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26/09/13 ¿Qué es la Electricidad?
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¿QUÉ ES LA ELECTRICIDAD?· por Guillermo Estefani · en Perspectiva
La carga eléctrica es una propiedad física de la materia que
provoca que una partícula experimente una fuerza cuando se
encuentra cercana a otra partícula cargada eléctricamente.
La palabra electricidad proviene del griego “elektron”, que
significa “ámbar”. Desde el año 600 antes de Cristo, los
griegos ya hacían experimentación frotando una resina de
árbol llamada “ambar” generando electrostática.
Hacia el año 1600 de nuestra era que se reiniciaron los
estudios acerca del magnetismo y la electricidad estática,
viendo a la electricidad sólo como un fluido hasta los años
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¿Qué es la
comunicación?
1700s cuando a inicios de este siglo comenzó a
experimentarse con formas de transmisión y almacenamiento
de esta energía a través de “capacitores”.
En 1752, Benjamin Franklin probó con su experimento del
“cometa” que los rayos de las tormentas eran electricidad en la
naturaleza, presentando también la idea que la electricidad
tenía elementos de carga positiva y negativa y que la
electricidad fluía de positivo a negativo.
Hacia finales del siglo 19 la ciencia avanzaba a pasos
impresionantes, sin embargo la electricidad era vista como
algo divino. Los automóviles y los aviones se desarrollaban
para mover al mundo y la electricidad se abría paso en los
hogares, pero fue hasta 1897 cuando los científicos
descubrieron la existencia de los electrones, dando paso al
uso de la electricidad moderna.
El universo está compuesto de materia y energía. La carga
electromagnética es una propiedad fundamental de la materia
que podría decirse es una consecuencia del movimiento o
energía contenida en las mismas partículas, esto se puede
deducir porque por ejemplo, en materiales ordinarios el
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magnetismo está relacionado con la orientación de los
electrones.
Una partícula con carga electromagnética genera un campo
eléctrico y un campo magnético, que se miden en fotones de
luz, provocando repulsión o atracción a otras partículas con
carga eléctrica, que es “proporcional al producto de sus cargas
e inversamente proporcional al cuadrado de las distancias
entre ellos”.
Las partículas de materia “se comunica” entre sí a través de
bosones de energía emitiéndolos (perdiendo energía) o
absorbiéndolos (energizándose).
Se identifican actualmente dos sentidos de la carga, usándose
los términos “positivo” y “negativo” para referirse al sentido de
la carga únicamente para diferenciarlos, estableciendo una
polaridad.
El campo eléctrico se encuentra en función de la carga de una
partícula o sustancia.
Normalmente la carga eléctrica es indicada como una fuerza
que circunda a una partícula cargada eléctricamente y que se
ejerce en objetos eléctricamente cargados. El campo eléctrico
se identifica como un campo vectorial medido por Newtons por
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coloumb, o volts por metro.
Una partícula con carga definida siempre conservará la misma
carga. En otras palabras, la carga eléctrica total de un sistema
aislado permanecerá constante sin importar los cambios que
el sistema experimente.
La magnitud del campo en un punto determinado está definido
por la fuerza que ejercería en una carga positiva de 1 columbio
y la dirección está definida por la dirección de la fuerza.
Si un campo eléctrico cambia con el tiempo, influirá al campo
magnético, por lo que se considera que ambos campos
forman parte del concepto de electromagnetismo.
La materia cargada eléctricamente produce un campo
electromagnético que afecta a otras sustancias, atrayéndolas o
repeliéndolas dependiendo del sentido de su polaridad.
Un ion es un átomo o grupo de átomos que ha perdido uno o
más electrones, teniendo una carga positiva (catión) o que ha
ganado uno o más electrones, emitiendo una carga negativa.
En la formación de objetos macroscópicos, usualmente los
átomos constituyentes y los iones se combinarán para formar
estructuras compuestas de compuestos ionizados
eléctricamente unidos a átomos neutrales. La carga eléctrica
de un átomo, una molécula o un objeto es la suma de cargas
eléctricas de las partículas que lo conforman.
La carga neta de un objeto usualmente es pequeña pues la
materia constituida de átomos usualmente tiene igual número
de protones y electrones.
Incluso si la carga eléctrica neta de un objeto es cero, ésta
puede estar distribuida no uniformemente en el objeto. En este
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caso, el objeto está polarizado.
Los fenómenos de electricidad se pueden clasificar en dos
tipos principalmente: electricidad estática y corriente eléctrica.
La electricidad estática consiste básicamente al
comportamiento de las cargas eléctricas cuando están
descansando (la diferencia neta de sus cargas). Al
movimiento de electrones en materiales conductores en una
dirección específica se le conoce como “corriente eléctrica.”
La corriente eléctrica es la medición del flujo de cargas por una
unidad de tiempo, que recorre un material o circuito y que se
debe al movimiento de electrones dentro de un material.
Depende de la resistencia y el voltaje.
El flujo de la electricidad se expresa en culombios por
segundo, que comúnmente se llama Amperes. 1 Ampere es
igual a seis mil trescientos billones de electrones por segundo
fluyendo por el conductor de dicho circuito.
Cuando un electrón es energizado, su movimiento será mayor,
por lo que es posible que requiera más espacio y se desplace
fuera de su órbita habitual, debilitando su interacción natural
con el átomo.
Quizá la energía sea tal, que el electrón abandone a su átomo
original, desplazándose a otro átomo donde es posible que
coincida con otro electrón, también con carga negativa, por lo
que ocurrirá un “choque de campos electromagnéticos”.
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El electrón entrante, por estar más energizado, transferirá un
fotón de energía cinética al electrón menos energizado,
perdiendo energía cinética pero ocupando el lugar del “nuevo
electrón” que al ser energizado, aumentará su movimiento y su
necesidad de espacio, y de manera sucesiva generando una
reacción en cadena hacia el siguiente átomo.
Los electrones siempre conservarán su carga. La electricidad
entonces es la transferencia de energía entre electrones. A
medida que esta transferencia de energía ocurre a través de
un material existe una posibilidad de pérdida de energía por
radiación, en fonones de calor.
Cuando las fuerzas que unen a un electrón a un átomo o
molécula son débiles, y los electrones pueden transferir
fácilmente su energía cinética a los existentes y desplazarlos,
se dice que la partícula o el material es conductor, por ejemplo,
los metales. Si estas fuerzas no permiten la interacción entre
electrones, se dice que la materia es “aislante” o que se trata
de una “resistencia eléctrica“, por ejemplo una resina, un vidrio
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o un pedazo de madera.
La velocidad de la electricidad por conducción depende de la
densidad y volumen de la materia, así como del voltaje. Para
un voltaje de 110 V, la velocidad es de 6,216 kilómetros por
segundo, que es mucho menor que la velocidad de la luz. Un
alto voltaje significa un flujo más rápido de energía en el
material.
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