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Fotoconductores Control de la Electricidad

Fotoresistor
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Objetivos:

Luego de finalizar la lección podrás:

  • Definir el concepto fotoconductor.
  • Explicar como se puede controlar la electricidad a través de un fotoconductor.
  • Explicar las características importantes de un fotoconductor.
  • Identificar ejemplos y aplicaciones de este fenómeno.
  • Comparar y contrastar la función de un fotoconductor con otros controladores.

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Fotoconductores

Introducción

La exposición a la luz también es un factor importante. Este puede determinar, para algunos materiales, el mostrar un comportamiento de conductor o aislador. La fotoconductividad es un fenómeno óptico y eléctrico que ocurre cuando los rayos de luz inciden en un material. Este material absorbe la radiación electromagnética y en respuesta se vuelve mejor conductor.

Un fotoconductor es un material cuya conductividad eléctrica aumenta cuando se expone a la luz o a la radiación electromagnética. Es decir, un fotoconductor es sensible a la luz; puede pasar de ser un mal conductor a un mejor conductor cuando absorbe fotones (partículas de luz).

Características principales:

  1. Sensibilidad a la luz: Un fotoconductor es capaz de detectar luz porque cuando los fotones impactan en el material. Los electrones en la banda de valencia absorben la energía de la luz y saltan a la banda de conducción. Esto crea pares de electrones-huecos (huecos son las “ausencias” de electrones que actúan como partículas cargadas positivamente). Estos electrones libres permiten que el material conduzca electricidad con mayor facilidad.
  2. Dependencia de la intensidad de luz: Es cuanta más luz se proyecta sobre un fotoconductor. Esto significa que más pares de electrones-huecos se generan, lo que mejora su conductividad.
  3. Recuperación: Cuando se deja de iluminar el fotoconductor, los electrones regresan a su estado original, y la conductividad vuelve a su nivel bajo o nulo.

Ejemplos de materiales fotoconductores:

El Sulfuro de cadmio (CdS) y el selenio (Se) son materiales comunes en dispositivos fotoconductores. El selenio se comporta como un conductor ante la presencia de luz y como aislador ante la ausencia de ésta.  Debido a esta propiedad especial, el selenio juega un rol importante en la fabricación de artefactos tecnológicos tales como fotocopiadoras, sensores de luz y los fotodetectores entre otros.

Aplicaciones:

  1. Fotocopiadoras: En las fotocopiadoras, los cilindros fotoconductores se cargan eléctricamente, y cuando se proyecta una imagen con luz sobre el cilindro, las áreas expuestas a la luz pierden su carga, lo que permite la formación de la imagen en el papel.
  2. Sensores de luz: Los fotoconductores se usan en sensores de iluminación para detectar cambios en la cantidad de luz ambiental, por ejemplo, para controlar el brillo automático de pantallas.
  3. Fotodetectores: En algunos tipos de cámaras y equipos de visión nocturna, se utilizan fotoconductores para captar imágenes basadas en la cantidad de luz presente.

En resumen, un fotoconductor es un material cuya capacidad de conducir electricidad se activa o mejora cuando está expuesto a la luz, y tiene aplicaciones en diversos dispositivos que responden a estímulos luminosos.

¿Serán los fotoconductores controladores de la electricidad?

Control de la electricidad

Sí, los fotoconductores pueden considerarse controladores de la electricidad, pero de una manera específica y dependiente de la luz. Su capacidad de modificar la conductividad eléctrica cuando están expuestos a la radiación electromagnética (como la luz) los convierte en dispositivos sensibles a la luz que controlan el flujo de electricidad.

El control sobre la electricidad ha sido uno de los factores principales de los adelantos tecnológicos de hoy día.  Algunos fotoconductores se utilizan para controlar el flujo de la corriente y comunmente son utilizados para encender o apagar las luces o luminarias de las carreteras. Sin embargo, no funcionan como los interruptores. Los fotoconductores controlan la electricidad mediante el movimiento de cargas eléctricas de un punto a otro.  Para ello es necesario proveer algún medio a través del cual las cargas eléctricas puedan viajar.  

Control de la electricidad en los fotoconductores:

  • Los fotoconductores no controlan directamente el flujo de electricidad como lo harían un interruptor o un transistor, que permiten encender o apagar un circuito. Sin embargo, al cambiar su conductividad cuando se ilumina, controlan el nivel de corriente eléctrica que puede fluir a través de ellos.
  • En ausencia de luz, un fotoconductor puede comportarse como un aislante o un mal conductor. Al recibir luz, su resistencia disminuye, permitiendo que la corriente fluya más fácilmente. Por lo tanto, controlan el paso de corriente dependiendo de la cantidad de luz que reciben.

