Materiais condutores e illantes

materiais que conducen a electricidade

O materiais condutores e illantes clasifícanse segundo o seu comportamento con respecto á electricidade. Hai quen son capaces de conducir electricidade e outros que, pola contra, non poden facelo. Estes materiais teñen diferentes características e empréganse en distintos sectores da industria e do fogar.

Neste artigo imos contarche todo o que necesitas saber sobre materiais condutores e illantes e para que serve cada un deles.

Materiais condutores e illantes

materiais condutores e illantes

Os materiais pódense dividir en dúas grandes categorías: condutores e illantes. Sería máis correcto definilos como bos condutores e malos condutores, segundo cada material facilita ou dificulta a condución. Esta división afecta á condutividade térmica (é dicir, a transferencia de calor) ou á condutividade eléctrica (é dicir, o fluxo de corrente).

Que unha substancia conduza ou non a electricidade depende da facilidade coa que os electróns poidan atravesala. Os protóns non se moven porque, aínda que levan carga eléctrica, enlazan con outros protóns e neutróns do núcleo. Os electróns de valencia son como exoplanetas que orbitan estrelas. Son atraídos o suficiente para permanecer no lugar, pero Non sempre fai falla moita enerxía para sacalos de lugar.

Os metais perden e gañan facilmente electróns, polo que gobernan a lista de condutores. As moléculas orgánicas son principalmente illantes, en parte porque están unidas por enlaces covalentes (electróns comúns), pero tamén porque os enlaces de hidróxeno axudan a estabilizar moitas moléculas. A maioría dos materiais non son nin bos condutores nin bos illantes. Non conducen a electricidade facilmente, pero con enerxía suficiente, os electróns móvense.

Algúns materiais illantes atópanse en estado puro, pero compórtanse ou reaccionan se están dopados con pequenas cantidades doutro elemento ou se conteñen impurezas. Por exemplo, a maioría das cerámicas son excelentes illantes, pero se as modificas, podes obter supercondutores. A auga pura é un illante, pero a auga sucia é menos condutora, mentres que a auga salgada con ións que flotan libremente conduce ben.

Que é un material condutor?

materiais condutores e illantes

Os condutores son aqueles materiais que permiten que os electróns circulen libremente entre as partículas. Os obxectos feitos de materiais condutores permitirán a transferencia de carga por toda a superficie do obxecto. Se unha carga transfírese a un obxecto nun determinado lugar, distribúese rapidamente por toda a superficie do obxecto.

A distribución da carga é o resultado do movemento dos electróns. Os materiais condutores permiten que os electróns sexan transportados dunha partícula a outra porque un obxecto cargado sempre distribuirá a súa carga ata que se minimice a forza repulsiva global entre os electróns en exceso. Deste xeito, se un condutor cargado entra en contacto con outro obxecto, o condutor pode incluso transferir a súa carga a ese obxecto.

A transferencia de carga entre obxectos é máis probable que se produza se o segundo obxecto está feito de material condutor. Os condutores permiten a transferencia de carga mediante o libre movemento dos electróns.

Que é un material semicondutor?

metais

Entre os materiais condutores atopamos materiais que teñen a mesma función pero que tamén poden actuar como illantes, aínda que isto depende de varios factores. Estes factores son:

  • campo eléctrico
  • campo magnético
  • presión
  • radiación incidente
  • a temperatura do seu ambiente

Os materiais semicondutores máis utilizados son silicio, xermanio e só recentemente utilizouse xofre como material semicondutor.

Que é un material superconductor?

Este material é fascinante porque ten a capacidade inherente de que o material debe conducir a corrente eléctrica, pero nas condicións adecuadas, sen resistencia nin perda de enerxía.

En xeral, a resistividade dos condutores metálicos diminúe coa diminución da temperatura. Cando se alcanza unha temperatura crítica, a resistencia do supercondutor diminúe drasticamente, pero garante que a enerxía no seu interior continúe fluíndo, aínda que sen enerxía. Créase a supercondutividade.

