La Electricidad

 La Electricidad

<<Extracto del documento que se presenta a continuación>>

1. Definición

ELECTRICIDAD:

Conjunto de fenómenos físicos en los cuales intervienen cargas eléctricas, tanto en reposo como en movimiento. A su vez, también se denomina electricidad a la parte de la Física que estudia todo lo relativo a los fenómenos eléctricos y que se engloba dentro del electromagnetismo”.

2. Historia de la Electricidad

Los antiguos griegos fueron los primeros en observar los fenómenos eléctricos y magnéticos en ciertas clases de cuerpos. Sabían de las propiedades eléctricas del ámbar, pues observaron que al frotar éste con una tela atraía trocitos de paja. Sin embargo, su estudio sistemático no comienza hasta la edad moderna.

2.1 BENJAMIN FRANKLIN.

Benjamin Franklin (1706-1790), de Filadelfia, investigó la naturaleza eléctrica del rayo. En 1749 señaló que tanto el rayo como la chispa eléctrica eran prácticamente instantáneos, produciendo una luz y un ruido similares. Ambos eran capaces de prender fuego a los cuerpos y fundir los metales; ambos fluían por los conductores y se concentraban en las puntas; asimismo eran capaces de destruir el magnetismo o invertir la polaridad de un imán.

2.2 LUIS GALVANI

Luigi Galvani (1737-1798) era profesor de anatomía en la universidad de Bolonia, aunque estaba también interesado en los fenómenos eléctricos y poseía varias máquinas eléctricas en su laboratorio de disección.

3. Electricidad en el Siglo XIX

En 1820 un físico danés llamado Christian Oersted observó que la aguja de una brújula se desviaba cuando se colocaba cerca de un alambre por el que circulase una corriente; descubrió de esta forma el magnetismo de las corrientes eléctricas, e inició el estudio del electromagnetismo.

3.1 Michael Faraday

Las investigaciones más importantes de cuantas conectaban los fenómenos eléctricos con otros fenómenos fueron llevadas a cabo por Michael Faraday (1791-1867). Inicialmente, siendo asistente del químico Davy, Faraday investigó en el campo de la química.

3.2 James Maxwell

El escocés James Clerk Maxwell (1831-1879) publicó en 1855 Sobre las líneas de fuerza de Faraday, su primer trabajo sobre electricidad. En él trató de poner en forma matemática las explicaciones cualitativas que Faraday había sugerido para los fenómenos eléctricos y magnéticos.

3.3 Albert Einstein y otros autores

Maxwell pudo deducir la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas, y descubrió que era precisamente el valor de la velocidad de la luz. Dedujo entonces que la luz debía de ser también una radiación electromagnética propagándose por el éter.

4. Áreas de estudio de la electricidad

Hasta principios del siglo XIX los científicos conocían únicamente la electricidad en equilibrio y la manifestación de los fenómenos magnéticos presentes en ciertos minerales como la magnetita. Con el descubrimiento de la corriente eléctrica se produce el nacimiento de la electrodinámica, que culmina con la aparición del electromagnetismo, que estudia las acciones recíprocas de las corrientes y los imanes.

4.1 Electromagnetismo

Estudia conjuntamente los fenómenos físicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, así como los relativos a los campos magnéticos y a sus efectos sobre diversas sustancias.

4.2 Magnetismo

El fenómeno magnético se conoce desde la Antigüedad, ya que se sabía que ciertos minerales como la magnetita tenían la propiedad de atraer a pequeños fragmentos de hierro.

4.3 Electricidad y Materia

La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de la materia. Las fuerzas electromagnéticas son las responsables de la estructura de los átomos y de sus uniones en moléculas y sólidos. Las propiedades electromagnéticas de la materia, que se manifiestan macroscópicamente, son resultado de su estructura atómica.

4.4 Electrotecnia

El estudio de las aplicaciones prácticas de la electricidad como fuente de energía, su producción por medio de pilas, dinamos y generadores eléctricos en las centrales eléctricas, su transporte por medio de redes de cables de alta, media y baja tensión, su almacenamiento en acumuladores, la modificación de su tensión o corriente en transformadores y su uso en resistencias, motores, etc., tanto en su uso industrial como doméstico se realiza en esta rama de la electricidad.

