12: Física de Conductores y Aisladores
- Page ID
- 155249
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
- 12.1:12.1 Introducción a la Conductancia y Conductores
- A estas alturas ya deberías estar muy consciente de la correlación entre la conductividad eléctrica y ciertos tipos de materiales. Aquellos materiales que permiten el paso fácil de electrones libres se denominan conductores, mientras que aquellos materiales que impiden el paso de electrones libres se denominan aislantes.
- 12.2: Tamaño del conductor
- Debe ser un conocimiento de sentido común que los líquidos fluyen a través de tuberías de gran diámetro más fácil que a través de tuberías de pequeño diámetro (si desea una ilustración práctica, intente beber un líquido a través de pajitas de diferentes diámetros). El mismo principio general es válido para el flujo de electrones a través de los conductores: cuanto más amplia sea el área de la sección transversal (grosor) del conductor, más espacio para que fluyan los electrones y, en consecuencia, más fácil es que se produzca el flujo (menos resistencia).
- 12.3: Ampacidad del conductor
- Cuanto más pequeño es el cable, mayor es la resistencia para cualquier longitud dada, todos los demás factores son iguales. Un cable con mayor resistencia disipará una mayor cantidad de energía térmica para cualquier cantidad dada de corriente, siendo la potencia igual a P=I2R. La potencia disipada en una resistencia se manifiesta en forma de calor, y el calor excesivo puede dañar un cable (¡sin mencionar los objetos cercanos al cable!) , especialmente considerando el hecho de que la mayoría de los cables están aislados con un recubrimiento de plástico o caucho, w
- 12.4: Fusibles
- Normalmente, la calificación de ampacidad de un conductor es un límite de diseño de circuito que nunca debe excederse intencionalmente, pero hay una aplicación donde se espera una superación de ampacidad: en el caso de fusibles.
- 12.6: Coeficiente de resistencia a la temperatura
- Es posible que hayas notado en la mesa para resistencias específicas que todas las cifras se especificaron a una temperatura de 20o Celsius. Si sospechabas que esto significaba que la resistencia específica de un material puede cambiar con la temperatura, ¡estabas en lo cierto!
- 12.7: Superconductividad
- Los conductores pierden toda su resistencia eléctrica cuando se enfrían a temperaturas súper bajas (cerca de cero absoluto, aproximadamente -273o Celsius). Debe entenderse que la superconductividad no es simplemente una extrapolación de la tendencia de la mayoría de los conductores a perder resistencia gradualmente con la disminución de la temperatura; más bien, es un salto repentino y cuántico en la resistividad de finita a nada. Un material superconductor tiene absolutamente cero resistencia eléctrica, no solo una pequeña cantidad. La superconductividad fue la primera di
- 12.8: Voltaje de ruptura del aislador
- Los átomos en los materiales aislantes tienen electrones muy unidos, resistiendo muy bien el flujo de electrones libres. Sin embargo, los aisladores no pueden resistir cantidades indefinidas de voltaje. Con suficiente voltaje aplicado, cualquier material aislante eventualmente sucumbirá a la “presión” eléctrica y se producirá un flujo de electrones. Sin embargo, a diferencia de la situación con conductores donde la corriente está en una proporción lineal a la tensión aplicada (dada una resistencia fija), la corriente a través de un aislante es bastante no lineal: para voltios