamente inflamable.

- Fluidos dielectricos sinteticos,(hidrocarburos) con alto punto de inflamación.

El líquido aislante sinterico más utilizado desde principios de la decada de 1930 hasta fines de los 70`s fue el Ascarel o PCB, que dejo de usarse por ser muy contaminante.

Entre los nuevos líquidos sinteticos destacan siliconas y los poly-alta-olefines. Tienen un alto costo, eso dificulta su masificación.

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 aceite y otros gases tienen elevadísima resistividad y están prácticamente exentos de perdidas dielectricas.

Es el que posee mas de 4 electrones en la capa de valencia.

CONDUCTORES

Es aquel cuerpo que puesto en contacto con un cuerpo cargado de elctricidad transmite èsta a todos los puntos de su superficie.

Estos tienden a ceder electrones a los àtomos con las que se enlazan, tienden a formar òxidos bàsicos, reaccionan con facilidad perdiendo electrones para formar iones positivos o condiciones.

Poseen menos de 4 electrones en la capa de valencia.

Estos se dividen en solidos, liquidos y gaseosos ; todos estos tienen diferentes propiedades

En los conductores solidos la corriente electrica es transportada por el movimiento de los electrones; y en disoluciones y gases lo hace por los iones.

Características Físicas:

-Estado solido a temperatura normal , excepto el mercurio que es lìquido.

-Opacidad ,excepto en capas muy finas.

-Buenos conductores electricos y tèrmicos

-Brillantes , una vez pulidos, y estructura cristalina en estado sòlido

-Dureza o resistencia a ser rayados

-Resistencia longitudinal o resistencia a la rotura

-Resistencia a la fatiga o capacidad de volver a su forma original despues de sufrir deformaciòn.

-Maleabilidad o posibilidad de cambiar de forma por la acciòn del martillo.

Características químicas:

-Valencias positivas . Tienden a ceder electrones a los atòmos con los que se enlazan

-Tienden a formar òxidos bàsicos.

-Energìa de ionizaciòn baja : reaccionan con facilidad perdiendo electrones para formar iones positivos o cationes.

Características elèctricas:

-Mucha resistencia al flujo de electricidad.

-La elevada conductividad elèctrica y tèrmica de los metales se explica asì por el paso de electrones a estas bandas con defecto de electrones , provocado por la absorciòn de energìa tèrmica.

Conductores lìquidos:

El agua , con sales como cloruros, sulfuros y carbonatos que actùan como agentes reductores (donantes de electrones), conduce la electricidad .

Conductores gaseosos:

Valencias negativas(se ioniza negativamente)

En los gases la condiciòn que implica el paso de una corriente se conoce como el fenòmeno de descarga o "ruptura" elèctrica del gas: paso de un comportamiento no conductor(baja corriente) a conductor.

*Tienden a adquirir electrones.

*Tienden a formar òxidos àcidos.

*Ejemplos: Nitrògeno,cloro,neòn(ionizados)

SEMICONDUCTOR

El semiconductor es una sustancia que se comporta como conductor o como aislante dependiendo de la temperatura del ambiente en el que se encuentre .

Tipos de semiconductores:

Semiconductores intrínsecos: Un cristal de silicio forma una estructura tetraedrica similar a la del carobono mediante enlaces covalentes entre sus átomos. Cuando el cristal se encuentra a temperatura ambiente, algunos electrones pueden, absorbiendo la energía necesaria, saltar a la banda de conducción, dejando el correspondiente hueco en la banda de valencia.

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.

Semiconductor tipo N: Se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado añadiendo un cierto tipo de átomos al semiconductor para poder aumentar el numero de portadores de carga libres (en este caso negativas o electrones)

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).

Siendo "n" la concentración de electrones (cargas negativas)y "p" la concentración de huecos (cargas positivas).

Posee 4 electrones de valencia.

Conclusiones:

• Un aislante es un metal que se resiste al flujo de carga.
• Un conductor es un material a travès del cual se transfiere fácilmente la carga.
• Un semiconductor es un material intermedio en su capacidad para transportar carga.
• Un semiconductor tipo N contiene impurezas donadoras y electrones libres.
• Un semiconductor tipo P está formado por átomos aceptores y por huecos faltantes de electrones.
• Los tipos de aislantes son dos: Electricos y Termicos.