¿Qué es la Electricidad?
La electricidad es un conjunto de fenómenos físicos que se
producen cuando existe un movimiento de los electrones de los átomos que forman
cualquier tipo de materia. Los fenómenos físicos que produce pueden ser luz
(bombilla), calor (radiador eléctrico), movimiento (motores), etc.
Es decir, cuando se mueven los electrones de los átomos de un
material (cobre, aluminio, etc.) se produce la electricidad. Este movimiento de
electrones se conoce como corriente eléctrica
Este movimiento de los electrones puede ser causado de forma natural, un
rayo, por ejemplo, o pueden ser causados por el hombre (artificial), por
ejemplo una dinamo que produce corriente eléctrica.
Si
conseguimos mover electrones a través de un conductor (cable) o receptor (por
ejemplo un motor, bombilla, etc.) hemos conseguido generar electricidad.
La materia o cualquier material está formado por partículas muy pequeñas
(no se ven a simple vista) llamadas átomos.
La
carga eléctrica es la cantidad de electricidad almacenada en un cuerpo.
Los átomos de un cuerpo son eléctricamente neutros, en su estado natural,
tienen el mismo número de protones con carga + que electrones con carga -, es
decir la carga negativa de sus electrones se anula con la carga positiva de sus
protones.
Los
neutrones no tienen carga eléctrica, solo masa.
Podemos cargar un cuerpo positivamente (potencial positivo) si le robamos
electrones a sus átomos y podemos cargarlo negativamente (potencial
negativo) si le añadimos electrones. Como ves en la electricidad solo
intervienen los electrones.
Cuerpo en estado
natural ==> Sin Carga Eléctrica.
Cuerpo con electrones añadidos ==> Carga negativa.
Cuerpo que le quitamos electrones ==> Carga Positiva.
Si tenemos un cuerpo con potencial negativo y otro con potencial
positivo, entre estos dos cuerpos tenemos una diferencia de potencial (d.d.p.).
Los átomos de los cuerpos (materiales) tienden a estar en estado neutro,
es decir a no tener carga eléctrica. Si por algún motivo no lo están, siempre
van intentar estarlo. Por ejemplo, un átomo de un material que no esté en
estado neutro robará o cederá electrones al átomo más cercano a él.
Si conectamos dos cuerpos, uno con carga positiva y otro con carga
negativa con un conductor (elemento por el que pueden pasar los electrones
fácilmente) los electrones sobrantes del cuerpo con potencial negativo pasarán
por el conductor al cuerpo con potencial positivo, para que los dos cuerpos
tiendan a su estado natural, es decir, neutro.
Acabamos de
generar corriente eléctrica, ya que este movimiento de
electrones es lo que se conoce como corriente eléctrica.
Lógicamente
la corriente cesará cuando todos los electrones de la parte negativa pasen a la
parte positiva, o si existe un corte en el conductor.
Si queremos mantener la d.d.p. y la corriente eléctrica entre los dos puntos,
necesitamos una máquina que sea capaz de robar los e- cuando lleguen a la parte positiva y
los devuelva a la parte negativa.
Las máquinas que son capaces de mantener una d.d.p entre dos puntos con
el paso del tiempo se llaman generadores eléctricos.
¿Qué necesitamos
para generar una corriente eléctrica?
Tener una d.d.p entre dos puntos y conectarlos por medio de un
conductor. Esto lo consiguen los generadores eléctricos como las pilas, las
dinamos o los alternadores.
La diferencia de carga entre los dos cuerpos será la causante de que
tengamos más a menos corriente eléctrica por el conductor. Esta carga
de un cuerpo se mide en culombios (C).
A más d.d.p. ==> mayor corriente eléctrica.
Realmente el sentido de la corriente eléctrica es siempre del polo – al
polo +, pero convencionalmente, para resolver ejercicios de electricidad, se
considera al revés.
Este criterio se debe a razones históricas ya que en la época en que
trató de explicarse cómo fluía la corriente eléctrica por los materiales, la
comunidad científica desconocía la existencia de los electrones y decidió ese
sentido, aunque podría haber acordando lo contrario. No obstante en la
práctica, ese error no influye para nada en lo que al estudio de la corriente
eléctrica se refiere.
TENSIÓN O VOLTAJE
La Tensión es la diferencia de potencial entre dos puntos. En
física se llama d.d.p (diferencia de potencial) y en tecnología o electricidad,
Tensión o Voltaje. Como ya debemos saber por el estudio de la carga eléctrica
la tensión es la causa que hace que se genere corriente por un circuito.
En un enchufe hay tensión (diferencia de potencial entre sus dos puntos)
pero OJO no hay corriente. Solo cuando conectemos el circuito al enchufe
empezará a circular corriente (electrones) por el circuito y eso es gracias hay
que hay tensión.
