Conducción eléctrica y propiedades mecánicas de los materiales
Cuando cambiás una lamparita o enchufás el cargador del celular, tocás cables que llevan electricidad y no te pasa nada. ¿Por qué podés agarrar el cable por fuera y la corriente igual llega al celular? La respuesta está en los materiales con que se fabrica: algunos dejan pasar la corriente y otros la frenan. Además, no todos los materiales se comportan igual cuando los doblás, los golpeás o los estirás. En esta página vas a aprender a distinguirlos y a elegir el adecuado para cada uso.
Conductores y aislantes eléctricos
Un material conductor de la electricidad es el que permite que la corriente eléctrica pase por él con facilidad. Un material aislante es el que casi no la deja pasar.
¿Por qué hay esta diferencia? Según el modelo de partículas, en los metales hay cargas eléctricas (electrones) que se pueden mover libremente entre los átomos. Si conectás el metal a una pila, esas cargas se desplazan y hay corriente. En los aislantes las cargas están "atadas" a sus átomos y no pueden circular.
| Conductores | Aislantes |
|---|---|
| cobre, aluminio, hierro, acero, grafito, oro | goma, plástico, vidrio, cerámica, madera seca, aire |
Definí qué es un material conductor de la electricidad y qué es un material aislante. Dá dos ejemplos de cada tipo.
Definí qué es un material conductor de la electricidad y qué es un material aislante. Dá dos ejemplos de cada tipo.
Clasificá en conductores o aislantes: cobre, goma, vidrio, aluminio, plástico, grafito, madera seca, hierro.
Clasificá en conductores o aislantes: cobre, goma, vidrio, aluminio, plástico, grafito, madera seca, hierro.
Probar materiales con un circuito
Una forma sencilla de saber si un material conduce es armar un circuito con pila, lamparita y dos cables, dejando un "hueco" entre los extremos. Ahí colocás el material a probar: si la lamparita se enciende, el material conduce y cierra el circuito; si no se enciende, es aislante.
Probá cambiar el material en el interactivo y observá qué pasa con la lamparita.
Valentina arma un circuito simple con una pila, una lamparita y dos cables. Entre los extremos libres coloca, uno por vez, una moneda, un trozo de madera, una goma de…
Valentina arma un circuito simple con una pila, una lamparita y dos cables. Entre los extremos libres coloca, uno por vez, una moneda, un trozo de madera, una goma de borrar y un clip metálico. Predecí en cuáles casos la lamparita se enciende y explicá por qué.
Aislantes y conductores trabajando juntos
Casi ningún objeto eléctrico usa un solo material. Se combinan conductores y aislantes para que la corriente vaya por donde queremos y no por donde no.
Un cable de una instalación tiene cobre por dentro (conduce la corriente hasta el artefacto) y plástico por fuera (evita que la corriente pase a la persona o a otros cables y que haya cortocircuitos).
Otros ejemplos de la vida diaria:
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El destornillador del electricista tiene la punta de acero (conductor y duro) y el mango de plástico (aislante), para que la corriente no pase a la mano.
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Las líneas de alta tensión que se ven en las rutas cuelgan de torres metálicas mediante piezas de cerámica o vidrio. Así la corriente no se escapa a la torre ni a tierra.
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Un enchufe tiene las patas de metal y la carcasa de plástico.
Los cables de una instalación eléctrica están hechos de cobre por dentro y de plástico por fuera. Explicá por qué se eligen esos dos materiales y qué función cumple cada…
Los cables de una instalación eléctrica están hechos de cobre por dentro y de plástico por fuera. Explicá por qué se eligen esos dos materiales y qué función cumple cada uno.
Un electricista usa un destornillador con la punta de acero y el mango de plástico. Los cables de alta tensión de las rutas se cuelgan de torres metálicas mediante…
Un electricista usa un destornillador con la punta de acero y el mango de plástico. Los cables de alta tensión de las rutas se cuelgan de torres metálicas mediante piezas de cerámica o vidrio.
- a) Explicá por qué son importantes esos materiales aislantes en cada caso.
- b) ¿Qué ocurriría si el mango del destornillador fuese de metal?
- c) Un día de lluvia, ¿por qué es más peligroso manipular aparatos eléctricos con las manos mojadas? Relacionalo con la conducción del agua con sales disueltas.
Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas describen cómo responde un material cuando le aplicamos fuerzas: lo golpeamos, lo estiramos, lo doblamos o lo rayamos. Las tres que vamos a usar son:
| Propiedad | Qué significa | Ejemplo |
|---|---|---|
| Dureza | Resistencia a ser rayado o penetrado | El diamante raya al vidrio; el vidrio raya al plomo |
| Elasticidad | Capacidad de deformarse con una fuerza y recuperar su forma cuando la fuerza desaparece | Un elástico, un resorte de acero |
| Maleabilidad | Capacidad de deformarse permanentemente en láminas sin romperse | El aluminio de las latas, la chapa de un auto |
Definí las propiedades mecánicas dureza, elasticidad y maleabilidad. Dá un ejemplo de material que las presente.
Definí las propiedades mecánicas dureza, elasticidad y maleabilidad. Dá un ejemplo de material que las presente.
Elegir el material adecuado
Para elegir un material, primero pensá qué tiene que hacer la pieza y qué propiedad es la más importante.
Santiago necesita elegir un material para fabricar un resorte de una lapicera retráctil. Tiene tres opciones: acero, arcilla y plomo. Explicá cuál elegiría y qué…
Santiago necesita elegir un material para fabricar un resorte de una lapicera retráctil. Tiene tres opciones: acero, arcilla y plomo. Explicá cuál elegiría y qué propiedad mecánica es la más importante para esa aplicación.
Una fábrica de Canelones debe elegir materiales para tres piezas: (1) el cable de un cargador de celular, (2) el casco de protección de un obrero, (3) una chapa que se…
Una fábrica de Canelones debe elegir materiales para tres piezas: (1) el cable de un cargador de celular, (2) el casco de protección de un obrero, (3) una chapa que se deforma para dar forma a un panel sin romperse.
- a) Para cada pieza, indicá qué propiedad (conductividad o aislación eléctrica, dureza, elasticidad, maleabilidad) es la más relevante.
- b) Proponé un material adecuado para cada una y justificá.
- c) ¿Qué problema habría si el casco fuese muy duro pero quebradizo?
Volvé al principio: podés agarrar el cable del cargador porque por fuera es de plástico aislante, y la corriente viaja por el cobre del interior.
Resumen
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Un conductor deja pasar la corriente porque tiene cargas que se mueven (cobre, aluminio, hierro, grafito). Un aislante no (goma, plástico, vidrio, cerámica, madera seca).
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El agua con sales disueltas conduce: con las manos mojadas es más peligroso.
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Los cables combinan cobre (conduce) y plástico (aísla); las herramientas del electricista tienen mango aislante.
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Dureza: resistencia al rayado. Elasticidad: recupera la forma. Maleabilidad: se deforma en láminas sin romperse.
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Para elegir un material, identificá qué propiedad es la más importante para el uso.