Fundamentos de la Electricidad: Cargas, Corriente y Fenómenos Eléctricos

Conceptos Fundamentales de la Electricidad

Formas de Electrización de los Cuerpos

• Electrización por Frotamiento

  Cuando un átomo pierde electrones, quedará con carga positiva. Si los gana, su carga total será negativa (tendrá más electrones que protones).

• Electrización por Inducción

  En este tipo de electrización no se transfieren electrones de un objeto a otro, a diferencia de la electrización por frotamiento.

• Electrización por Contacto

  Por ejemplo, cuando un objeto cargado negativamente se aproxima a otro neutro. Parte de la carga negativa del cuerpo se transferirá al cuerpo neutro.

Materiales Conductores y Aislantes

• Material Buen Conductor

  Los electrones se mueven con gran facilidad, permitiendo una buena conducción de la electricidad.

• Cómo se Distribuyen las Cargas en un Material Conductor

  Cuando un conductor se carga, estas cargas eléctricas experimentan una repulsión mutua que las hace separarse, hasta alcanzar la mayor distancia posible entre sí. Las cargas se distribuyen sobre la superficie del conductor y “escapan” de su interior. Por lo tanto, el interior siempre está vacío de cargas.

• Material Mal Conductor o Aislante

  Cuando un aislante recibe una carga sobre su superficie, la retiene en el lugar donde fue introducida (mientras que un conductor es un material que permite que cualquier carga introducida en la superficie se traslade).

El Electroscopio

Es un aparato muy útil para investigar la atracción y la repulsión de los cuerpos cargados eléctricamente. Su funcionamiento puede explicarse sobre la base de la electricidad por contacto.

Fenómenos Eléctricos Naturales

Tormentas Eléctricas

Uno de los hechos más característicos de las tormentas eléctricas son los rayos y los relámpagos. Se forman debido al movimiento de las cargas. Las nubes se cargan de electricidad por frotamiento con el aire. La parte más alta de las nubes se carga positivamente y la parte baja, negativamente. Luego, por inducción, la parte inferior de las nubes, al tener carga negativa, induce una carga positiva en la superficie terrestre. Todo esto genera una distribución de cargas tal que, cuando alcanzan determinada magnitud, se originan descargas eléctricas.

Medidas de Seguridad ante Tormentas Eléctricas

• No es conveniente cobijarse debajo de un árbol.
• Son peligrosos los postes o estructuras metálicas.
• Tampoco se debe caminar bajo una tormenta por un lugar abierto y plano, ya que nuestro cuerpo, por el efecto punta, puede atraer un rayo.
• Si se está en un auto, hay que evitar tocar cualquier parte metálica.

El Pararrayos

Trata de impedir que ocurra la descarga eléctrica entre la nube y la tierra. También, si esta se produce, la conduce a la tierra y evita que se dañen las viviendas y las personas que las habitan.

Corriente Eléctrica y sus Propiedades

La Corriente Eléctrica

La corriente eléctrica es un flujo de electrones, es decir, un conjunto de electrones en movimiento a través de un conductor.

Tipos de Materiales Conductores

• Los Semiconductores

  Son muy empleados en todo lo relacionado con aparatos eléctricos.

• Los Superconductores

  Se encuentran junto a los conductores, semiconductores y aislantes.

El Agua como Conductor

El agua es buena conductora porque contiene sales y otras sustancias disueltas que son muy buenas conductoras de la corriente.

La Diferencia de Potencial

La diferencia de potencial puede comprenderse pensando en el flujo de agua entre dos depósitos unidos por un tubo, tal como se muestra en la ilustración.

Generadores y Fuentes de Energía

Las fuentes son generadores que suministran la energía que permite que los electrones se desplacen a través de un conductor. Por ejemplo, las pilas desprenden energía a través de una reacción química que se lleva a cabo en su interior, y esta energía se transforma en energía eléctrica.

La Resistencia Eléctrica

La cantidad de corriente que fluye por un conductor depende de la diferencia de potencial que suministra la fuente de energía. También depende de la resistencia que opone el conductor, conocida como resistencia eléctrica. La resistencia de un cable depende del material con que está hecho, así como de su grosor y longitud. La resistencia eléctrica es menor en los cables gruesos que en los más finos, y también menor en los cortos que en los largos.

Georg Simon Ohm y la Ley de Ohm

Georg Simon Ohm fue un físico bávaro que hizo a principios del siglo XIX una contribución fundamental a los estudios sobre electricidad. Descubrió la relación entre la diferencia de potencial, que se simboliza con ΔV (delta V), la resistencia que se denomina R, y la intensidad de corriente, simbolizada con la letra I, que circula por un conductor.