Ejemplo de control:

En un sensor de luz, el fotoconductor puede controlar un circuito en el que, dependiendo de la cantidad de luz, el material permite más o menos corriente. Esto puede activar otros componentes del sistema, como una lámpara o un interruptor automático, ajustando el nivel de electricidad en función de la luminosidad del ambiente.

Comparación con otros controladores:

  • Un fotoconductor regula la electricidad basado en la luz, mientras que un interruptor o un transistor la controla a través de señales eléctricas directas.
  • El fotoconductor actúa como un controlador pasivo, ya que su comportamiento depende de un estímulo externo (luz), en lugar de ser activado directamente por una señal eléctrica.

En resumen, la respuesta a la pregunta es , los fotoconductores pueden actuar como controladores de electricidad, pero su control es indirecto y dependiente de la luz. Son esenciales en aplicaciones donde la respuesta a la luz es clave para regular el flujo eléctrico.

¿Qué es un fotoresistor?

fotoresistor
fotoresistor

Un fotoresistor, también conocido como resistor dependiente de la luz (LDR, por sus siglas en inglés – Light Dependent Resistor), es un componente electrónico cuya resistencia eléctrica disminuye cuando se expone a la luz. Al igual que los fotoconductores, los fotoresistores responden a la luz cambiando su conductividad, lo que permite controlar el flujo de corriente en un circuito en función de la cantidad de luz recibida.

Características de un fotoresistor:

  1. Dependencia de la luz: Su resistencia es mayor en condiciones de oscuridad (actúa como un aislante) y menor cuando está expuesto a la luz, lo que permite que más corriente fluya a través de él. Cuanta más luz, menor será la resistencia.
  2. Funcionamiento sencillo: No tiene polaridad, lo que significa que puede ser colocado en un circuito en cualquier orientación. Su funcionamiento se basa en la cantidad de luz que incide sobre él, sin necesidad de fuentes de energía adicionales o circuitos de control complicados.
  3. Materiales: Los fotoresistores generalmente están hechos de semiconductores como el sulfuro de cadmio (CdS). Al recibir fotones de luz, los electrones en el material ganan suficiente energía para moverse libremente, reduciendo la resistencia.

Aplicaciones comunes:

  1. Control de iluminación: Se usan en sistemas de encendido automático de luces. Por ejemplo, las luces de las calles pueden encenderse cuando oscurece y apagarse durante el día usando un fotoresistor para detectar los cambios en la luz ambiental.
  2. Sensores de luz: En dispositivos electrónicos, como teléfonos y cámaras, los fotoresistores ayudan a ajustar automáticamente el brillo de la pantalla o a detectar si hay suficiente luz para tomar una foto.
  3. Alarmas de seguridad: Los fotoresistores se utilizan en alarmas que detectan cambios en la cantidad de luz, por ejemplo, cuando una persona bloquea un haz de luz.

En resumen, un fotoresistor es un dispositivo sencillo que responde a la luz variando su resistencia, lo que lo convierte en un controlador pasivo de la corriente eléctrica en función de la luz. Se usa ampliamente en aplicaciones que requieren una respuesta automática a los cambios en la iluminación ambiental.

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      Las principales diferencias entre la física clásica y la física moderna radican en los conceptos fundamentales que cada una utiliza para describir la naturaleza

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      Los resistores tienen colores que representan su resistencia ese código de colores en bandas pintadas te permite obtene su valor de resistencia, y su tolerancia

    • Flujo de Electrones y Cargas

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      La electricidad estática es un fenómeno que es la acumulación de cargas eléctricas en una zona de baja conductividad en la superficie de un material

    • La Fuerza Aplicada y la Fuerza de Empuje

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      La fuerza aplicada  es un término general dado a las fuerzas externas que  actúan directamente sobre un cuerpo y lo mueven.

    • Bosquejo de Contenido de Física

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      Bosquejo de contenido de Física que provee los enlaces a las unidades del curso de Física en Línea. Incluye Astronomía, ciencia general y más.

    • Física, Biología y Parques de Diversiones

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      Crear una guía completa para visitantes de un parque de diversiones, donde expliques los principios científicos detrás de cada atracción.

    • Estructura Atómica de la Materia

      Estructura Atómica de la Materia

      Estructura atómica es la composición de las partículas subatómicas en un átomo que es la unidad más pequeña de un elemento y conserva sus propiedades químicas.

    • Fermilab: Una Ventana al Universo

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      Fermilab es un laboratorio nacional de física de altas energías ubicado en Batavia, Illinois, cerca de Chicago. Lleva el nombre del famoso físico Enrico Fermi.

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      La pirotecnia es la técnica y el arte de la fabricación y utilización de materiales explosivos o fuegos artificiales. Sus componentes son combustibles.

    • La Inteligencia Artificial y la Física

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      La inteligencia artificial (IA) tiene un impacto profundo en la física, abriendo nuevas vías de investigación y aumentando los descubrimientos.