Ocorre nunha gran variedade de materiais, incluíndo aliaxes simples como o estaño ou o aluminio que non presentan resistencia eléctrica, evitando así que o material entre no seu dominio. Que é o efecto Meissner, permite que o material sexa repelido, mantendo a flote.

Que é un material illante

A diferenza dos condutores, os illantes son materiais que impiden o libre fluxo de electróns de átomo a átomo e de molécula a molécula. Se a carga se transfire ao illante nun determinado lugar, o exceso de carga permanecerá no lugar orixinal da carga. As partículas illantes non permiten o libre fluxo de electróns, polo que a carga raramente se distribúe uniformemente sobre a superficie do material illante.

Aínda que os illantes non son útiles para transferencia de carga, xogan un papel vital en experimentos e demostracións electrostáticas. Os obxectos condutores adoitan estar montados sobre obxectos illantes. Esta disposición dos condutores sobre o illante evita a transferencia de carga do obxecto condutor ao seu contorno, evitando accidentes como curtocircuítos ou electrocución. Esta disposición permítenos manipular o obxecto condutor sen tocalo.

Así que podemos dicir que o material illante actúa como un asa para o condutor enriba da mesa de laboratorio móbil. Por exemplo, se se usa unha lata de refresco de aluminio para cargar os experimentos, a lata debe estar montada enriba do vaso de plástico. O vidro actúa como illante, evitando que a lata de refresco gote.

Exemplos de materiais condutores e illantes

Exemplos de materiais condutores inclúen os seguintes:

  • prata
  • cobre
  • ouro
  • aluminio
  • Ferro
  • aceiro
  • latón
  • bronce
  • Mercurio
  • grafito
  • auga de mar
  • formigón

Exemplos de materiais illantes inclúen os seguintes:

  • embarcacións
  • goma
  • petróleo
  • asfalto
  • fibra de vidro
  • porcelana
  • cerámica
  • cuarzo
  • algodón (seco)
  • papel (seco)
  • madeira seca)
  • o plástico
  • aire
  • diamantes
  • auga pura
  • borrador

A división dos materiais nas categorías de condutores e illantes é unha especie de división artificial. É máis apropiado colocar o material nalgún lugar do continuo.

Debe entenderse que non todos os materiais condutores teñen a mesma condutividade e non todos os illantes son igualmente resistentes ao movemento dos electróns. A condutividade é análoga á transparencia dalgúns materiais á luz.: Os materiais que "pasan" facilmente a luz chámanse "transparentes", mentres que os que non "pasan" facilmente denomínanse "opacos". Non obstante, non todos os materiais transparentes teñen a mesma condutividade óptica. O mesmo ocorre cos condutores eléctricos, algúns son mellores que outros.

Os de alta condutividade, coñecidos como supercondutores, colócanse nun extremo e os materiais de menor condutividade no outro extremo. Como podes ver arriba, o metal colocarase preto do extremo máis condutor, mentres o vaso colocarase no outro extremo do continuo. A condutividade dos metais pode ser un billón de billóns de veces a do vidro.

A temperatura tamén afecta á condutividade. A medida que aumenta a temperatura, os átomos e os electróns gañan enerxía. Algúns illantes, como o vidro, son malos condutores cando están fríos, pero aínda son bos condutores cando están quentes. A maioría dos metais son mellores condutores.. Permiten o arrefriamento e peor condutores cando están quentes. Atopáronse algúns bos condutores en supercondutores a moi baixas temperaturas.

Espero que con esta información poidas aprender máis sobre materiais condutores e illantes.


O contido do artigo adhírese aos nosos principios de ética editorial. Para informar dun erro faga clic en aquí.

Sexa o primeiro en opinar sobre

Deixa o teu comentario

Enderezo de correo electrónico non será publicado.

*

*

  1. Responsable dos datos: Miguel Ángel Gatón
  2. Finalidade dos datos: controlar SPAM, xestión de comentarios.
  3. Lexitimación: o seu consentimento
  4. Comunicación dos datos: os datos non serán comunicados a terceiros salvo obrigación legal.
  5. Almacenamento de datos: base de datos aloxada por Occentus Networks (UE)
  6. Dereitos: en calquera momento pode limitar, recuperar e eliminar a súa información.