Conceptos Fundamentales de Electricidad y Circuitos: Propiedades de Cargas y Materiales

Electricidad y Magnetismo

1. La Electricidad: Definición y Origen Histórico

La Electricidad es el conjunto de **fenómenos** producidos por el movimiento y la **interacción** entre **cargas eléctricas** positivas y negativas de los cuerpos. **Tales de Mileto** fue el primero que observó que el **ámbar**, al ser frotado, adquiere el poder de **atracción** sobre algunos objetos ligeros.

2. Electroestática y Tipos de Carga

2.1. Electroestática

La **Electroestática** es la parte de la **Física** que estudia las **cargas eléctricas** en reposo. Los griegos realizaron experimentos con ámbar para poner de manifiesto las propiedades eléctricas. Descubrieron que esta sustancia, por **frotamiento**, adquiere la propiedad de atraer objetos ligeros. La electroestática se centra en el estudio de las propiedades y del comportamiento de las cargas eléctricas.

2.2. Tipos de Carga

• Cargas Positivas: Carga adquirida por el **vidrio frotado**. Porta **protones**.
• Cargas Negativas: Carga que adquiere el **ámbar** o la **ebonita** por frotamiento. Porta **electrones**.

3. Corriente Eléctrica

La **Corriente Eléctrica** es el **movimiento ordenado** de **cargas eléctricas libres** (electrones), los cuales son atraídos por protones del otro lado de un circuito eléctrico.

3.1. Tipos de Corriente

• Corriente Continua (CC): El movimiento de electrones se produce siempre en un **mismo sentido**. Ejemplo: Aparatos con pilas.
• Corriente Alterna (CA): El movimiento de los electrones **cambia de sentido** cada cierto tiempo. Ejemplo: Redes principales de energía.

4. Métodos de Electrización

Existen tres métodos principales para cargar eléctricamente un cuerpo:

1. Electrización por Contacto: Consiste en cargar un cuerpo poniéndolo en contacto con otro previamente electrizado. Las **cargas se igualan** en ambos cuerpos.
2. Electrización por Frotación: Se produce al frotar un cuerpo con otro. Este contacto hace que un cuerpo quede cargado **electronegativamente** y el otro **electropositivamente**.
3. Electrización por Inducción: Ocurre **sin contacto directo**. Un cuerpo cargado eléctricamente atrae a uno neutro.

5. Materiales Eléctricos: Conductores y Aislantes

• Conductores: Materiales que permiten que los **electrones fluyan libremente** de partícula en partícula. Ejemplos: **Oro**, **Plata**, **Cobre**.
• Aislantes: Materiales que **impiden** el libre flujo de los electrones de átomo a átomo y de molécula a molécula. Ejemplos: **Caucho**, **Asfalto**.

6. El Circuito Eléctrico

Un circuito eléctrico es un camino cerrado por donde circula la corriente eléctrica.

6.1. Elementos de un Circuito Eléctrico

Generadores:

Suministran **energía** a los circuitos. Producen energía eléctrica a partir de otra fuente de energía. Los alternadores y dinamos transforman la energía mecánica en eléctrica.

Conductores:

Materiales necesarios para que circule la **corriente**. Poseen propiedades eléctricas.

Receptores:

Transforman la energía eléctrica en otro tipo de **energía útil**. Ejemplo: Motor.

Maniobra y Control:

Dispositivos que nos permiten **abrir o cerrar** el circuito.

Protección y Seguridad:

Dispositivos que protegen al circuito de **sobrecargas de tensión** y al operario de accidentes. Pueden ser:

• **Fusibles:** Interrumpen la corriente para proteger la instalación.
• **Llave Térmica (Interruptor Termomagnético):** Interrumpe la corriente cuando sobrepasa valores máximos para proteger la instalación.
• **Disyuntor (Interruptor Diferencial):** Abre el circuito cuando ocurren fallas de aislamiento para proteger a las personas.

6.2. Circuito en Paralelo

En un **Circuito en Paralelo**, cada receptor está conectado a la fuente de alimentación de manera **independiente** al resto.

Características:

• Todos los elementos reciben la **misma tensión** y pueden funcionar independientemente.
• Más elementos requieren mayor **generación de corriente**.
• La única manera de aumentar la resistencia es agregar resistencias en serie (Nota: Esta afirmación se refiere a la resistencia total equivalente, que disminuye al añadir elementos en paralelo).