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Electricidad

Electricidad
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Concepto:Rama de la Física que estudia las leyes que rigen el fenómeno y rama de la tecnología, que usa en aplicaciones prácticas.
Electricidad Fenómeno originado por el movimiento que experimentan los electrones, partículas de masa muy pequeña que se encuentran en torno al núcleo del Átomo.

Historia de la electricidad

Tales de Mileto
La primera observación científica conocida de los efectos eléctricos, la realizó Tales de Mileto en el 600 a.n.e. Este hombre observó que las briznas de pasto seco se adhería a un trozo de ámbar cuando éste había sido frotado.

Miles de años después, exactamente en 1660, fue el médico y físico inglés William Gilbert quien estudió estos efectos, y tomando la palabra griega elektron (ámbar), llamó a esas sustancias eléctricas. Tratándose de un efecto al parecer estable, a menos que se lo perturbara terminó denominándose Electricidad estática o carente de movimiento.

Gilbert escribió en 1600 un libro sobre el tema del Magnetismo, que se llamó "De Magnete". También Tales había estudiado el fenómeno, pero pasaría un tiempo antes de que los físicos se dieran cuenta que se trataba de un mismo fenómeno. Tanto la electricidad como el magnetismo pasarían a formar el Electromagnetismo. Mientras tanto, se intentaba descubrir los secretos de este extraño fenómeno y desentrañar el mecanismo oculto tras la electricidad.

En 1733 el francés Charles François de Cisternay du Fay, descubrió que dos bolas de corcho, cargadas de la misma manera, se repelían. Pero si cargaba cada una por medios diferentes, lograba que a veces se atrajeran; por ejemplo si cargaba una frotándola con una vara de Resina y a la otra con una de vidrio. Este fenómeno de atracción y repulsión parecía indicar dos naturalezas distintas. François de Cisternay Du Fay creía que la electricidad era un fluido y determinó que este existía en dos tipos: resinoso o vítreo.

En el año 1747, Benjamín Franklin propuso que no había dos tipos de fluidos, sino uno, el cual podía presentarse en exceso o en defecto. En esto se acercaba más Du Fay a la verdad que Franklin. Pero rebautizó al fluido como "electricidad negativa" si faltaba para el equilibrio, y "electricidad positiva" al exceso. Estos nombres han perdurado, pero con una comprensión distinta del fenómeno que la de un fluido.

Luigi Galvani, un anatomista italiano, observó por primera vez que una descarga eléctrica sobre las patas de una rana muerta, producía contracciones de los músculos afectados. Probó exponer estos músculos a los efectos de una tormenta, usando el descubrimiento de Franklin. Para conseguirlo, colgó patas de rana con ganchos en la reja de la casa. Pero las contracciones proseguían, aún cuando la tormenta había pasado. Una inspección posterior lo llevó a ver que la estimulación se producía cuando el músculo tocaba simultáneamente dos metales distintos.

Galvani creyó que la electricidad así producida, se generaba en el músculo, observación que resultó errónea, pero no sería él quien descubriera el error.

Veinte años más tarde, en 1800, Alessandro Volta supuso lo contrario, es decir que era el contacto entre metales distintos lo que generaba la electricidad. Esta idea fue el comienzo de una gran revolución en el tema. Dicha hipótesis pudo comprobarse inmediatamente y le permitió dos grandes avances:

Construir el primer dispositivo químico generador de electricidad, que denominó batería eléctrica, hoy llamada pila.

Se obtuvo por primera vez en la historia una corriente continua y suficientemente estable. Ya no se dependía de la estática.

En 1820, se había dado un gran salto al comprender la relación entre la electricidad y el magnetismo. En ese año, el físico danés Hans Christian Oersted demostró que una corriente generaba un Campo magnético. Siguiendo este descubrimiento, André-Marie Ampère demostró que un solenoide (cable enrollado en forma de resorte) aumentaba considerablemente el campo magnético generado, en proporción directa con la cantidad de vueltas que se le diera al cable.

