4.1 Nociones básicas de electricidad
4.1.4
Corriente eléctrica, aisladores, conductores y semiconductores
Nota para el instructor
  El propósito de este indicador de objetivos es que los estudiantes entiendan que los dispositivos y componentes de networking con los que trabajarán se basan en el control muy preciso del flujo de electrones, mediante una combinación de conductores (normalmente caminos conductores de cobre), semiconductores (normalmente circuitos integrados basados en silicio) y aisladores (normalmente plástico o caucho para tomacorrientes, conectores, revestimientos de cables).

Existen muchas demostraciones que se pueden hacer con un multímetro digital. Se puede demostrar que la resistencia eléctrica de los objetos nos brinda una noción de si un material es conductor (baja resistencia), semiconductor (resistencia moderada) o aislante (alta resistencia). Se puede demostrar un circuito de bajo voltaje con una batería de linterna de 6 V, una lamparilla o bulbo eléctrico de bajo voltaje, un lápiz, unos pedazos de plástico, algunas pinzas de conexión instantánea y un trozo de cobre. Prepare un circuito completo con el trozo de cobre y la lamparilla se enciende, con luz brillante. Construya un circuito completo con un pedazo de grafito de lápiz y la lamparilla se enciende con luz tenue. Si el circuito completo se hace con un trozo de plástico, la lamparilla no se enciende.

Se puede hacer referencia a los átomos, o a los grupos de átomos denominados moléculas, como materiales. Los materiales pueden clasificarse en tres grupos, según la facilidad con la que la electricidad, o los electrones libres, fluya a través de ellos.

Aisladores eléctricos
Los aisladores eléctricos, o aisladores, son materiales que permiten que los electrones fluyan a través de ellos con gran dificultad o no lo permiten en absoluto. Entre los ejemplos de aisladores eléctricos se incluyen el plástico, el vidrio, el aire, la madera seca, el papel, el caucho y el gas helio.Estos materiales poseen estructuras químicas sumamente estables, en las que los electrones orbitan muy unidos dentro de los átomos. 

Conductores eléctricos
Los conductores eléctricos, o conductores, son materiales que permiten que los electrones fluyan a través de ellos con gran facilidad. Pueden fluir con gran facilidad debido a que los electrones externos están unidos en forma muy suelta al núcleo y se liberan fácilmente. A temperatura ambiente, estos materiales poseen una gran cantidad de electrones libres que pueden suministrar conducción. La aplicación de voltaje hace que los electrones libres se desplacen, lo que hace que la corriente circule.

La tabla periódica clasifica en categorías a algunos grupos de átomos ordenándolos en columnas. Los átomos de cada columna pertenecen a una familia química en particular. Aunque pueden tener distintas cantidades de protones, neutrones y electrones, sus electrones externos tienen órbitas similares y se comportan de forma similar, al interactuar con otros átomos y moléculas. Los mejores conductores son los metales como, por ejemplo, el cobre (Cu), la plata (Ag) y el oro (Au). Todos estos metales están ubicados en una misma columna de la tabla periódica, y sus electrones se liberan con facilidad, lo que los convierte en excelentes materiales para transportar corriente.

Entre los demás conductores se incluyen la soldadura (una mezcla de plomo (Pb) y estaño (Sn), y el agua que contiene iones. Un ion es un átomo que tiene más electrones, o menos electrones, que un átomo neutro. El cuerpo humano está formado por aproximadamente 70% de agua que contiene iones, lo que significa que el cuerpo humano también es un conductor.

Semiconductores eléctricos
Los semiconductores son materiales en los que la cantidad de electricidad que conducen se pueden controlar de forma precisa. Estos materiales se agrupan en una misma columna de la tabla periódica. Entre los ejemplos de estos materiales se incluyen el carbono (C), el germanio (Ge) y la aleación de arsenuro de galio(GaAs). El semiconductor más importante, el que permite fabricar los mejores circuitos electrónicos microscópicos es el silicio (Si).

El silicio es muy común y se puede encontrar en la arena, el vidrio y varios tipos de rocas. La región ubicada alrededor de San José, California, se denomina Silicon Valley (Valle del Silicio) porque la industria informática, que depende de los microchips de silicio, se inició en esta área.

Ya sea que los materiales se clasifiquen como aisladores, conductores o semiconductores, la base de todos los dispositivos electrónicos es el conocimiento de cómo controla cada uno el flujo de electrones y la forma en que trabajan de forma conjunta en diversas combinaciones.

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