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Naturaleza de la electricidad

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Mario Rodriguez

on 23 March 2015

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Transcript of Naturaleza de la electricidad

La naturaleza eléctrica de la materia
CARGA ELÉCTRICA y CORRIENTE
La carga eléctrica es la cantidad de electricidad almacenada en un cuerpo. Los átomos de un cuerpo son eléctricamente neutros, es decir la carga negativa de sus electrones se anula con la carga positiva de sus protones. Podemos cargar un cuerpo positivamente (potencial positivo) si le robamos electrones a sus átomos y podemos cargarlo negativamente (potencial negativo) si le añadimos electrones.
TENSIÓN O VOLTAJE
La Tensión es la diferencial de potencial entre dos puntos. Por eso en física se llama d.d.p (diferencia de potencial) y en tecnología 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.
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 mas velocidad pasaran de un polo al otro.

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).
La intensidad se mide con el amperimetro.
RESISTENCIA ELÉCTRICA
La Resistencia Eléctrica es la oposición o dificultad al paso de la corriente eléctrica. Cuanto más se opone un elemento de un circuito a que pase por el de la corriente, más resistencia tendrá.
Los electrones cuando en su movimiento se encuentran con un receptor (por ejemplo una lámpara) no lo tienen fácil para pasar por ellos, es decir les ofrecen una resistencia. Por el conductor van muy a gusto por que no les ofrecen resistencia a moverse por ellos, pero los receptores no. Por ello se llama resistencia a la dificultad que se ofrece al paso de la corriente.
Los átomos que forman la materia se pueden distinguir en dos partes:

El núcleo
, que es la parte central del átomo y que ocupa una parte muy pequeña. En su interior se encuentran los protones y los neutrones, entre otras partículas subátomicas.


Magnitudes eléctricas

Voltaje
- Tensión (diferencia de potencial)
La unidad de medida es el voltio

Intensidad
La unidad de medida es el amperio

Resistencia
La unidad es el ohmnio


La carga eléctrica
Los protones (partículas que forman parte del núcleo del átomo) y electrones (que rodean el núcleo del átomo) crean fuerzas de atracción y de repulsión debido a que estas partículas atómicas tienen una carga eléctrica.

Se puede establecer una ley muy sencilla en relación a las fuerzas de atracción y repulsión entre partículas:
las cargas de diferente símbolo se atraen y las del mismo signo se repelen
.

Un protón tiene la misma cantidad de carga que un electrón
, con la diferencia de que la carga de protones es positiva y la de los electrones negativa.

Los neutrones no tienen carga eléctrica
, ni positiva ni negativa. Por lo tanto los neutrones no son atraídos ni repelidos por los protones ni los electrones

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.
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. Estos generadores pueden ser dinamos, alternadores, pilas, baterías y acumuladores.
¿Qué es un Amperímetro?
El amperímetro es un aparato de medida utilizado para medir la intensidad o corriente eléctrica. Es el instrumento industrial más adecuado para medir intensidades. Los amperímetros se conectan en serie en el circuito, por lo que es atravesado por la corriente del circuito donde se haya intercalado, y lógicamente, nos la medirá.
Los amperímetros portátiles, tienen una pinzas cuya misión es simplemente introducirlas por el cable del circuito por el que circula la corriente o intensidad que queremos medir. Las pinzas se abren y dejamos en su interior el cable. Estos amperímetros también se llaman pinzas anemométricas. Estas pinzas también suelen medir tensiones.
Estructura del átomo
La estructura de la materia
La materia es todo aquello que tiene masa y que, por lo tanto, ocupa un volumen.
Ahora sabemos que toda materia está formada por un conjunto de
átomos
que, a su vez, están constituidos por las llamadas partículas subatómicas: los
electrones, los protones y los neutrones (principalmente).
En pocas palabras, como ya sabemos, la corriente eléctrica consiste en un flujo de electrones que van desde un punto con más carga negativa que otro. La intensidad depende del número de electrones que circulen en el circuito.
Todos los elementos de un circuito tienen resistencia, excepto los conductores que se considera caso cero. Se mide en Ohmios (Ω). La resistencia se representa con la letra R.
La resistencia se suele medir con el polímetro o multímetro, que es un aparato que mide la intensidad, la tensión y por supuesto también la resistencia entre dos puntos de un circuito o la de un receptor.
• La corteza: Es la parte exterior del átomo
y ocupa la mayor parte de su volumen. Esta parte
está formada por un único tipo de partículas subatómicas, los electrones
que se mueven a una gran velocidad alrededor del núcleo, describiendo unas trayectorias elípticas llamadas órbitas.