    • Constelación de Orión: El Cazador

      Constelación de Orión: El Cazador

      La constelación de Orión es una de las más reconocibles y admiradas del cielo nocturno. Su distintiva forma, que evoca la figura de un cazador.

    • Mecánica Clásica y Análisis Gráfico

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      La mecánica clásica, como ya hemos visto, se encarga de estudiar el movimiento de los cuerpos y las fuerzas que lo causan.

    • Herramientas Para Medir la Masa

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      La balanza es una palanca de primer grado que tiene dos brazos de igual tamaño, Mediante el equilibrio entre los pesos de dos cuerpos comparas sus masas.

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      Extremófilos son organismos terrestres que sobreviven en condiciones extremas como altas temperaturas, alta presión y falta de oxígeno

    • Fuerza Boyante: Así Flotamos

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      La fuerza boyante es una fuerza ascendente que experimenta cualquier objeto sumergido parcial o totalmente en un fluido (líquido o gas)

    • La Física y las Gráficas de Velocidad

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      Una gráfica de velocidad vs. tiempo es una representación visual de cómo cambia la velocidad de un objeto a lo largo del tiempo.

    • El Péndulo Simple: Un Clásico de la Física

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      El péndulo simple es un sistema mecánico que se mueve periódicamente. Se compone de una cuerda atada a un punto fijo y al final tiene una masa. 

    • Fuerza de Tension Superficial

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      La tensión superficial es una fuerza que actúa en la superficie de un líquido y que hace que esta se comporte como una membrana elástica.

    • Burbujas de Jabón Esféricas

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      La forma esférica de las burbujas de jabón es un fenómeno fascinante que se explica gracias a un concepto de la física llamado tensión superficial.

    • Resistencia del Aire: Freno Invisible

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      La resistencia del aire, se conoce como fuerza de arrastre o fricción del aire, se opone al movimiento de un objeto que se desplaza a través del aire

    • Biología, la Ciencia y la Vida

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      La biología es la ciencia que estudia la vida y los organismos vivos; desde los microorganismos hasta los grandes que habitan en el planeta.

    • Geología, la Descripción de la Tierra

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      La geología estudia la Tierra, su composición, estructura, los procesos que la han formado y transformado a lo largo del tiempo, y sus recursos naturales.

    • El Efecto Fotoeléctrico

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      El efecto fotoeléctrico es un fenómeno físico en el cual ciertos materiales, al ser irradiados con radiación electromagnética emiten electrones.

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    • Flujo de Electrones y Cargas

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      La fuerza aplicada  es un término general dado a las fuerzas externas que  actúan directamente sobre un cuerpo y lo mueven.

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    • El Péndulo Simple: Un Clásico de la Física

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    • Biología, la Ciencia y la Vida

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    • El Efecto Fotoeléctrico

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    • Biología, la Ciencia y la Vida

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    • El Efecto Fotoeléctrico

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      La mecánica clásica, como ya hemos visto, se encarga de estudiar el movimiento de los cuerpos y las fuerzas que lo causan.

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      La balanza es una palanca de primer grado que tiene dos brazos de igual tamaño, Mediante el equilibrio entre los pesos de dos cuerpos comparas sus masas.

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      Extremófilos son organismos terrestres que sobreviven en condiciones extremas como altas temperaturas, alta presión y falta de oxígeno

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      La fuerza boyante es una fuerza ascendente que experimenta cualquier objeto sumergido parcial o totalmente en un fluido (líquido o gas)

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      Una gráfica de velocidad vs. tiempo es una representación visual de cómo cambia la velocidad de un objeto a lo largo del tiempo.

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      El péndulo simple es un sistema mecánico que se mueve periódicamente. Se compone de una cuerda atada a un punto fijo y al final tiene una masa. 

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      La tensión superficial es una fuerza que actúa en la superficie de un líquido y que hace que esta se comporte como una membrana elástica.

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      La forma esférica de las burbujas de jabón es un fenómeno fascinante que se explica gracias a un concepto de la física llamado tensión superficial.

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      La resistencia del aire, se conoce como fuerza de arrastre o fricción del aire, se opone al movimiento de un objeto que se desplaza a través del aire

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      La geología estudia la Tierra, su composición, estructura, los procesos que la han formado y transformado a lo largo del tiempo, y sus recursos naturales.

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      El efecto fotoeléctrico es un fenómeno físico en el cual ciertos materiales, al ser irradiados con radiación electromagnética emiten electrones.

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      Las principales diferencias entre la física clásica y la física moderna radican en los conceptos fundamentales que cada una utiliza para describir la naturaleza

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      Fermilab es un laboratorio nacional de física de altas energías ubicado en Batavia, Illinois, cerca de Chicago. Lleva el nombre del famoso físico Enrico Fermi.

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    • La Inteligencia Artificial y la Física

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