LA ELECTRICIDAD

INTRODUCCIÓN

Me lo  contaron y lo olvidé, lo vi y lo entendí, lo construí y lo aprendí. Confucio

¿Para qué ha servido la electricidad? La electricidad es la forma de energía más utilizada, debido a que puede transmitirse a gran distancia, se puede almacenar, y sobre todo, se puede transformar en otras energías y viceversa. Todo esto ha influido en la mejora de nuestra calidad de vida con avances tecnológicos como son: iluminación de viviendas, la TV..., ordenadores, móviles, relojes, coches, industrias, y multitud de factores de nuestra vida que se pueden saber simplemente comparándolo con el modo de vida de hace 100 años. 

Un poco de historia. Hace más de 2000 años que los griegos descubrieron la electricidad, al frotar ámbar con un trozo de tela, atrayendo pequeños trozos plumas, etc., de hecho la palabra "electricidad" deriva de la palabra griega "ámbar". En 1749 se dio el primer gran paso cuando Benjamín Franklin analizó diminutas chispas de cuerpos cargados y gigantescas chispas de los rayos, hablando de flujo eléctrico y cómo se podía transferir de un lugar a otro, es decir, la corriente eléctrica. A partir de ahí hubo grandes descubrimientos, uno tras otro, hasta nuestros días, y sus diferentes aplicaciones, sobre todo en la electrónica.  

¡Electricidad! ¿Cómo? Al frotar un globo o boli de plástico con una tela, se dice que se ha cargado de electricidad, es decir, que con el rozamiento se ha perdido o ganado electrones, y por tanto al acercarlo a un cuerpo en equilibrio de cargas, por ejemplo un trocito de papel, es atraído por el boli, o también puede hacerlo ¡la tela!

La materia está constituida de átomos, y éstos a su vez de electrones (-), protones (+) y neutrones (neutro), estableciéndose diversos tipos de cargas en los cuerpos: negativas (más electrones que protones), cargas positivas (menos electrones que protones), y sin carga (mismo nº de electrones que de protones), por lo que los átomos se atraen (diferente carga) o repelen (misma carga) entre sí. Los únicos que se mueven en un átomo son los electrones, y el flujo de estos electrones de un átomo  a otro, es la electricidad. 

Cuando podemos extraer los electrones y transportarlo de un lado a otro por medio de un conductor (cable eléctrico) se produce la corriente eléctrica, siendo los electrones atraídos por un cuerpo cargado positivamente o neutro, estableciéndose una diferencia de potencial o voltaje (V) entre las cargas (Ej: 220 voltios), es decir, "el poder de atracción entre las cargas", que junto a la resistencia (R) que tenga el conductor, así será la intensidad (I) con la que circule los electrones, es decir la corriente eléctrica. Tres magnitudes eléctricas a tener muy en cuenta V, R e I. 

Sabías que..., ciertos elementos llamados semimetales, como el silicio, germanio, boro, etc., se utilizan en la electrónica porque son semiconductores de la electricidad, es decir, que conducen electricidad pero sólo bajo ciertas condiciones (fríos no conducen, calientes sí). (Son utilizados en diodos, transistores, etc...)

ACTIVIDADES PRÁCTICAS:

Fabrica chispas caseras: Un papel te bastará para producir una chispa eléctrica. Para ello toma una gran hoja como las de dibujo, que sea fuerte, ponla sobre una mesa de madera, frotándola enseguida con la mano bien seca o con una tela de lana, que se adhiera perfectamente a la mesa, hasta que se caliente lo máximo posible. Hecho esto pon unas llaves en medio de la hoja de papel y levanta la hoja cogiéndola por las esquinas. Si en ese momento una persona cualquiera aproxima un dedo al manojo de llaves, salta una chispa eléctrica, por haberse acumulado en el metal la electricidad que el frotamiento desarrolló el papel.  Cuando el tiempo es seco, y si el papel se calentó bien y repetidas veces, la chispa puede alcanzar hasta 2 cm de longitud. 

