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Como Aislantes Eléctricos, Dependiendo de Las Condiciones Físicas en Que Se
Como Aislantes Eléctricos, Dependiendo de Las Condiciones Físicas en Que Se
Como Aislantes Eléctricos, Dependiendo de Las Condiciones Físicas en Que Se
Los semiconductores están compuestos por elementos químicos muy variados entre sí,
que de hecho provienen de regiones distintas de la Tabla Periódica, pero que
comparten ciertos rasgos químicos (generalmente son tetravalentes), que les
confieren sus particulares propiedades eléctricas. En la actualidad, el semiconductor
más empleado es el silicio (Si), particularmente en la industria electrónica y de
la computación.
Junto con los materiales aislantes, los semiconductores fueron descubiertos en 1727
por el físico y naturalista inglés Stephen Gray (1666-1736), pero las leyes que
describen sus comportamientos y propiedades fueron descritas mucho después, en
1821, por el célebre físico alemán Georg Simon Ohm (1789-1854).
• Transistores
• Circuitos integrados
• Diodos eléctricos
• Sensores ópticos
• Láseres de estado sólido
• Moduladores de transmisión eléctrica (como un amplificador de guitarra
eléctrica)
Tipos de semiconductores
Los semiconductores pueden ser de dos tipos distintos, dependiendo de su respuesta
al entorno físico en que se encuentren:
Semiconductores intrínsecos
Están conformados por un único tipo de átomos, dispuestos en moléculas tetraédricas
(o sea, de cuatro átomos con valencia de 4) y sus átomos unidos por enlaces
covalentes.
Semiconductores extrínsecos
• Silicio (Si)
• Germanio (Ge), a menudo en aleaciones de silicio
• Arseniuro de Galio (GaAs)
• Azufre
• Oxígeno
• Cadmio
• Selenio
• Indio
• Otros materiales químicos resultantes de la combinación de elementos de
los grupos 12 y 13 de la tabla periódica, con elementos de los grupos 16 y
15 respectivamente.
Materiales conductores
A diferencia de los semiconductores, cuyas propiedades de conducción eléctrica
varían, los materiales conductores se muestran siempre dispuestos a transmitir
la electricidad, debido a la configuración electrónica de sus átomos. Dicha
conductividad puede oscilar y verse afectada en cierto grado por el estado físico del
entorno ya que la conductividad eléctrica no es absoluta.
Materiales aislantes
Por último, los materiales aislantes son aquellos que se resisten a la conducción de la
electricidad, o sea, que impiden el paso de los electrones y son útiles, por lo tanto,
para protegerse de la electricidad, para impedir que siga un curso libre, o que se
produzcan cortocircuitos. Los aislantes tampoco aíslan de manera cien por ciento
eficiente, Poseen un límite (tensión de ruptura) a partir del cual la energía es tan
intensa que no pueden mantener su condición de aislantes y, por lo tanto, transmiten
la corriente eléctrica, al menos en cierto grado.
• El vidrio
• El papel
• El teflón
• La madera
• La cerámica
• La goma (caucho)
• Los plásticos y polímeros orgánicos
Materiales conductores
A diferencia de los aislantes, los materiales conductores son aquellos más propicios
para la transmisión de cargas eléctricas, dadas las propiedades químicas de sus
átomos.
Materiales semiconductores
Por su parte, los semiconductores son materiales capaces de conducir o resistir la
electricidad, dependiendo de las condiciones físicas en que se encuentren
(generalmente la temperatura ambiental, la presión, la radiación incidente y/o la
naturaleza del campo eléctrico o magnético al que estén sometidos).
Estos materiales pueden ser muy diversos y distintos entre sí, pero actúan en distinto
grado como conductores y aislantes al mismo tiempo. Son ejemplos de materiales
semiconductores: el silicio (Si), el germanio (Ge), el azufre (S), el cadmio (Cd) y algunos
otros elementos de la tabla periódica.
Carga eléctrica
¿Qué es una carga eléctrica?
En física, se llama carga eléctrica a una propiedad de la materia que está presente en
las partículas subatómicas y se evidencia por fuerzas de atracción o de repulsión entre
ellas, a través de campos electromagnéticos.
Sin embargo, la materia puede cargarse eléctricamente, es decir, puede ganar o perder
carga, y así quedar cargada en forma negativa o positiva. La materia cargada genera
un campo eléctrico, un campo de fuerzas eléctricas. La fuerza electromagnética es una
de las cuatro interacciones fundamentales de la naturaleza.
Las cargas eléctricas interactúan entre sí de acuerdo a su tipo: pueden ser positivas o
negativas, como las llamó Benjamín Franklin. Estas denominaciones son arbitrarias, es
decir, no hay nada que distinga a la positiva de la negativa, pero se las piensa igual que
a un dipolo magnético, como una batería, que posee un polo positivo (o norte) y un
polo negativo (o sur).
La positiva se denota con el signo + y la negativa con el signo -, convencionalmente. Las
cargas eléctricas de signos iguales se repelen. Las cargas eléctricas de signos
opuestos se atraen.
Ley de Coulomb
La Ley de Coulomb o Principio Fundamental de la Electrostática rige la magnitud de las
fuerzas de atracción o de repulsión entre dos cargas eléctricas determinadas, sin
importar el signo de su carga (obviamente, si son del mismo signo será una fuerza de
repulsión, y si son de signo opuesto será una fuerza de atracción).
Según esta ley, dicha fuerza es proporcional al producto del valor de las cargas, e
inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Esto se expresa
matemáticamente de la siguiente forma:
F = K . [ (Q1 x Q2) / r2 ]
Donde:
• F es la fuerza eléctrica.
• Q son las cargas.
• r es la distancia que las separa.
• K es una constante de proporcionalidad definida como 9.109 N.m2/C2.