Así, desde la pila de Volta, que permitió trabajar con una corriente, los descubrimientos se desencadenaron velozmente:

  • 1821: Michael Faraday, aportó la idea fundamental de la física moderna, por primera vez, para describir una fuerza electromagnética se hablaba de campo.
  • 1883: Nikola Tesla desarrolló un motor que podía funcionar con corriente alterna y ya no con continua. Thomas Alva Edison se oponía al uso de esa corriente, pero sus esfuerzos fueron vanos.

Corriente eléctrica

Los electrones tienen carga eléctrica negativa (-), mientras que los protones, situados en el núcleo del Átomo, tienen carga positiva (+). Los cuerpos pueden estar cargados positiva o negativamente como consecuencia del exceso de protones o electrones.

En determinados materiales, que se denominan conductores, es posible hacer fluir los electrones de un extremo al otro de los mismos, estableciéndose entonces una corriente eléctrica. El camino por el que se desplazan los electrones es a lo que se denomina circuito eléctrico, que se define como el conjunto de elementos interconectados que permiten el paso de la corriente eléctrica.

A partir de la corriente eléctrica se definen dos magnitudes: la intensidad y la densidad de corriente.

Intensidad

La intensidad de corriente en una sección dada de un conductor, se define como la carga eléctrica que atraviesa la sección en una unidad de tiempo.

Densidad de corriente

La densidad de corriente es la intensidad de corriente que atraviesa una sección, por unidad de superficie de la sección

Magnitudes

  • Intensidad (I):La intensidad de corriente o corriente eléctrica se define como la cantidad de carga eléctrica (electrones) que pasa por un conductor en la unidad de tiempo. Su unidad de medida es el Amperio (A) y el aparato con el que se mide recibe el nombre de Amperímetro.
  • Voltaje (V): El voltaje o tensión representa la diferencia de potencial existente entre dos puntos de un circuito eléctrico. La tensión se mide en Voltios (V) y su aparato de medida es el Voltímetro.
  • Resistencia (R): Se define la resistencia eléctrica como la mayor o menor dificultad que opone un cuerpo, al paso de la corriente eléctrica. Los materiales que presentan una gran oposición al paso de la electricidad reciben el nombre de aislante, y en consecuencia tienen una elevada resistencia eléctrica. Por el contrario, llamamos conductores a los materiales que apenas oponen resistencia al paso de la corriente. La unidad de media de la resistencia eléctrica es el Ohmio (Ω), y su aparato de medida el Ohmímetro.
  • Potencia: La potencia eléctrica es la capacidad que tiene un aparato para transformar la energía eléctrica en otro tipo de energía. Cuanto más rápido sea capaz de realizar esta transformación mayor será la potencia del mismo. Para calcularla mediante la siguiente expresión: P = V ∙ I. Su unidad de medida es el Watio (w) y el aparato de medida el Watímetro.
  • Energía: La energía es la potencia consumida por unidad de tiempo, y responde a la siguiente expresión: E = P ∙ t. Se mide en Kilowatio-hora, mediante el contador de la luz instalado por la compañía eléctrica.

Ley de Ohm

A comienzos del Siglo XX, Georg Simon Ohm descubrió que existía una relación entre las magnitudes fundamentales de la electricidad según una ley física que lleva su nombre y que se enuncia así: "La diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico, es igual al producto de la intensidad que lo que recorre por la resistencia eléctrica medida entre dichos puntos". Esto quiere decir que: V = R ∙ I

Efectos de la electricidad

Luz

Al atravesar la corriente eléctrica, el filamento de una bombilla lo calienta hasta tal extremo que lo pone incandescente, y como consecuencia de ello produce luz. Los tubos fluorescentes contienen un gas que tiene la propiedad de producir luz, al paso de la corriente eléctrica.

Calor

Cuando un conductor es atravesado por una corriente eléctrica, se produce un calentamiento del mismo que es debido a su resistencia eléctrica. En este fenómeno se basa el funcionamiento de los equipos electrodomésticos como son: plancha, Horno, secador, tostador, etc.

Movimiento

Si hacemos circular una corriente eléctrica por un conductor, en forma de espira situado dentro un campo magnético, el mismo gira . Debido a este fenómeno electromagnético que constituye el principio de funcionamiento de los motores eléctricos, se transforma la electricidad en movimiento y viceversa.

Fuentes