¿Te gustaría poder atraer el agua?: Necesitas una regla de plástico y un chaleco de lana para este experimento. Coge la regla y la frotas con energía sobre el chaleco durante un minuto aproximadamente, y a continuación la acercas a un grifo con un chorrito de agua muy suave ¡y ya verás!, el chorro se desvía hacia la regla. Esto es posible porque se ha cargado de electricidad negativa la regla (es decir le hemos quitado electrones al chaleco), que atrae a un cuerpo en equilibrio de cargas, el agua. Las cargas de diferente signo se atraen. ¿Podrá el chaleco atraer el agua? ¿Por qué?

Truco de magia: Necesitas una cañita de plástico en un vaso lleno de agua. Si te frotas las manos generas electricidad electrostática en tus manos y al pasar las manos cerca de la cañita la atraerás y podrás moverla.

1.- DEFINICIÓN  DE ELECTRICIDAD

• Definición: Forma de energía basada en que la materia posee cargas positivas (protones) y cargas negativas (electrones), que puede manifestarse en reposo, como electricidad estática, o en movimiento, como corriente eléctrica, y que da lugar a la luz, el calor, los campos magnéticos, los movimientos y aplicaciones químicas.
• ¿Cómo se manifiesta la electricidad? Se manifiesta de tres formas fundamentalmente:

- Electrostática: cuando un cuerpo posee carga positiva o negativa, pero no se traslada a ningún sitio. Por ejemplo frotar un bolígrafo de plástico con una tela para atraer trozos de papel.

- Corriente continua (CC): Cuando los electrones se mueven siempre en el mismo sentido, del polo negativo al positivo. Las pilas, las baterías de teléfonos móviles y de los coches producen CC, y también la utilizan pero transformada de CA a CC, los televisores, ordenadores, aparatos electrónicos, etc. 

- Corriente alterna (CA): No es una corriente verdadera, por que los electrones no circulan en un sentido único, sino alterno, es decir cambiando de sentido unas 50 veces por segundo, por lo que más bien oscilan y por eso se produce un cambio de polos en el enchufe. Este tipo de corriente es la utilizada en viviendas, industrias, etc., por ser más fácil de transportar. 

Ejemplos de utilización de los tipos de corrientes: Hay elementos como las bombillas de casa, motor eléctrico de la lavadora, etc., que funcionan directamente con la corriente alterna (CA) . Las bombillas de casa en realidad no iluminan constantemente sino que se encienden y apagan 50 (60 en EEUU) veces en un segundo debido a la alternancia de la polaridad, solo que nuestros ojos no lo perciben. En cambio las bombillas de una linterna iluminan constantemente al ser alimentada por unas pilas de corriente continua (CC), o como los aparatos electrónicos como la televisión, ordenadores, que aunque se  conecten a CA, transforman esa corriente a CC, mediante un transformador o fuente de alimentación para funcionar. Cuando se cargan los teléfonos móviles también se utiliza un transformador (voltaje) + rectificador (polaridad) para pasar la CA a CC. 

• ¿Qué efectos puede tener la corriente eléctrica? Los efectos de la corriente eléctrica se pueden clasificar en:

- Luminosos // - Caloríficos // - Magnéticos // - Dinámicos // - Químicos

Los efectos luminosos y caloríficos suelen aparecer relacionados entre sí. Por ejemplo: una lámpara desprende luz y también calor, y un calefactor eléctrico desprende calor y también luz. Al circular la corriente, los electrones que la componen chocan con los átomos del conductor y pierden energía, que se transforma y se pierde en forma de calor. De estos hechos podemos deducir que, si conseguimos que un conductor eléctrico (cable) se caliente mucho sin que se queme, ese filamento podría llegar a darnos luz; en esto se fundamenta la lámpara.