Fundamentos de electricidad y partículas: carga, campo y comportamiento en circuitos

Conceptos fundamentales

Partícula más pequeña que conserva las características de un compuesto: molécula.

Una combinación de elementos se llama compuesto químico.

Materia: es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.

Carga eléctrica y partículas

Conductor: medio que permite la canalización o el paso de las cargas eléctricas.

Electrón: carga = -1,6 × 10^-19 C; masa = 9,11 × 10^-31 kg.

Protón: carga = +1,6 × 10^-19 C; masa ≈ 1,67 × 10^-27 kg.

Neutrón: masa ≈ 1,67 × 10^-27 kg (sin carga eléctrica).

Magnitudes y unidades

1 Coulomb = 6,24 × 10¹⁸ electrones. También: 1 C = 1 J/V (joule por voltio).

Campo eléctrico y fuerzas

Tensión eléctrica: siempre que entre dos cuerpos exista un desequilibrio eléctrico estará presente una tensión eléctrica.

El campo eléctrico es una magnitud vectorial que depende de la magnitud de la carga eléctrica.

Líneas de campo eléctrico: trayectoria de cargas positivas introducidas en dicho campo; indican las trayectorias que seguirían las partículas positivas si se las abandonase libremente a la influencia de las fuerzas del campo.

Detección de cargas en el espacio: las cargas eléctricas puntuales irradian un campo eléctrico a su alrededor y permiten detectar otras cargas (por ejemplo, cargas positivas) en su vecindad.

(Intensidad del campo eléctrico E) — (Fuerza en newtons) — (Carga en coulombs). Relación fundamental: F = q E.

Inductancia y conductancia

Inductancias: llamaremos inductancia a la propiedad de una bobina (o inductor) por la cual la corriente que pasa por ella crea un flujo magnético; la inductancia relaciona el flujo magnético con la corriente que la produce.

La conductancia está directamente relacionada con la facilidad que ofrece un material al paso de la corriente eléctrica. La conductancia es lo inverso de la resistencia: a mayor conductancia, menor resistencia; a mayor resistencia, menor conductancia. Son inversamente proporcionales.

Conexiones y comportamiento en circuitos

Conexión en serie: aumento de la resistencia total; las caídas de tensión son diferentes en cada elemento; la potencia depende de la corriente y la tensión en cada elemento.

Conexión en paralelo: mayor consumo de corriente (en conjunto); la resistencia equivalente disminuye; las caídas de tensión son iguales en las ramas.

Mayor consumo de corriente (I) — disminución de la resistencia total — igual caída de tensiones por ramas.

Las conexiones eléctricas en muchas instalaciones están conectadas en paralelo.

Masa atómica y radioactividad

Masa atómica: es, en buena aproximación, la suma de las masas de los protones y neutrones del núcleo. La masa de los electrones es muy pequeña como para ser tomada en cuenta en la mayoría de los casos.

Radioactividad: los núcleos de algunos elementos emiten ciertas radiaciones: partículas alfa (cargadas positivamente) y partículas beta (electrones o positrones, con carga negativa o positiva según el caso).