Download Diapositiva 1 - Maristas Compostela

¿QUÉ
ES?
¿SEGUIRA
ALGUNA
LEY?
¿ES SÓLIDA
O
LÍQUIDA?
¿SE
PODRA
TOCAR?
¿QUÉ
EFECTOS
PRODUCE?
LA
¿PESA
MUCHO?
ELECTRICIDAD
¿POR
DONDE
CIRCULA?
¿DE
DONDE
VIENE?
¿A DÓNDE
VA?
ELECTRICIDAD
Conjunto de fenómenos físicos en los cuales intervienen cargas
eléctricas, tanto en reposo como en movimiento
La palabra electricidad deriva de la palabra griega "electron ",
que significa ámbar amarillo.
El ámbar permitió descubrir a los antiguos griegos las extrañas
fuerzas de atracción y de repulsión que se producen cuando un
trozo del mismo es frotado con un paño.
Pero ignoraban las causas de tales fuerzas.
Posteriormente (en el siglo XVIII) se descubrió que cuando el
vidrio es frotado con un paño originaba fuerzas similares a las
del ámbar.
Pero el vidrio atraía a los objetos que el ámbar repelía y
viceversa.
Con esto se llegó a la conclusión de que existían dos tipos de electricidad
de características opuestas.
Franklin introdujo los términos positivo (+) y negativo (-) para distinguir
estos dos tipos de electricidad.
electricidad positiva: la que presenta un cuerpo que se
comporta como el vidrio que ha sido frotado con un paño de
seda
electricidad negativa: la que posee un cuerpo cuyo
comportamiento es el mismo que el del ámbar frotado con
una piel de gato.
Actualmente la electricidad se atribuye a una propiedad de la materia que
se llama "carga eléctrica".
La carga eléctrica es una propiedad de la materia que:
* Se manifiesta mediante las fuerzas eléctricas
* Presenta dos aspectos, arbitrariamente llamados carga positiva
y carga negativa, de modo que cargas del mismo tipo se repelen
y cargas de distinto tipo se atraen
* Se conserva en todo sistema aislado (ni aumenta ni disminuye)
* Está cuantizada, lo que quiere decir que sus variaciones no
ocurren de forma continua sino en porciones múltiplo de una
cantidad elemental
Pero:
¿Dónde está la carga eléctrica?
► La materia que nos envuelve está constituida por moléculas.
► Las moléculas están a su vez constituidas por átomos.
► Los átomos, a su vez, contienen otras partículas mas pequeñas.
Se han encontrado tres tipos de partículas especialmente importantes
en el interior del átomo:
* El ELECTRÓN :que tiene carga negativa y una masa muy pequeña
(Hacen falta 1027 electrones para tener la masa de 1 gramo)
* El PROTÓN : con carga positiva y una masa casi 2000 veces
mayor que la del electrón
*El NEUTRÓN : con una masa prácticamente igual a la del protón y
sin carga eléctrica
En cuanto a la distribución de estas partículas en el átomo se sabe que
dentro del mismo hay una zona central muy compacta (núcleo) y una
especie de corteza externa situada a gran distancia. Entre el núcleo y la
corteza el átomo está vacío.
En el núcleo están colocados los protones y
los neutrones y los electrones están en la
corteza exterior moviéndose alrededor del
núcleo.
Como el átomo es neutro (no manifiesta
propiedades eléctricas ), ello significa que el
número de electrones que hay en la corteza
es el mismo que el número de protones que
contiene el núcleo.
Las dimensiones de la parte central y el espesor de la corteza son
mínimas y casi insignificantes en comparación con el tamaño del átomo.
Actualmente, la electricidad es considerada como un fenómeno ligado al
carácter electrónico de la materia y a la actuación de los electrones del átomo:
Un cuerpo tiene carga positiva (+) cuando presenta un
defecto de electrones en su estructura atómica
(cuando ha PERDIDO electrones )
Un cuerpo tiene carga negativa (-) cuando tiene un
exceso de electrones en su estructura atómica
(cuando ha GANADO electrones )
Cuando un electrón se libera y se aleja de un átomo, se convierte en un
electrón libre. Algunos electrones de los átomos de los metales están tan
ligeramente unidos al núcleo que pueden trasladarse fácilmente de átomo en
átomo. Una mínima fuerza determina su desplazamiento y el intercambio de
electrones libres.
Desde el punto de vista eléctrico, los materiales pueden dividirse en dos grandes tipos:
CONDUCTORES:
aquellos materiales que
tienen gran cantidad de electrones libres y, por
ello, dejan pasar la corriente a su través.
Ejemplo de conductores son todos los metales
AISLANTES: aquellos materiales cuya estructura
atómica impide prácticamente todo movimiento de
electrones de átomo en átomo y que, por tanto,
tienen pocos electrones libres.
Ejemplos de este tipo de materiales son la madera, el
vidrio, la porcelana, etc.
También existen algunos materiales que están a mitad de camino entre los buenos
conductores y los buenos aislantes y poseen algunas características de ambos.
Estos materiales se llaman semiconductores y tienen una gran importancia técnica
pues son la base de la fabricación de la mayor parte de los dispositivos
electrónicos actuales.
Los electrones libres que hay en un conductor se mueven constantemente y
cambian su posición según un sistema " vibratorio" y en todas las direcciones.
Si una fuente de energía adecuada se conecta a los extremos de un
conductor, los electrones libres comienzan instantáneamente a
moverse a lo largo del conductor en una sola dirección y se origina la
corriente eléctrica.
