1. Estructura atómica y unión:
* metales: Los metales tienen una estructura única donde sus electrones externos están unidos libremente a los átomos. Estos electrones son esencialmente "libres" para moverse por todo el material. Cuando se aplica un voltaje, estos electrones libres fluyen fácilmente, lo que resulta en una alta conductividad.
* Non Metals: Los no metales, por otro lado, tienen electrones bien unidos. Estos electrones no se desalojan fácilmente, lo que dificulta el flujo de corriente.
2. Teoría de la banda:
* Conductores: En los conductores, los niveles de energía de los electrones están muy juntos, formando una banda casi continua. Esto permite que los electrones salten fácilmente a niveles de energía más altos y transporten carga.
* aisladores: Los aisladores tienen una gran brecha de energía entre sus bandas de energía. Los electrones necesitan una cantidad significativa de energía para saltar a una banda más alta, lo que los convierte en conductores pobres.
3. Temperatura:
* Aumento de la temperatura: En general, la conductividad de los metales disminuye al aumentar la temperatura. A medida que la temperatura aumenta, los átomos vibran más vigorosamente, lo que hace que sea más difícil que los electrones fluyan libremente.
* semiconductores: Los semiconductores son interesantes porque su conductividad aumenta con la temperatura. Esto se debe a que el aumento de la energía térmica excita más electrones a la banda de conducción, aumentando el número de portadores de carga.
4. Impurezas y defectos:
* impurezas: La presencia de impurezas en un material puede afectar significativamente la conductividad. Algunas impurezas pueden actuar como "trampas de electrones", obstaculizando el flujo de corriente, mientras que otras pueden mejorar la conductividad.
* Defectos: Los defectos de cristal, como las vacantes y las dislocaciones, también pueden afectar la conductividad al dispersar electrones y obstaculizar su movimiento.
Ejemplos:
* cobre (cu): Un metal altamente conductivo utilizado en el cableado eléctrico debido a su abundancia de electrones libres.
* Silicon (Si): Un semiconductor comúnmente utilizado en transistores y circuitos integrados. Su conductividad puede controlarse mediante el dopaje con impurezas.
* caucho: Un no conductor, comúnmente utilizado como aislamiento en el cableado eléctrico porque sus electrones están bien unidos.
En resumen: La conductividad de un material es un fenómeno complejo influenciado por su estructura atómica, tipo de enlace, temperatura y la presencia de impurezas y defectos. Comprender estos factores es crucial para seleccionar los materiales adecuados para varias aplicaciones eléctricas.
