Conductores, Semiconductores y Aislantes.

Teniendo en cuenta ciertas propiedades eléctricas, los cuerpos se pueden clasificar en conductores, aislantes y semiconductores.

A. Conductores

En los metales, los diferentes átomos están unidos por enlaces metálicos, por lo que dan una estructura geométrica muy rígida. Para este tipo de enlace no son necesarios todos los electrones del átomo, y algunos de ellos quedan poco sujetos al núcleo atómico. Estos electrones recorren el metal de manera libre y desordenada y se denominan electrones libres. Los electrones libres son la causa de que los metales sean buenos conductores de la electricidad y del calor.

Los mejores conductores son los elementos metálicos, especialmente la plata, el cobre, el aluminio, y el oro, pero por su elevado precio no es muy utilizado.

Materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los mejores conductores eléctricos son los metales y sus aleaciones. Existen otros materiales, no metálicos, que también poseen la propiedad de conducir la electricidad como son el grafito, las soluciones salinas (ejemplo el agua de mar) y cualquier material en estado de plasma. Para el transporte de la energía eléctrica, así como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el mejor conductor es el oro, pero es muy cara, así que el metal empleado universalmente es el cobre en forma de cables de uno o varios hilos. Alternativamente se emplea el aluminio, metal que si bien tiene una conductividad eléctrica del orden del 60% de la del cobre es, sin embargo, un material mucho más ligero, lo que favorece su empleo en líneas de transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión. Para aplicaciones especiales se utiliza como conductor el oro.

B. Semiconductores

Un semiconductor es un componente que no es directamente un conductor de corriente, pero tampoco es un aislante.

Un semiconductor es una sustancia que se comporta como conductor o como aislante dependiendo de la temperatura del ambiente en el que se encuentre, entonces su característica principal es la de conducir la corriente sólo bajo determinadas circunstancias, y evitar el paso de ella en otras.

Algunos elementos, como el selenio, el silicio y el germanio, tienen cuatro electrones de valencia y para formar su estructura comparten estos electrones con electrones de átomos próximos. Este tipo de enlace se denomina enlace covalente y proporciona fuerzas atractivas muy fuertes entre los diferentes átomos.

Al aumentar la temperatura en estos materiales se rompen algunos de estos enlaces y quedan electrones libres; por lo tanto, se convierten en conductores en determinadas circunstancias. Su conductividad dependerá del número de electrones libres existentes.

C. Aislantes o no conductores

Los aislantes están formados por átomos con muchos electrones en sus últimas órbitas (cinco a ocho), por lo que, no tienen tendencia a perderlos fácilmente y a no establecer una corriente de electrones. De ahí su alta resistencia.

Estas sustancias, a diferencia de los metales, no disponen de electrones libres porque necesitan todos sus electrones de valencia para realizar sus enlaces.

En determinadas circunstancias, alguno de estos enlaces moleculares se puede romper, de tal manera que quede algún electrón libre y haga que el material conduzca muy poco la electricidad.

Los materiales aislantes tienen la función de evitar el contacto entre las diferentes partes conductoras (aislamiento de la instalación) y proteger a las personas frente a las tensiones eléctricas (aislamiento protector).

Se denomina dieléctricos a los materiales que no conducen la electricidad, por lo se pueden utilizar como aislantes eléctricos.

Algunos ejemplos de este tipo de materiales son el vidrio, la cerámica, la goma, la mica, la cera, el papel, la madera seca, la porcelana, algunas grasas para uso industrial y electrónico y la baquelita. Los dieléctricos se utilizan en la fabricación de condensadores, para que las cargas reaccionen. Cada material dieléctrico posee una constante dieléctrica k. que es conocida como la constante de proporcionalidad directa e inversamente proporcional hablando matemáticamente.