Para conseguir que una corriente eléctrica circule por un conductor
(que los electrones se muevan) se necesita "algo" que provoque el
movimiento de los electrones. Ese "algo" es la diferencia de
potencial, también llamada tensión o voltaje.
La unidad de medida
de la tensión o voltaje
se llama voltio (V) y
se mide con un
aparato llamado
voltímetro.
El dispositivo capaz de impulsar a los electrones y
originar así corriente eléctrica se llama "generador "
Los generadores eléctricos son máquinas que producen energía eléctrica
a partir de algún otro tipo de energía.
Y lo que deben hacer es trasladar los electrones
desde el final del circuito hasta nuevamente al
principio del mismo
El punto por donde salen los electrones de
un generador se llama "polo negativo " (-)
y el punto por donde entran se llama "polo
positivo " (+).
Sin embargo decimos que la corriente
eléctrica circula del polo (+) al polo (-).
Cuando por un conductor circula la carga de un culombio en un segundo,
decimos que la intensidad de la corriente eléctrica es de un amperio.
El amperio es la unidad de medida de la intensidad.
Para medir la intensidad
de la corriente eléctrica
se emplea un aparato
llamado amperímetro.
La intensidad de la corriente y la tensión o voltaje son dos magnitudes
fundamentales en el estudio de la corriente eléctrica
Existen dos tipos de corriente eléctrica:
Cuando los electrones se mueven
siempre en el mismo sentido
decimos que existe una
CORRIENTE CONTINUA.
Cuando los electrones cambian de
sentido de movimiento varias
veces por segundo decimos que
existe una CORRIENTE
ALTERNA.
La principal ventaja de la corriente alterna sobre la continua es que se
puede aumentar o disminuir fácilmente su tensión mediante un aparato
llamado transformador.
Si la energía utilizada por un generador para producir corriente eléctrica es
de tipo mecánico el generador recibe el nombre de:
**
ALTERNADOR: cuando produce corriente alterna
**
DINAMO: cuando produce corriente continua
Este procedimiento es el utilizado a escala industrial para
producir corriente eléctrica
Si la energía utilizada por un generador para producir corriente eléctrica
es química el generador origina corriente continua y recibe el nombre de:
**
PILA: cuando no es recargable
**
BATERÍA: cuando se puede recargar muchas veces
Una pila voltaica
aprovecha la
electricidad de una
reacción química
espontánea para
encender una bombilla
. Las tiras de cinc y
cobre, dentro de
disoluciones de ácido
sulfúrico diluido y
sulfato de cobre
respectivamente,
actúan como
electrodos. El puente
salino (en este caso
cloruro de potasio)
permite a los
Los átomos son neutros y, por ello, la electricidad que esconden
interiormente no es aprovechable. Para separar electrones de un átomo y
crear así carga eléctrica e, incluso, producir corriente eléctrica, es necesario
darles una energía y las formas mas fáciles de conseguirlo son:
.- Por frotamiento de dos materiales diferentes entre sí.
.- Por medio de reacciones químicas
.- Por la acción de la luz sobre ciertos materiales
.- Por magnetismo: cuando se mueve una espira entre los
polos de un imán. Es el método mas usado a escala
industrial.
.- Por presión, con los materiales llamados piezoeléctricos
.- Por calentamiento (en los termopares)
Cuando los electrones deben recorrer un determinado circuito eléctrico
encuentran dificultades para circular. A estas dificultades se las llama
resistencias .
La resistencia de un conductor depende de:
** El material con que esté construido
** Su longitud (cuanto mas largo, mayor resistencia)
** La sección que tenga (cuanto mas grueso, menos
resistencia)
** La temperatura (generalmente, a mas temperatura, mas
resistencia)
La unidad de medida de la resistencia se llama ohmio ( W ).
Los circuitos eléctricos contienen esencialmente unos elementos básicos:
* El generador que pone en movimiento los electrones
* El interruptor que permite iniciar o cortar la corriente
* Algún elemento donde se consume la energía eléctrica (bombilla,
motor, etc)
* Los hilos conductores que unen el generador con los elementos
de consumo.
Para representar
los elementos de un
circuito se utilizan
unos símbolos
universalmente
aceptados. Los mas
elementales son
En el siglo XIX, un físico alemán, George Simon Ohm, demostró
experimentalmente que existe una relación entre la intensidad de la
corriente, la tensión y la resistencia.
Esta ley se conoce con el nombre de Ley de Ohm.
Aunque no se puede ver el paso de corriente eléctrica por un conductor, si
se pueden observar algunos de los efectos que dicho paso ocasiona:
1) Efectos magnéticos : Cuando la corriente eléctrica pasa por un
conductor se comporta como un imán
2) Efectos térmicos : Cuando la corriente eléctrica pasa por un
conductor desprende calor
3) Efectos luminosos : Cuando la corriente eléctrica pasa a través de
un conductor, el calor desprendido puede originar luz y también se
puede originar luz cuando la corriente pasa a través de gases
4) Efectos químicos : Ciertas sustancias cuando están disueltas en
agua pueden sufrir una descomposición como consecuencia del paso
de corriente eléctrica a través de la disolución. El proceso recibe el
nombre de electrólisis .
5) Efectos biológicos : El paso de corriente eléctrica a través de los
seres vivos puede ocasionarles efectos muy diversos, tales como
calentamiento (quemaduras), coagulaciones, fibrilación, etc.
El aprovechamiento de la energía eléctrica en la práctica exige
montar grandes redes de distribución que resumidamente son como
se indica en el esquema siguiente.