La electricidad. La electricidad se origina por la separación o movimiento de los electrones que forman los átomos.

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2 La electricidad Es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas. Se manifiesta en una gran variedad de fenómenos como los rayos, la electricidad estática, la inducción electromagnética o el flujo de corriente eléctrica. Básicamente, un átomo está formado por tres tipos de partículas subatómicas, las cuales son de interés en el estudio de la electricidad. Electrones, partícula subatómica con carga negativa. Protones, partícula subatómica con carga positiva. Neutrones, partícula subatómica con carga neutra. La electricidad se origina por la separación o movimiento de los electrones que forman los átomos. Estructura de la materia La materia es el material físico del universo, es cualquier cosa que ocupa un espacio y que tiene una masa, como por ejemplo, las rocas, árboles, agua, etc. La materia puede existir en tres estados: líquido, sólido y gaseoso, todos éstos están formados por átomos. Carga eléctrica Cuando se somete un material a una fuerza externa como calor o campo magnético, los electrones de un átomo pueden transferirse a otro, dando origen a la carga eléctrica. El átomo Es la partícula más pequeña a la que se puede reducir un elemento o material, éstos son tan pequeños que no se pueden ver a simple vista. 2

3 Formas de generar electricidad. Para producir electricidad existen varias formas. El proceso de producir electricidad es convertir un medio de energía de cualquier tipo en energía eléctrica. Las formas más comunes de producir electricidad son las siguientes: Por principio, ésta se da al frotar una varilla o superficie de plástico con un paño de lana: los electrones del paño son excitados movidos a la varilla, por lo que ésta queda cargada negativamente, por el exceso de electrones; lo contrario del paño que, por falta de electrones, queda cargado positivamente. Por fricción Por reacción química Por efecto fotovoltaico Por inducción magnética. Electricidad por fricción A este tipo de electricidad también se le llama electricidad estática, por ser una electricidad desordenada. Un ejemplo natural de este tipo de electricidad son las nubes, cuando hay mucho viento, éstas se frotan entre sí, por lo que se cargan y cuando encuentran un cuerpo con una carga contraria se produce un rayo, éste puede ser entre nubes o hacia la tierra. 3

4 Electricidad por reacción química. Ciertas sustancias químicas se combinan con ciertos metales, para dar inicio a una actividad química en la cual habrá transferencia de electrones, produciéndose así las cargas eléctricas. Esta es la forma en que funciona una batería, pila o acumulador. La electricidad no sólo puede circular por conductores metálicos, también a través de determinados líquidos. Electricidad por efecto fotovoltaico Este tipo de electricidad se obtiene directamente de la radiación solar. Los rayos del sol chocan directamente sobre celdas que están formadas por materiales sensibles a estos rayos, los cuales provocan que los electrones se empiecen a mover generando cargas eléctricas. Las cargas generadas por las celdas pueden ser almacenadas en un acumulador o batería. Utilizando un convertidor puede funcionar para dar energía a una pequeña casa. 4

5 Si lo vemos de una manera sencilla, al tener un pequeño imán en forma de herradura, a través de sus extremos fluyen líneas magnéticas, si colocamos una espiral de cobre y se hace pasar a través de estas líneas magnéticas, éstas suministran la fuerza necesaria para que los átomos del cobre liberen sus electrones; estos electrones se moverán en la misma dirección produciendo una corriente eléctrica. Electricidad por inducción magnética La electricidad por inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza, a través de un metal expuesto, a un campo magnético, como puede ser un imán, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático, como funciona un generador. Tipos y características de corriente eléctrica Corriente directa DC Corriente continua o directa (CC, DC): es aquella en la que los electrones siguen 5

6 siempre el mismo sentido de dirección en el conductor. Su representación simbólica es una recta, ya que los valores de su magnitud permanecen sensiblemente constantes. Teniendo un marcado acento direccional, es la corriente de pilas y acumuladores. Sus características son: - Se transporta muy bien a larga distancia - Se transforma muy bien - Se produce mejor y más barata que la continua - Los receptores son baratos y de poco mantenimiento Corriente directa DC Corriente alterna AC Este tipo de electricidad se caracteriza porque, en fracciones de tiempo periódicas, va cambiando de valor y de signo, alterando el sentido direccional de los electrones, pasando por unos valores máximos y mínimos en el valor absoluto de las magnitudes; es la corriente que se genera en las centrales de hidroeléctricas por medio de los alternadores. Debido a sus ventajas, la corriente alterna es la más utilizada en instalaciones eléctricas en viviendas, y por ello, nos centraremos en ella. Corriente alterna AC Magnitudes básicas de la electricidad Para hablar de electricidad, es necesario tener claro los conceptos de tensión eléctrica, intensidad de corriente eléctrica y resistencia eléctrica. Estos términos se definen a continuación: 6

7 TENSIÓN Toda partícula eléctricamente cargada crea a sus alrededores un campo de fuerza. Para mover otra partícula cargada de un punto a otro del campo, hay que realizar trabajo. La cantidad de energía necesaria para efectuar ese trabajo sobre una partícula de carga unidad, se conoce como diferencia de potencial entre ambos puntos. Esta magnitud se mide en voltios. La tensión eléctrica es una medida de la diferencia de cargas que se establece en los extremos de un elemento del circuito. En general, se puede definir como la diferencia de los valores de voltaje entre dos puntos arbitrarios de un circuito. La tensión eléctrica en ocasiones se denomina diferencia de potencial, fuerza electromotriz (fem) o voltaje. Su símbolo es U y se mide en voltios (símbolo V). INTENSIDAD La intensidad de corriente eléctrica es la cantidad de carga eléctrica que por segundo, pasa a través de un cable o elemento de un circuito. La letra utilizada para identificar la intensidad de la corriente eléctrica es I y su unidad de medida es el amperio (A). La corriente eléctrica es el flujo ordenado de electrones a través de un conductor. RESISTENCIA La oposición que los electrones encuentran para pasar por el conductor se llama resistencia eléctrica. La letra para identificar la resistencia eléctrica es R y su unidad de medida es el ohmio, se representa con el símbolo (Ω). 7

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