4.5 Electrónica

El descubrimiento del electrón como corpúsculo asociado con el transporte de electricidad provocó la invención de aparatos rectificadores y amplificadores de la señal eléctrica (tubos de vacío) que permiten operaciones de control de la señal.

5. Usos

El paso de la corriente eléctrica por los conductores produce una serie de efectos que son apreciables en ciertas condiciones. Así, al chocar los electrones de un conductor, acelerados por una diferencia de potencial, con los átomos de la red cristalina, los hacen vibrar en sus posiciones de forma más violenta, lo que se traduce macroscópicamente en un aumento de su temperatura.

5.1 Circuitos En Serie Y Paralelo.

Hay dos formas principales de montar un circuito eléctrico: colocando sucesivamente sus elementos, de forma que la corriente pase sucesivamente por cada uno de ellos (circuito en serie), o bien uniendo todos los extremos da cada uno de los elementos a los bornes de la fuente de corriente (circuito en paralelo).

El comportamiento de los circuitos se realiza mediante las Leyes de Kirchoff y las ecuaciones de impedancia de cada elemento. El circuito entero se puede agrupar en una sola impedancia equivalente.

5.2 Circuitos Eléctricos.

La principal aplicación práctica del electromagnetismo es el uso de circuitos eléctricos, en los cuales una fuente de tensión o corriente eléctrica es aplicada a un conjunto de elementos (resistencias, condensadores e inductancias) conectados entre sí, con el fin de modificar la corriente para obtener un efecto concreto.

5. 3 Componentes de un Circuito

Un análisis detallado de cualquier circuito eléctrico permite reducirlo al circuito básico, que consta de tres elementos principales:

Resistencias.

Elemento que se intercala en un circuito para dificultar el paso de la corriente eléctrica o para hacer que ésta se transforme en calor. El valor de la resistencia se mide en ohmios.

Condensadores

Conjunto de dos conductores o armaduras separadas por un aislante o dieléctrico. Un condensador viene caracterizado por su capacidad, representada por la letra «C» que se define como el cociente entre la carga almacenada entre las armaduras («q») y la tensión aplicada entre ambas («u»), es decir, C = q/u. La capacidad se mide en Faradios (F).

Inductancias

Debido al paso de corriente por un circuito, se genera en él un campo magnético que modifica el movimiento electrónico, y por tanto, su fuerza electromotriz. Este hecho queda representado por el coeficiente de autoinducción L y representado como una bobina. Dicho coeficiente se mide en henrios (H).

6. Causas y Consecuencias

6.1 Ventajas

6.2 Desventajas

7. Aparatos y Leyes

7. 1 Watthorímetro

El Watthorímetro sirve para medir la energía eléctrica consumida en un intervalo de tiempo, su funcionamiento se basa en los principios de electromagnetismo. Consta básicamente de un elemento que mide el voltaje suministrado y otro que mide la corriente que se consume. La energía medida es el producto del voltaje por la corriente acumulada en el tiempo medido usualmente en kilowatts – hora.

7. 2 Ley de Joule

Para hacer circular corriente por un material, es necesario suministrar energía que es proporcionada por una fuente de energía eléctrica. La energía es transformada en calor por el material y es proporcional al cuadrado de la corriente multiplicada por el tiempo que está circula.

7.3 Regla de Kirchhoff

En un circuito en cualquier nodo, suma algebraica de las corrientes, es igual a cero, lo cual equivale a un principio de conservación de la carga eléctrica, es decir, la cantidad de carga por unidad de tiempo que llega a un nodo, es igual a la que sale.

7.4 Ley de Ohm

Experimentalmente se encuen¬tra que para ciertos elementos en un circuito eléctrico la razón del voltaje aplicado a la corriente que circula por ellas a una temperatura dada, es una constante. Esta constante es la resistencia del elemento.

7.5 Pila Voltáica

Existen sustancias que al reaccionar químicamente generan energía eléctrica. En una batería o celda Voltaica el proceso se basa en la oxidación y reducción de las sustancias.

8. MUTEC

8.1 Breve Descripción del Museo

Más información del Museo Tecnológico de la CFE aquí

 

Deja un comentario