La carga eléctrica

Tipos de corriente eléctrica


• Corriente continua





• Corriente alterna,







Se caracteriza porque los electrones se mueven en un solo sentido por el hilo conductor. Ejemplos de generadores de corriente continua son las pilas o las dinamos.
La característica principal es que los polos del generador cambian de negativo a positivo en el mismo periodo, provocando que el flujo de electrones no mantengan el mismo sentido. La generacion de este tipo de corriente la realizan los alternadores.
POTÉNCIA ELÉCTRICA ( Watio – W)
Es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado.

Magnitudes eléctricas  

MF0835_2: Replanteo de instalaciones solares fotovoltaicas / UF0149: Electrotecnia

La cantidad de carga de un protón es la misma que la de un electrón, con la diferencia de que la carga de protones es positiva y la de los electrones negativa.

En cambio, los neutrones no tienen carga eléctrica, ni positiva ni negativa. Por lo tanto los neutrones no son atraídos ni repelidos por los protones ni los electrones.

La carga eléctrica

MF0835_2: Replanteo de instalaciones solares fotovoltaicas / UF0149: Electrotecnia

La corteza, que es la parte exterior del átomo y ocupa la mayor parte de su volumen.

Esta parte está formada por un único tipo de partículas subatómicas,  los electrones que se mueven a una gran velocidad alrededor del núcleo, describiendo unas trayectorias elípticas llamadas órbitas.

La estructura de la materia

MF0835_2: Replanteo de instalaciones solares fotovoltaicas / UF0149: Electrotecnia

El núcleo, que es la parte central del átomo y que ocupa una parte muy pequeña.

En su interior se encuentran los protones y los neutrones, entre otras partículas subátomicas.


La estructura de la materia

MF0835_2: Replanteo de instalaciones solares fotovoltaicas / UF0149: Electrotecnia

Naturaleza eléctrica de la materia

MF0835_2: Replanteo de instalaciones solares fotovoltaicas / UF0149: Electrotecnia

INTENSIDAD DE CORRIENTE (Amperio – A)
Es la cantidad de electrones que pasan por un punto en un segundo.

Magnitudes eléctricas  

MF0835_2: Replanteo de instalaciones solares fotovoltaicas / UF0149: Electrotecnia

La corriente eléctrica es el movimiento de los electrones por un conductor.
Para que el movimiento de electrones se produzca hace falta que entre los extremos del conductor haya una diferencia de potencial, que también se llama tensión o voltaje.


La corriente eléctrica  

MF0835_2: Replanteo de instalaciones solares fotovoltaicas / UF0149: Electrotecnia

La energía eléctrica o electricidad es un fenómeno físico que se origina a raíz de las cargas eléctricas y de la interacción entre ellas.

Así, son los electrones y los protones las dos partículas subatómicas principales que pueden originar la aparición de energía eléctrica.

La electricidad se puede originar o transmitir provocando el movimiento de cargas eléctricas de un punto a otro.

¿De dónde viene la electricidad?

MF0835_2: Replanteo de instalaciones solares fotovoltaicas / UF0149: Electrotecnia

En algunas situaciones los átomos pueden perder o ganar electrones y quedar cargados eléctricamente. Estos átomos se llaman iones.

Cuando un átomo pierde uno o diversos electrones queda cargado positivamente y recibe el nombre de catión.

De forma contraria, cuando un átomo gana uno o varios electrones queda cargado negativamente, recibiendo el nombre de anión.

Pérdida o ganancia de electrones

MF0835_2: Replanteo de instalaciones solares fotovoltaicas / UF0149: Electrotecnia

En relación a la naturaleza eléctrica del átomo, hay que destacar que la carga eléctrica de un átomo es nula porque tiene el mismo número de protones que de electrones, teniendo así la misma cantidad de cargas positivas que negativas.

Hay, sin embargo, excepciones que hay que tener en cuenta.

Pérdida o ganancia de electrones

MF0835_2: Replanteo de instalaciones solares fotovoltaicas / UF0149: Electrotecnia

RESISTENCIA ELÉCTRICA (Ohmio - Ω)
Los electrones cuando en su movimiento se encuentran con un receptor (por ejemplo una lámpara) no lo tienen fácil para pasar por ellos, es decir les ofrecen una resistencia.

Magnitudes eléctricas  

MF0835_2: Replanteo de instalaciones solares fotovoltaicas / UF0149: Electrotecnia

TENSIÓN O VOLTAJE (Voltio – V)
La Tensión es la diferencia de potencial entre dos puntos. En física se llama d.d.p (diferencia de potencial) y en tecnología Tensión o Voltaje.

Magnitudes eléctricas  

MF0835_2: Replanteo de instalaciones solares fotovoltaicas / UF0149: Electrotecnia

Esta situación es muy común ya en la propia Naturaleza, dado que la energía eléctrica se manifiesta de diversas formas, transformándose en otros tipos de energía. 

Ejemplos de este fenómeno son las tormentas eléctricas o el sistema nervioso de los seres vivos.

¿De dónde viene la electricidad?

MF0835_2: Replanteo de instalaciones solares fotovoltaicas / UF0149: Electrotecnia

El campo eléctrico es el espacio alrededor de una carga eléctrica.

En él se manifiestan las fuerzas de atracción o de repulsión sobre otras cargas eléctricas situadas en este espacio.

Campo eléctrico

MF0835_2: Replanteo de instalaciones solares fotovoltaicas / UF0149: Electrotecnia

Los protones (partículas que forman parte del núcleo del átomo) y electrones (que rodean el núcleo del átomo) crean fuerzas de atracción y de repulsión debido a que estas partículas atómicas tienen una carga eléctrica.



Se puede establecer una ley muy sencilla en relación a las fuerzas de atracción y repulsión entre partículas: las cargas de diferente símbolo se atraen y las del mismo signo se repelen.

La carga eléctrica

MF0835_2: Replanteo de instalaciones solares fotovoltaicas / UF0149: Electrotecnia

La materia es todo aquello que tiene masa y que, por lo tanto, ocupa un volumen.

Ahora sabemos que toda materia está formada por un conjunto de átomos que, a su vez, están constituidos por las llamadas partículas subatómicas: los electrones, los protones y los neutrones (principalmente).

En los átomos que forman la materia se pueden distinguir dos partes.


La estructura de la materia

MF0835_2: Replanteo de instalaciones solares fotovoltaicas / UF0149: Electrotecnia

Corriente alterna, cuya característica principal es que los polos del generador cambian de negativo a positivo en el mismo periodo, provocando que el flujo de electrones no mantengan el mismo sentido. La generación de este tipo de corriente la realizan los alternadores.

Corriente continua , que se caracteriza porque los electrones se mueven en un solo sentido por el hilo conductor. Ejemplos de generadores de corriente continua son las pilas o las dinamos.

Dependiendo del sentido del movimiento de los electrones, se puede clasificar la corriente eléctrica en:

Tipos de corriente eléctrica  

MF0835_2: Replanteo de instalaciones solares fotovoltaicas / UF0149: Electrotecnia

Materiales aislantes. 
Son los que tienen los electrones muy ligados al átomo al que pertenecen, de manera que no se pueden mover con facilidad. Algunos ejemplos aislantes son la madera, la resina o el cristal.

Las cargas eléctricas se pueden mover a través de los materiales, pero no se mueven de la misma manera en todos ellos.

A la propiedad que indica la facilidad con que las cargas se mueven a través de un material específico se la denomina conductividad.

Según su conductividad, podemos dividir todos los materiales en dos grandes grupos:


Materiales conductores. 
Son los que tienen una estructura atómica que favorece que las cargas eléctricas se puedan mover con facilidad por su interior. En general, todos los metales son buenos conductores.

Materiales conductores y materiales aislantes

MF0835_2: Replanteo de instalaciones solares fotovoltaicas / UF0149: Electrotecnia
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