Fascículo 1 - La Electricidad

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La
electricidad
Básicamente, un átomo está formado por
tres tipos de partículas subatómicas, las
cuales son de interés en el estudio de 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.
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.
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.
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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.
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.
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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.
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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
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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.
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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:
TENSIÓN
U y se mide en voltios (símbolo V).
Toda partícula eléctricamente cargada crea
a sus alrededores un campo de fuerza.
INTENSIDAD
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 letra utilizada para identificar la intensidad
de la corriente eléctrica es I y su unidad de
medida es el amperio (A).
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
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 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).
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