Entre los dos polos de una pila hay tensión y al conectar la bombilla
pasa corriente de un extremo a otro y la bombilla luce. Si hay mayor tensión
entre dos polos, habrá mayor cantidad de electrones y con más velocidad pasaran
de un polo al otro.
La tensión se mide en Voltios. Cuando la tensión es de 0V (cero
voltios, no hay diferencia de potencial entre un polo y el otro) ya no hay
posibilidad de corriente y si fuera una pila diremos que la pila se ha
agotado. El aparato de medida de la tensión es el voltimetro.
Pero ¿Quien hace que se mantenga una tensión entre dos puntos? Pues
los Generadores, que son los aparatos que mantienen la d.d.p
o tensión entre dos puntos para que al conectar el circuito se genere
corriente. la tensión se mide en Voltios (V). Estos generadores pueden ser
dinamos, alternadores, pilas, baterías y
acumuladores.
INTENSIDAD DE CORRIENTE
Es la cantidad de electrones que pasan por un punto en un segundo.
Imaginemos que pudiésemos contar los electrones que pasan por un punto de un
circuito eléctrico en un segundo. Pues eso seria la Intensidad. Se mide
en Amperios (A). Por ejemplo una corriente de 1 A (amperio) equivale a 6,25
trillones de electrones que han pasado en un segundo. La intensidad se mide
con el amperimetro.
RESISTENCIA
ELÉCTRICA
Los electrones, cuando en su movimiento se encuentran con un receptor
(por ejemplo una lámpara), no lo tienen fácil para pasar por el receptor,
porque les ofrecen una resistencia. Por el conductor van muy a gusto porque no
les ofrece casi resistencia a moverse por él, pero pasar a través de los
receptores es más difícil para ellos porque tienen resistencia.
Se llama resistencia a la dificultad que se ofrece al paso de la
corriente.
Todos los elementos de un circuito tienen resistencia, excepto los
conductores que se considera cero en muchos casos. Se mide en Ohmios (Ω). La
resistencia se representa con la letra R.
Un óhmetro u ohmímetro es un instrumento para medir la resistencia
eléctrica, pero en muchas ocasiones podemos utilizar el polímetro,
aparato que mide tensiones, intensidades y resistencias.
Podemos medir la resistencia de un receptor o la resistencia entre dos
puntos de una instalación.
Hay unos componentes eléctricos-electrónicos
llamados resistencias que son componentes que se ponen en los circuitos
precisamente para eso, para ofrecer más resistencia al paso de la corriente por
donde están colocados en los circuitos. Si estos componentes tienen una
resistencia que se pude variar de valor se llaman potenciómetros o resistores.
POTENCIA ELÉCTRICA
La potencia eléctrica la podemos definir como la cantidad de.......
¿Por qué? Pues porque depende del tipo de receptor que estemos hablando.
Por ejemplo, de una Lámpara o Bombilla sería la cantidad de luz que emite, en
un timbre la cantidad de sonido, en un radiador la cantidad de calor. Se
mide en vatios (w) y se representa con la letra P.
Una lámpara de 80w dará el doble de luz que una de 40w.
Por cierto, su fórmula es P=V x I (tensión en voltios,
por Intensidad en Amperios).
ENERGÍA ELÉCTRICA
La energía eléctrica es la potencia por unidad de tiempo. La
energía se consume, es decir a más tiempo conectado un receptor más energía
consumirá. También un receptor que tiene mucha potencia consumirá mucha
energía. Como vemos la energía depende de dos cosas, la potencia del receptor y
del tiempo que esté conectado.
Su fórmula es E= P x t (potencia por tiempo)
Su unidad es el w x h (vatio por hora) pero suele usarse un
múltiplo que es el Kw x h (Kilovatios por hora)
Si ponemos en la fórmula la potencia en Kw y el tiempo en horas ya
obtendremos la energía en Kw x h.
Aquí tenemos una tabla con las principales magnitudes eléctricas y sus
fórmulas:
MAGNITUD
|
SIMBOLO
|
UNIDAD
|
SIMBOLO
|
FÓRMULA
|
CARGA
|
C
|
CULOMBIO
|
C
|
|
TENSIÓN
|
V
|
VOLTIOS
|
V
|
V = I x R
|
INTENSIDAD
|
I
|
AMPERIOS
|
A
|
I = V/R
|
RESISTENCIA
|
R
|
OHMIOS
|
Ω
|
R = V/I
|
POTENCIA
|
P
|
VATIOS
|
W
|
P = V x I
|
ENERGÍA
|
E
|
VATIO POR HORA
|
w x h
|
E = P x t
|
