Estructura

                     de la materia      

    

   La material consiste de  partículas extremadamente pequeñas agrupadas juntas para formar el átomo.  

   Hay  ocurrencias naturales de estas agrupaciones de partículas llamadas elementos. Estos elementos fueron 

  agrupados en la tabla periódica de los elementos en secuencia de acuerdo a sus números atómicos y peso   a  tómico. Hay además 14 elementos hechos por el hombre que no ocurren en la naturaleza, por lo que al final son unos 106 elementos conocidos hasta la fecha. Estos elementos no pueden cambiarse por procesos químicos. Ellos solo pueden ser cambiados por reacción nuclear o atómica, sin embargo pueden ser combinados para producir el incontable número de compuestos con los que tropezamos día a día.

MOLECULA                       

Es la unión de dos o más átomos. Otra sería decir que es la partícula más pequeña de la materia que conserva todas las propiedades de las sustancias. Por decirlo de otra manera es la unión de átomos por medio de enlaces químicos. Por ejemplo El hidrógeno y el oxígeno por aparte forman sustancias que tienen propiedades físicas y químicas totalmente diferentes a las sustancias que ellos forman al combinarse



ATOMO

                       El átomo es un concepto estudiado principalmente por la química y la física, que lo definen como la unidad básica y estructural de la materia. Lo constituye un núcleo en el centro, que contiene protones y neutrones. Los protones poseen carga eléctrica positiva y los neutrones carecen de carga. Al núcleo le rodean electrones de carga negativa.

NEUTRON

El neutrón es una partícula sin carga neta, presente en el núcleo atómico prácticamente todos los átomos. Aunque se dice que el neutrón no tiene carga, en realidad está compuesto por tres partículas cargadas llamadas quarks, cuyas cargas sumadas son cero El neutrón es necesario para la estabilidad de casi todos los núcleos atómicos, a excepción del isótopo hidrógeno-1. La interacción nuclear fuerte es responsable de mantenerlos estables en los núcleos atómicos

ELECTRON

Los electrones son uno de los tipos más importantes de partículas subatómicas. Los electrones se combinan con protones y generalmente con neutrones para crear átomos.

Los electrones son mucho más pequeños que los neutrones y protones Los electrones tienen una carga eléctrica negativa, con una magnitud llamada algunas veces carga elemental o carga fundamental. Por esto se dice que un electrón tiene una carga de -1

PROTON

El protón es una de las partículas subatómicas más importantes. Los protones se combinan con los electrones y generalmente con los neutrones para formar átomos. Los protones son prácticamente del mismo tamaño que los neutrones, y ambos son mucho más grandes que los electrones Los protones tienen una carga eléctrica positiva, conocida a veces como carga elemental, carga fundamental o carga de +1

MATERIALES CONDUCTORES

 En los conductores sólidos la corriente eléctrica es transportada por el movimiento de los electrones; y en disoluciones y gases, lo hace por los iones.

CARACTERISTICAS

o    mucha resistencia al flujo de electricidad.

o    todo átomo de metal tiene únicamente un número limitado de electrones de valencia con los que unirse a los átomos vecinos.

o    superposición de orbitales atómicos de energía equivalente con los átomos adyacentes

o    La elevada conductividad eléctrica y térmica de los metales se explica así por el paso de electrones a estas bandas con defecto de electrones, provocado por la absorción de energía térmica.

o    Ejemplos de metales conductores: Cobre. Este material es un excelente conductor de las señales eléctricas y soporta los problemas de corrosión causados por la exposición a la intemperie, por eso se usa para los cables. También el aluminio es un buen conductor. La más baja conductividad eléctrica la tiene el bismuto, y la más alta (a temperatura ordinaria) la plata.



SEMICONDUCTORES

Entre los semiconductores comunes se encuentran elementos químicos y compuestos, como el silicio, el germanio, el selenio, el arseniuro de galio, el seleniuro de cinc y el telurio de plomo.

Para incrementar el nivel de la conductividad se provocan cambios de temperatura, de la luz o se integran impurezas en su estructura molecular.

Estos cambios originan un aumento del número de electrones liberados (o bien huecos) conductores que transportan la energía eléctrica.

Las deficiencias o huecos que quedan contribuyen al flujo de la electricidad (se dice que estos huecos transportan carga positiva). Éste es el origen físico del incremento de la conductividad eléctrica de los semiconductores a causa de la temperatura. Los cristales semiconductores de dividen en intrínsecos y extrínsecos. Un cristal intrínseco es aquél que se encuentra puro (aunque no existe prácticamente un cristal 100% puro); es decir, no contiene impurezas; mientras que un cristal extrínseco es aquél que ha sido impurificado con átomos de otra sustancia. Al proceso de impurificación se le llama también dopado, y se utiliza para obtener electrones libres que sean capaces de transportar la energía eléctrica a otros puntos del cristal.

AISLANTES
Presentan una resistencia al paso de corriente eléctrica hasta 2,5 × 1024 veces mayor que la de los buenos conductores eléctricos como la plata o el cobre.
Aislantes sólidos:

·         En los sistemas de aislación de transformadores destacan las cintas sintéticas PET (tereftalato de polietileno), PEN (naftalato de polietileno) y PPS (sulfido de polifenileno) que se utilizan para envolver los conductores magnéticos de los bobinados. Tienen excelentes propiedades dieléctricas y buena adherencia sobre los alambres magnéticos.

·         Un buen aislante entre vueltas de las bobinas de transformadores es el cartón prensado o pressboard, el cual da forma a estructuras de aislación rígidas.

