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Solución:
Para que la electricidad fluya, los electrones deben estar en movimiento. Entonces, en un conductor, es necesario que haya electrones libres o sueltos para que puedan transportar el flujo de electricidad. La mayoría de los metales cumplen este requisito, por lo que la mayoría de los metales son conductores. Los aisladores, por lo tanto, deben tener sus electrones fuertemente ligados, para que no puedan transportar el flujo de electricidad. El tipo de cerámica que se utiliza como aislante no tiene electrones sueltos (no es, sin embargo, un aislante perfecto) por lo que es un buen aislante. De hecho, esto es lo que hace que la cerámica también sea un buen aislante térmico: ¡no tiene electrones sueltos!
Los sólidos se pueden clasificar según sus bandas prohibidas. La brecha de banda determina cuánta energía necesita suministrar para liberar o promover un electrón de la banda de valencia a la banda de conducción. Una vez en la banda de conducción, el electrón puede moverse casi libremente y conducir electricidad. Un sólido con una banda prohibida grande (> 2,5 eV) se considera un buen aislante y muchas cerámicas tienen bandas prohibidas tan grandes. Los metales no tienen ese espacio y, por lo tanto, los electrones fluyen bajo el más mínimo voltaje aplicado (en principio).
La mayoría de las cerámicas son compuestos iónicos, en los que los electrones están inmóviles. Esto es diferente al metal, en el que los átomos están en un “mar de electrones” que pueden moverse libremente.
Tenga en cuenta que la cerámica tiene algún tipo de conductividad, es extremadamente baja. La conductividad del cobre, por ejemplo, es ~6×107 S/m. La mayoría de las cerámicas tienen conductividades en el rango de 10-3 S/m a 10-5 S/m. Eso es alrededor de 10 órdenes de magnitud menos conductivo que el cobre, pero es 10 órdenes de magnitud más conductivo que el aire, por ejemplo (10-15 S/m).
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