Resistencia de Materiales

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

TIPOS DE MATERIALES ELECTRICOS RESISTENCIA DE MATERIALES Ing. Holger Zapata

Jorge Muñoz

CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES ELÉCTRICOS •

Los materiales se pueden clasificar en tres grandes tipos según su comportamiento eléctrico, aislantes, semiconductores y conductores.

CONDUCTORES •

Son los materiales que, puestos en contacto con un cuerpo cargado de electricidad, transmiten ésta a todos los puntos de su superficie. Los mejores conductores eléctricos son los metales y sus aleaciones.

LOS MEJORES CONDUCTORES SON: EL COBRE PROPIEDADES: FÍSICAS: Estado ordinario: Sólido (diamagnético) Densidad: 89602 kg/m3 Punto de fusión: 1357,77 K (1084,62 °C)3 Punto de ebullición: 3200 K (2927 °C)3 Conductividad eléctrica: 58,108 × 106 S/m Conductividad térmica: 400 W/(Km) Velocidad del sonido: 3570 m/s a 293,15 K (20 °C)

MECÁNICAS: Tanto el cobre como sus aleaciones tienen una buena maquinabilidad, es decir, son fáciles de mecanizar. El cobre posee muy buena ductilidad y maleabilidad lo que permite producir láminas e hilos muy delgados y finos. Índice de dureza 3 en la escala de Mohs (50 en la escala de Vickers) y su resistencia a la tracción es de 210 MPa, con un límite elástico de 33,3 MPa.

Los átomos: El cobre (del latín cuprum, y éste del griego kypros) ,5 cuyo símbolo es Cu, es el elemento químico de número atómico 29. Se trata de un metal de transición de color rojizo y brillo metálico, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad Ejemplos y Usos Ya sea considerando la cantidad o el valor del metal empleado, el uso industrial del cobre es muy elevado. Es un material importante en multitud de actividades económicas y ha sido considerado un recurso estratégico en situaciones de conflicto. Cobre metálico: El cobre se utiliza tanto con un gran nivel de pureza, cercano al 100%, como aleado con otros elementos. El cobre puro se emplea principalmente en la fabricación de cables eléctricos. Electricidad y Telecomunicaciones Cable eléctrico de Cobre. El cobre es el metal no precioso con mejor conductividad eléctrica. Esto, unido a su ductilidad y resistencia mecánica, lo han convertido en el material más empleado para fabricar cables eléctricos, tanto de uso industrial como residencial. Asimismo se emplean conductores de cobre en numerosos equipos eléctricos como generadores, motores y transformadores.

EL HIERRO Es un metal maleable, de color gris plateado y presenta propiedades magnéticas; es ferromagnético a temperatura ambiente y presión atmosférica. Es extremadamente duro y denso. PROPIEDADES: FÍSICAS: Estado ordinario Sólido (ferromagnético) Densidad 7874 kg/m3, 7,87 g/cm3 kg/m3 Punto de fusión 1808 K (1535 °C) Punto de ebullición 3023 K (2750 °C) Estructura cristalina Cúbica centrada en el cuerpo Calor específico 440 J/ (Kkg) Conductividad eléctrica 9,93·106 S/m Conductividad térmica 80,2 W/ (Km) Los átomos: El hierro o fierro 1 es un elemento químico de número atómico 26 situado en el grupo 8, periodo 4 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Fe (del latín fĕrrum)1 y tiene una masa atómica de 55,6 u. Ejemplos y Usos El hierro puro (pureza a partir de 99,5%) no tiene demasiadas aplicaciones, salvo excepciones para utilizar su potencial magnético. El hierro tiene su gran aplicación para formar los productos siderúrgicos, utilizando éste como elemento matriz para alojar otros elementos aleantes tanto metálicos como no metálicos, que confieren distintas propiedades al material. Se considera que una aleación de hierro es acero si contiene menos de un 2,1% de carbono; si el porcentaje es mayor, recibe el nombre de fundición. El acero es indispensable debido a su bajo precio y tenacidad, especialmente en automóviles, barcos y componentes estructurales de edificios.

EL ALUMINIO Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de los animales Es buen conductor de la electricidad y del calor, se mecaniza con facilidad y es muy barato. PROPIEDADES: FÍSICAS: Estado ordinario Sólido Densidad 2698,4 kg/m3 Punto de fusión 933,47 K (660 °C) Punto de ebullición 2792 K (2519 °C) Estructura cristalina cúbica centrada en las caras Calor específico 900 J/ (Kkg) Conductividad eléctrica 37,7 × 106 S/m Conductividad térmica 237 W/ (Km) Los átomos: Es un elemento químico, de símbolo Al y número atómico 13. Se trata de un metal no ferromagnético. Ejemplos y Usos La utilización industrial Por sus propiedades eléctricas es un buen conductor, capaz de competir en coste y prestaciones con el cobre tradicional. Dado que, a igual longitud y masa, el conductor de aluminio tiene poco menos conductividad, resulta un componente útil para utilidades donde el exceso de peso es importante.

AISLANTES Un aislante eléctrico es un material con escasa capacidad de conducción de la electricidad, utilizado para separar conductores eléctricos evitando un cortocircuito y para mantener alejadas del usuario determinadas partes de los sistemas eléctricos que de tocarse accidentalmente cuando se encuentran en tensión pueden producir una descarga. CLASIFICACIÓN Asbesto Látex Termoplástico Polímeros sintéticos

SEMICONDUCTORES Es un elemento que se comporta como un conductor o como un aislante dependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo eléctrico o magnético, la presión, la radiación que le incide, o la temperatura del ambiente en el que se encuentre CLASIFICACIÓN SEMICONDUCTORES INTRÍNSECOS SEMICONDUCTORES EXTRÍNSECOS