CONDUCTIVIDAD

La conductividad eléctrica es la capacidad de un cuerpo o medio para conducir la corriente eléctrica, es decir, para permitir el paso a través de él de partículas cargadas, bien sean los electrones, los transportadores de carga en conductores metálicos o semimetálicos, o iones, los que transportan la carga en disoluciones de electrolitos.

La conductividad en medios líquidos (Disolución) está relacionada con la presencia de sales en solución, cuya disociación genera iones positivos y negativos capaces de transportar la energía eléctrica si se somete el líquido a un campo eléctrico. Estos conductores iónicos se denominan electrolitos o conductores electrolíticos.

son materiales conductores aquellos en los que las bandas de valencia y conducción se superponen, formándose una nube de electrones libres causante de la corriente al someter al material a un campo eléctrico. Estos medios conductores se denominan conductores eléctricos

RESISTIVIDAD

Se le llama resistividad al grado de dificultad que encuentran los electrones en sus desplazamientos. Se designa por la letra griega rho minúscula (ρ) y se mide en ohm-metros (Ω•m).¹

Su valor describe el comportamiento de un material frente al paso de corriente eléctrica, por lo que da una idea de lo buen o mal conductor que es. Un valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que uno bajo indicará que es un buen conductor.

Generalmente la resistividad de los metales aumenta con la temperatura, mientras que la resistividad de los semiconductores disminuye ante el aumento de la temperatura.

Es la medida (propiedad) de la capacidad que tiene un material, generalmente conductor, de transportar electrones (cantidad de portadores de carga) por cm2, Por ejemplo, la conductancia del cobre es mayor que la del aluminio, pero menor que la del hierro o el oro. Es lo contrario a la resistencia. Su unidad de medida es el Siemens y se obtiene G=1/R (inverso de la resistencia)

CONDUCTANCIA

Se denomina Conductancia eléctrica (G) de un conductor, a la inversa de la oposición que dicho conductor presenta al movimiento de los electrones en su cuerpo, es decir que la Conductancia Eléctrica es la inversa de la Resistencia Eléctrica.

Aunque la conductancia eléctrica está relacionada, pero no se debe confundir, con la conducción, que es el mecanismo mediante el cual la carga fluye, o con la conductividad, que es una propiedad del material.

La unidad de medida de la conductancia en el Sistema internacional de unidades es el Siemens.

MODELO MATEMATICO
 Modelo matemático es uno de los tipos de modelos científicos, que emplea algún tipo de formulismo matemático para expresar relaciones, proposiciones sustantivas de hechos, variables, parámetros, entidades y relaciones entre variables y/o entidades u operaciones, para estudiar comportamientos de sistemas complejos ante situaciones difíciles de observar en la realidad.
                 Clasificación

Según la información de entrada

• Modelos heurísticos . Son los que están basados en las explicaciones sobre las causas o mecanismos naturales que dan lugar al fenómeno estudiado.
• Modelos empíricos . Son los que utilizan las observaciones directas o los resultados de experimentos del fenómeno estudiado.

Según el tipo de representación

• Modelos cualitativos o conceptuales, estos pueden usar figuras, gráficos o descripciones causales, en general se contentan con predecir si el estado del sistema irá en determinada dirección o si aumentará o disminuirá alguna magnitud, sin importar exactamente la magnitud concreta de la mayoría de aspectos.
• Modelos cuantitativos o numéricos, usan números para representar aspectos del sistema modelizado, y generalmente incluyen fórmulas y algoritmos matemáticos más o menos complejos que relacionan los valores numéricos. El cálculo con los mismos permite representar el proceso físico o los cambios cuantitativos del sistema modelado.

Según la aleatoriedad

• Determinista. Se conoce de manera puntual la forma del resultado ya que no hay incertidumbre. Además, los datos utilizados para alimentar el modelo son completamente conocidos y determinados.
• Estocástico. Probabilístico, que no se conoce el resultado esperado, sino su probabilidad y existe por tanto incertidumbre.

Clasificación según su aplicación u objetivo

Modelo de simulación o descriptivo  características propias diferenciales
Modelo de optimización. Para determinar el punto exacto para resolver alguna problemática administrativa
Modelo de control. Para saber con precisión como está algo en una organización


UNIDADES SISTEMA INTERNACIONAL

Magnitud	Nombre	Símbolo
Longitud	metro	m
Masa	kilogramo	kg
Tiempo	segundo	s
Intensidad de corriente eléctrica	ampere	A
Temperatura termodinámica	kelvin	K
Cantidad de sustancia	mol	mol
Intensidad luminosa	candela	cd

Unidad de longitud: metro (m)  El metro es la longitud de trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un tiempo de 1/299 792    458 de segundo.    Unidad de masa El kilogramo (kg)  es igual a la masa del prototipo internacional del kilogramo Unidad de tiempo El segundo (s) Unidad de intensidad de corriente eléctrica El ampere (A)  es la intensidad de una corriente constante que manteniéndose en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro en el vacío, produciría una fuerza igual a 2·10-7 newton por metro de longitud. Unidad de temperatura termodinámica El kelvin (K),  unidad de temperatura termodinámica, es la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua. Unidad de cantidad de sustancia El mol (mol) es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12.     Unidad de intensidad luminosa La candela (cd)     es la unidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de        frecuencia 540·1012 hertz y cuya intensidad energética en dicha dirección es 1/683 watt por estereorradián  es la duración de 9 192 631 770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133  TABLA DE UNIDADES DIMENSIONALES    TABLA DE  MATERIALES                CONDUCTIVOS y RESISTIVOS   TABLA  CONDUCTORES    SEMICONDUCTORES Y AISLANTES