Comprendiendo la Electricidad: De la Carga al Transporte de Energía
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¿Qué es la Electricidad?
La electricidad constituye una forma de energía que está presente en casi todas las actividades del ser humano en una sociedad desarrollada, ya que gran parte de los aparatos y máquinas que usamos funcionan con electricidad.
Medición de la Carga Eléctrica
La carga eléctrica se mide en el Sistema Internacional (S.I.) en culombios (C). Esta unidad expresa la cantidad de electrones transportados en 1 segundo por medio de una corriente de un amperio.
Conceptos Fundamentales de la Electricidad
Flujo de Electrones
La electricidad es una forma de energía que se produce al desplazarse los electrones libres de unos átomos a otros. Por tanto, la corriente eléctrica es un flujo de electrones entre átomos.
Materiales Eléctricos
Definimos los materiales según su comportamiento ante la corriente eléctrica:
- Conductores: Son los materiales que dejan pasar la corriente eléctrica sin dificultad. Ejemplos: cobre, oro, hierro.
- Aislantes: Son los materiales que no dejan pasar la corriente eléctrica. Ejemplos: plástico, madera, cristal.
- Semiconductores: Son aquellos materiales que, dependiendo de las condiciones de la energía, se comportan como conductores o aislantes; es decir, a veces conducen y a veces no. Ejemplos: silicio, germanio.
Pares de Electrones Libres
Los pares de electrones no enlazantes se denominan pares libres. Son pares de electrones de valencia que no participan en la formación del enlace covalente.
Producción y Transporte de Energía Eléctrica
Proceso de Suministro Eléctrico
El transporte de electricidad se efectúa a través de líneas de transporte a tensiones elevadas que, junto con las subestaciones eléctricas, forman la red de transporte. Para poder transportar la electricidad con las menores pérdidas de energía posibles, es necesario elevar su nivel de tensión.
Tipos de Centrales Eléctricas y Fuentes de Energía
Existen diversos tipos de centrales eléctricas que utilizan distintas fuentes de energía para su funcionamiento.
Transformación y Distribución
La electricidad llega desde las centrales en alta tensión y pasa por transformadores que la reducen para que sea segura en los hogares. Allí, es transformada en energía secundaria. Algunos ejemplos de energía secundaria son:
- Gasoil
- Fueloil
- Queroseno
- Coque
La Ley de Ohm
Enunciado de la Ley de Ohm
La ley de Ohm relaciona tres magnitudes fundamentales en un circuito eléctrico: la intensidad de corriente, el voltaje (o tensión) y la resistencia.
La intensidad de corriente que circula por un circuito es directamente proporcional a la tensión aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del circuito.
Matemáticamente se expresa de varias formas, utilizándose una u otra en función de los datos conocidos:
- $I = V / R$
- $V = I * R$
- $R = V / I$
Magnitudes Relacionadas en la Ley de Ohm
Las tres magnitudes que se relacionan en la ley de Ohm son:
- Intensidad de corriente eléctrica (I): Cantidad de carga eléctrica que atraviesa la sección de un conductor por unidad de tiempo. Su unidad de medida es el amperio (A) y se mide con un amperímetro.
- Diferencia de potencial, voltaje o tensión eléctrica (V): Es la fuerza que impulsa a los electrones a través de un conductor.
- Resistencia eléctrica (R): Oposición que presenta un material al paso de la corriente eléctrica.
Efectos de la Variación de Magnitudes
- Si la resistencia aumenta, la intensidad de corriente disminuye.
- Si el voltaje de la pila aumenta, la intensidad de corriente aumenta.