La electricidad es una fuente de energía que con el tiempo se vuelve cada vez mas importante e indispensable para todos, ya que las maquinarias y artefactos modernos necesitan de esta para su funcionamiento, por lo tanto hay que cuidar y no malgastarlo en cosas inútiles.La electricidad es originada por las cargas eléctricas, en reposo o en movimiento, y las interacciones entre ellas.
Lo cual veremos a lo largo del tema.
- Electricidad: Generalidades.
La Electrostática estudia la electricidad en reposo, así como sus medidas.
La Electrodinámica estudia la electricidad en movimiento y sus medidas.
Sabemos que la materia está formada, en sus componentes más pequeños, por átomos. Éstos, asu vez están constituidos por protones, carga positiva, electrones, de carga negativa, y neutrones, sin carga. Estas partículas son las que permiten que exista la electricidad. Es necesario que sepas que la electricidad se debe al movimiento de los electrones, y que éstos vienen condicionados por la propia estructura atómica, ya que los protones y neutrones, que están en el núcleo, no tienen movilidad.
Ya hemos dicho que son electrones los que se mueven, es por ello por lo que se presentan dos situaciones distintas.
1º Átomos con carga negativa: Son átomos o elementos con exceso de electrones.
2º Átomos con carga positiva: Son los que tienen defecto de electrones, es decir, que han cedido electrones.
Ten encuenta que si un átomo cede algún electrón siempre hay otro que lo recoge; tenemos, pues, una carga positiva (+) y otra negativa (-). Con estas cargas se verifican los siguientes principios:
Cargas con distinto signo se Atraen.
Cargas con igual signo se Repelen.
- Electrización.
Cuando a un cuerpo se le dota de propiedades eléctricas, es decir, adquiere cargas eléctricas, se dice que ha sido electrizado.
Algunos átomos tienen más facilidad para perder sus electrones que otros. Si un material tiende a perder algunos de sus electrones cuando entra en contacto con otro, se dice que es más positivo.Si un material tiende a capturar electrones cuando entra en contacto con otro material, dicho material es más negativo.
Tipos de Electización.
Electrización por Frotamiento. La electrización por frotamiento se explica del siguiente modo. Por efecto de la fricción, los electrones externos de los átomos del paño de lana son liberados y cedidos a la barra de ámbar, con lo cual ésta queda cargada negativamente y aquél positivamente.
Electrización por Contacto.
La electrización por contacto es considerada como la consecuencia de un flujo de cargas negativas de un cuerpo a otro. Si el cuerpo cargado es positivo es porque sus correspondientes átomos poseen un defecto de electrones, que se verá en parte compensado por la aportación del cuerpo neutro cuando ambos entran en contacto; el resultado final es que el cuerpo cargado se hace menos positivo y el neutro adquiere carga eléctrica positiva.
Electrización por Inducción.La electrización por influencia o inducción es un efecto de las fuerzas eléctricas. Debido a que éstas se ejercen a distancia, un cuerpo cargado positivamente en las proximidades de otro neutro atraerá hacia sí a las cargas negativas, con lo que la región próxima queda cargada negativamente.
- Ley de Coulom.
Al igual que Newton observó y esrudió cómo son atraídas las masas por la TIerra, Coulomb hizo lo mismo, pero con cargas eléctricas, y así llegó a la siguiente conclusión:
" La Fuerza con que se atraen o se repelen dos cargars eléctricas es directamente proporcional al producto de las mimas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa"
F = K . Q . Q'
d²
F = Fuerza de atracción o repulsión de las cargas expresada en Newton (N).
d = Distancia entre la cargas dada en metros (m).
K = Constante de Coulom (N . m²)
C²
La zona del espacio donde ejercen su influencia las cargas Q se llama Campo Eléctrico.
- Condensadores.
El condensador es un aparto eléctrico formado pro dos conductores cualesquiera separados por una sustancia aislante, llamada dieléctrico.El más sencillo de todos es el condensador plano: consta de dos láminas o armaduras metálicas, la A llamada colectora y la B condensadora, separadas por un dieléctrico.
- Magnetismo.
Estos son de dos clases:
Imanes Naturales.
El magnetismo es intríseco de ello; el ejemplo más claro es el mineral llamado Magnetita.Son cuerpos metálicos que han adquirido la propiedad magnética, bien eléctricamente o por contacto con otros imanes. Se llama Polo del imán a cada uno de sus extremos N (norte) y S (sur) y es donde se concentra el mayor poder de atracción. La línea entre ellos se llama Neutra.
Líneas de Campo Magnetico.
Permanecen perpendiculaes a la fuerza magentica sobre la carga movil. Y forman circulos cerrados. Con los polos magneticos aislados aprentemente no existen, no hay puntos en el espacio donde las lineas de campo magnetico comiencen o terminen.
- Corriente Eléctica.
No sientes curiosidad por conocer cómo se encieden las luces de las bombillas si sólo tienen un hilo en su interior? Este se produce porque al abrir una llave o interruptor, la corriente eléctrica pasa através de los hilos, luego se define como:" La circulación de electrones a través de un hilo conductor."
Este hilo conductor está formado por átomos cuyos electrones se pasan de unos a otros y así se transmite la corriente eléctrica. Según esto, te darás cuenta que el amterial de que está formado el hilo conductor influye en la circulación de los electrones. Es por eso por lo que existe la siguiente clasificación:
1º Conductores. Son aquellos cuerpos en los cuales los electrones se mueven con facilidad.
2º Aislantes. Son aquellos cuerpos en los que los electrones tienen poquisima o ninguna movilidad con relación a otros átomos.
3º Semiconductores. Son cuerpos que conduce, o no, la corriente eléctrica según lña temperatura que tengan.
La Intensidad, I de una corriente eléctrica es la cantidad de electrones que pasan en un segundo por un conductor.
Un movimiento de electrones está producido por una diferencia de potencial entre extremos de un conductor y se llama Voltaje, V.
Del mismo modo la Resistencia R, de un conductor, controla el paso de electrones. Si la resistencia es muy alta la corriente eléctrica es muy débil, y si la resistencia es baja, la corriente es más intensa.
Intensidad de la Corriente Eléctrica.
I = intensidad que se mide en Amperios. I = Q
Q = cantidad de electricidad; se mide en Culombios. t
t = tiempo en segundos.
Así pues definimos el Amperio como la intensidad de corriente que permite el paso de un Culombio en un segundo.
La diferencia de potencial, tensión o voltaje, se mide en Voltios.
Resistencia Eléctrica.
Se define la resitencia como la mayor o menor oposición de los conductores al movimiento de los electrones en su seno.La resistencia depende del Material de que están construidos los conductores, así como la Longitud y la Sección del hilo conductor.
La Resistencia Eléctrica de un conductor es directamente proporcional a su Longitud e inversamente proporcional a la Sección.
R = ρ l R = resistencia eléctrica; se mide en Ohmios, Ω.
s l = longitud del conductor; se mide en cm.
s = sección del conductor en cm².
ρ = Resistividad; se mide en Ω.cm.
La Resistividad es una propiedad parituclar de cada material conductor y nos indica la mayor o menor dificultad que tiene ese material en dejar pasar la corriente eléctrica.
