Unidad 3 Propiedades de Los Materiales 3
Unidad 3 Propiedades de Los Materiales 3
Unidad 3 Propiedades de Los Materiales 3
La
conductividad
elctrica
V
R
la
del material
R= p
L
A
resistencia
Si
L aumenta
A aumenta
Entonces
R aumenta
R disminuye
depende de la geometra y
Resistividad VS Conductividad
La resistividad es una propiedad sensible a la microestructura.
o=
l
P
R= p
Combinando
i=
V
R
l
V
=o
A
L
J =oE
L L
=
A oA
Donde
l
A
V
L
Potencia elctrica
Es la cantidad de energa entregada o absorbida por un elemento en un tiempo
determinado. La unidad en el SI es el vatio o watt.
Potencia en corriente continua
Cuando se trata de corriente continua (CC) la potencia elctrica desarrollada en un
cierto instante por un dispositivo de dos terminales, es el producto de la diferencia
de potencial entre dichos terminales y la intensidad de corriente que pasa a travs
del dispositivo. Por esta razn la potencia es proporcional a la corriente y a la
tensin. Esto es:
dw
dq
dw dq
P= =
=VI
dt
dt
Donde:
en voltios,
se expresa en amperios y
I , V
P .
P=RI 2=
V
R
Conduccin en Polmeros
Los polmeros tienen una estructura de banda con una gran brecha de energa, lo
cual indica que su conductividad elctrica es bien baja. Esto se debe a que los
electrones de valencia en estos tupos de materiales toman parte en enlaces
covalentes. Los polmeros por ello se utilizan en aplicaciones en los cuales se
requieren aislamiento elctrico para evitar cortocircuitos y descargas. Los
polmeros en pocas palabras consisten en un buen material dielctrico. No
obstante debido a la baja conductividad, en muchos casos suelen acumular
electricidad esttica y crean campos electroestticos que producen daos a los
materiales que aslan debido a las pequeas descargas contrarias que llegan a
causar.
Conductividad en los cermicos: Propiedades dielctricas
La mayora de los materiales cermicos no son conductores de cargas mviles,
por lo que no son conductores de electricidad. Cuando son combinados con
fuerza, permite usarlos en la generacin de energa y transmisin. No as una
subcategora del comportamiento elctrico aislante de los cermicos la propiedad
dielctrica. Un buen material dielctrico es aquel que es capaz de mantener el
campo magntico a travs de l y sin inducir prdida de energa. Los materiales
cermicos es usada para la prdida progresiva de di electricidad de alta
frecuencia, usada en aplicaciones como microondas y radio transmisores. A partir
de esto, los materiales dielctricos o aislantes se emplean en los condensadores
para separar fsicamente sus placas y para incrementar su capacidad al disminuir
el campo elctrico y por tanto, la diferencia de potencial entre las mismas.
Teora de superconductividad: Materiales metlicos y cermicos
Al reducir paulatinamente la temperatura de un material cerca del cero absoluto,
las vibraciones entre los tomos disminuyen gradualmente hasta ser un valor nulo.
presentes son el Itrio, Bario y Cobre. Las perovskitas como material cermico,
comparten muchas propiedades con otros cermicos
Polarizacin y piezoelectricidad: Metales semiconductores y cermicos
Es importante explicar que cuando uno aplica un campo magntico a un metal
semiconductor o un cermico, se genera la formacin y el movimiento de dipolos
contenidos en un material. Estos dipolos son tomos o grupos de tomos que
tienen carga desequilibrada, no as en el caso a de la aplicacin de un campo
elctrico dichos dipolos se alinean causando una polarizacin. La polarizacin
ocurre cuando un lado de este tomo o molcula se hace ligeramente ms positivo
o negativo que el lado opuesto, es decir, se crean dipolos debidos al campo
elctrico. Existen cuatro mecanismos de polarizacin:
pequeo y temporal.
Polarizacin inica: Los enlaces inicos tienden a deformarse elsticamente
cuando se colocan en un campo elctrico debido a las fuerzas que actan
sobre los tomos a ms de las de enlaces. En consecuencia la carga se
redistribuye dentro del material microscpicamente. Los cationes y aniones
se acercan o se alejan dependiendo de la direccin de campo causando
Propiedades Magnticas
Ferromagnetismo
El ferromagnetismo es el ordenamiento
magntico
de
todos
los
momentos
sentido.
Un
material
estn
fuertemente
acoplados
entre
s,
el
fenmeno
ser
materiales. Las
propiedades
cambios
cuando
la
temperatura vara, por lo que los efectos trmicos sobre estas propiedades
debern tenerse en cuenta siempre a la hora de dimensionar o seleccionar el
material idneo.
En efecto, cuando un slido recibe energa en forma de calor, el material absorbe
calor, lo transmite y se expande. Estos tres fenmenos dependen respectivamente
de tres propiedades caractersticas del material: la capacidad calorfica o su
equivalente calor especfico, de su conductividad trmica y de sucoeficiente de
dilatacin. Analizaremos por separado cada uno de ellos.
Capacidad calrica y calor especfico
Se define la capacidad calorfica o capacidad trmica molar como la energa
necesaria para hacer variar en 1 K la temperatura de un mol de material. En los
slidos se trabaja usualmente con el valor Cp, definido como al capacidad
calorfica
presin
constante.
Conductividad trmica
intercambiadores,
pantallas
aislantes,
etc.
A la vista de estas energas, se podra pensar que una sustancia se oxidara tanto
ms rpidamente cuanto mayor fuese la energa liberada en el proceso; sin
embargo, esto no sucede as en la realidad.
Corrosin
Cuando la oxidacin de un material
concreto se produce en un ambiente
hmedo
sustancias
en
presencia
agresivas,
se
de
otras
denomina
para
la
calidad
de
la
madera.
leoso.
como
consecuencia
un
fcil
pulpaje.
que
aumenta
la
valencia
el
peso
atmico.
con
mucha
energa
con
viva
incandescencia.
oxidados naturalmente.
No reaccionan con cidos.
Fenmeno en el cual los elementos combinados tienen una mayor afinidad
con algn elemento del medio que lo rodea, que con los elementos del
mismo polmero.
Fenmeno en el cual fluidos, lquidos y gases, puedan pasar a travs de los
Sensible A
Algodn
cido sulfrico.
Cuproamoniacal al 80%
Resistente A
Disolventes, Alcalis, cidos
diluidos.
Lana
Celulosa
Acrlico
Poliamida
Polister
Antioxidantes.
Polietileno
Hidrocarburos clorados
caliente.
Polipropileno
de
formacin.
areniscas y el gneis.
Al grupo de los silicatos pertenecen los feldespatos de sus distintas
variantes, potsico y clcico.
y la dolomia.
Finalmente, el grupo de los sulfatos, tenemos el algez o sulfato clcico
hidratado, que es el mineral esencial del yeso.
mecnica
de
sufrir
cuando
de
ciertos
deformaciones
se
encuentran
Es
decir
es
una
deformacin
cuando
se
encuentra
con
facilidad.
Aunque
de
fracturarse
con
escasa
presentan
los
materiales
de
INGENIERIA INDUSTRIAL
2 SEMESTRE
UNIDAD 3
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES