FUNDAMENTOS DE LA ELECTRICIDAD

¿Qué es la electricidad?La electricidad es semejante al agua moviéndose por una tubería. La tubería hace

las veces de cable, mientras que el agua es la electricidad moviéndose dentro de él. La

electricidad está compuesta de pequeñas partículas llamadas ELECTRONES que se

mueven a través de los átomos de conductor. La electricidad, a diferencia del agua, no

puede verse, ni con microscopio. La razón es bien simple: ¡los electrones viajan por

dentro del cobre del cable y de ahí no pueden salir!

Si la corriente pudiera salir del cable veríamos algo

parecido al rayo de una tormenta; que es lo que en realidad es un

rayo: una corriente eléctrica que viaja en el aire sin necesidad de

cable. Aun así, veríamos la corriente (el conjunto de electrones

circulando), no los electrones en sí, pues son demasiado

pequeños. Igual ocurre con el agua: vemos el agua pero no las

moléculas.

La electricidad es una forma de energía caracterizada por el desplazamiento de

electrones.

Corriente eléctricaEn realidad, los electrones no atraviesan el cobre, si no que forman parte del

mismo, concretamente de sus átomos. Aunque no haya corriente dentro del cobre,

seguirá teniendo electrones. Lo que ocurre al haber corriente es que el electrón de un

átomo se desplaza y va a otro átomo desplazando a un electrón del segundo átomo y así

sucesivamente, de forma que la corriente que entra por un extremo del cable sale por el

otro extremo del cable. Los electrones van en fila, empujándose unos a otros. Los de

atrás van empujando a los de adelante, y, según se van desplazando éstos, los primeros

ocupan su lugar. De la misma forma que los coches en la carretera. Por cada electrón

que entra en el cable, sale otro fuera del cable; dando como resultado que el número de

electrones de un cable no varía.

De lo que se deduce que las condiciones para exista corriente eléctrica son dos:

algo capaza de introducir electrones en el cable, y algo de capaz de recoger los que

salen de él. Esta es la razón por la que los electrodomésticos se conectan a dos cables y

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no a uno sólo. Un cable es por el que entran los electrones al aparato hacen un trabajo y

por el otro cable salen los electrones del aparato. Cuando al tocar un cable sentimos un

calambrazo es porque entra en el cuerpo electrones y salen a otro cable o hacia el suelo.

Conductores y aislantesLos átomos y los electrones forman parte de cualquier material, pero la

electricidad sólo pasa por unos materiales y otros no. Los materiales en los cuales la

corriente es capaz de atravesarlos se llaman CONDUCTORES y suelen ser metales. El

resto de los materiales que no dejan pasar la electricidad se llaman AISLANTES.

En un cable la corriente circula por el cobre, que es un conductor, y para que no

se escape del cable, se le rodea de un material aislante.

Sin embargo, la frontera entre conductores y aislantes depende de en que

condiciones estén. Cualquier aislante en determinadas condiciones es capaz de conducir

la electricidad. El aire es un aislante, si dejamos al aire los extremos pelados de un cable

conectado a un enchufe, no hay corriente entre los extremos. Pero sin embargo en una

tormenta, los rayos, que son corrientes eléctricas, atraviesan el aire. En este caso el aire

se comporta como un conductor. Cuando el voltaje de la corriente es muy grande,

produce que el aislante se comporte como un conductor. Los 220 V de una instalación

eléctrica no son capaces de hacer circular corriente por el aire, pero los miles de voltios

entre las nubes y el suelo en una tormenta, si.

IntensidadLa intensidad que atraviesa un cable es la cantidad de electrones por segundo

que pasan por el cable. La corriente se mide en Amperios. La razón es que se conocía la

existencia de la electricidad mucho antes de conocerse la existencia del electrón.

Cuando se conoció la corriente, se puso como convenio que la corriente iba del polo

positivo al polo negativo. Después se descubrió que los electrones iban del polo

negativo al positivo, pero como el convenio venía de antiguo, no se cambió. De forma

que el sentido del movimiento de los electrones es el contrario al de la corriente.

VoltajeEl voltaje es en la corriente como la presión en la tubería. Si tapamos con la

mano la boca de un grifo abierto, eso que se siente es la presión. El voltaje es, por tanto,

la fuerza con la que los electrones de atrás empujan a los de delante al moverse. La

fuerza que hace que los electrones se muevan a lo largo del cable.

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Para que hablar de voltaje debemos indicar entre que dos puntos vamos a

definirlo, identificar cada polo, el positivo y el negativo. Y dar el valor numérico del

voltaje. El voltaje se mide en voltios.

Cuando entre dos puntos el voltaje en nulo, no habrá fuerza que mueva a los

electrones de un punto a otro, no habrá corriente entre esos dos puntos.

ResistenciaCuando el agua atraviesa una tubería, siempre se dan circunstancias que

dificultan el paso, como el rozamiento de las paredes de la tubería con el agua, etc.

Los electrones también encuentran obstáculos en su recorrido, como los átomos

del material y que hay una dificultad en desplazar a un electrón de un átomo para meter

otro electrón. Este efecto se llama resistencia y depende exclusivamente de las

características del material. Ni la corriente, ni la tensión influyen.

Cuanto más largo sea un cable, más resistencia tiene, los electrones tendrán más

obstáculos que salvar y cuanto más delgado sea un cable tendrá más resistencia, porque

será más fácil que los electrones choquen entre sí, al tener que pasar por una zona más

estrecha.

La resistencia se mide en Ohmios.

Ley de OhmLa ley de Ohm define el comportamiento de la corriente en un conductor.

Relaciona el voltaje, la intensidad y la resistencia.

Como similitud con la tubería, la

resistencia será la oposición que opone la tubería o

el grifo al paso del agua. La tensión, sería la

presión del agua y la corriente el movimiento del

agua que circula por la tubería. Cuanto menor sea

la resistencia, mayor será el movimiento del agua,

y a menor presión menos movimiento del agua.

La corriente eléctrica en un cable funciona igual.

Donde “V” es el voltaje, tensión, “R” es la resistencia y la “I” es la intensidad.

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V

R I

Potencia y EnergíaLa electricidad transporta energía, que luego se transforma en trabajo o en calor.

Ese trabajo lo utilizamos para mover, producir sonido y el calor para calentar con una

estufa. Los electrones en movimiento que van desde el enchufe a un electrodoméstico

llevan una energía, después de hacer un trabajo dentro del electrodoméstico, salen con

poca energía, porque han utilizado la energía para realizar un trabajo y después se los

devuelve al enchufe.

El consumo de un aparato viene determinado por la potencia que

es la energía que necesita por segundo para funcionar. La unidad de

potencia es el vatio.

Donde “P” es la potencia en vatios, la “I” la intensidad, la “E” la energía y “t” el

tiempo.

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Preguntas

1. ¿De qué está compuesta la electricidad?

2. ¿Cómo se mueven los electrones en el cable?

3. ¿Por qué los aparatos eléctricos necesitan dos cables y no uno?

4. ¿En qué materiales pasa la electricidad?

5. ¿En qué se mide la corriente?

6. ¿Puede el aire conducir la electricidad?

7. ¿Qué es el voltaje?

8. ¿Desde qué polo salen los electrones?

9. ¿En qué sentido va la corriente?

10. ¿De qué depende la resistencia de un material?

11. ¿Tendrá un conductor más resistencia al aumentar la tensión?

12. Un cable grueso, ¿tendrá más resistencia que un conductor delgado?

13. ¿Cuándo pasa más corriente al aumentar o disminuir la resistencia?

14. ¿Qué electrodoméstico consume más energía, el de mayor potencia y más

tiempo conectado o el de menor potencia pero menos tiempo conectado?

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