Electrodinámica

LA ELECTRODINÁMICA

La electrodinámica consiste en el movimiento de un flujo de cargas eléctricas que pasan de una molécula a otra, utilizando como medio de desplazamiento un material conductor como, por ejemplo, un metal.

Para poner en movimiento las cargas eléctricas o de electrones, podemos utilizar cualquier fuente de fuerza electromotriz (FEM), ya sea de naturaleza química (como una batería) o magnética (como la producida por un generador de corriente eléctrica), aunque existen otras formas de poner en movimiento las cargas eléctricas.

Cuando aplicamos a cualquier circuito eléctrico una diferencia de potencial, tensión o voltaje, suministrado por una fuente de fuerza electromotriz, las cargas eléctricas o electrones comienzan a moverse a través del circuito eléctrico debido a la presión que ejerce la tensión o voltaje sobre esas cargas, estableciéndose así la circulación de una corriente eléctrica cuya intensidad de flujo se mide en amper (A).

A.- Cable o conductor de cobre sin carga eléctrica aplicada, es decir, sin cargas o electrones en movimiento. Los electrones de los átomos que constituyen las moléculas de ese metal (al igual que de cualquier otro material o elemento) giran constantemente dentro sus respectivas órbitas alrededor del núcleo de cada átomo.

B.- Si se aplica ahora al cable una diferencia de potencial o fuerza electromotriz (FEM) como de una batería, un generador de corriente eléctrica, etc., el voltaje actuará como una bomba que presiona y actúa sobre los electrones de los átomos de cobre, poniéndolos en movimiento como cargas eléctricas o lo que es igual, como un flujo de corriente eléctrica a lo largo de todo el cable desde el mismo momento que se cierra el circuito. El flujo o movimiento de los electrones se establece a partir del polo negativo de la fuente de fuerza electromotriz (FEM) (1), recorre todo el cable del circuito eléctrico y se dirige al polo positivo de la propia fuente de FEM (2).

Conductores y aisladores

Los materiales presentan distintos comportamientos ante el movimiento de cargas eléctricas.

Conductores

Los elementos conductores tienen facilidad para permitir el movimiento de cargas y sus átomos se caracterizan por tener muchos electrones libres y aceptarlos o cederlos con facilidad, por lo tanto son materiales que conducen la electricidad.

Aisladores

Los aisladores son materiales que presentan cierta dificultad al paso de la electricidad y al movimiento de cargas. Tienen mayor dificultad para ceder o aceptar electrones. En una u otra medida todo material conduce la electricidad, pero los aisladores lo hacen con mucha mayor dificultad que los elementos conductores.

Ó

La electricidad es una forma de energía que se puede trasmitir de un punto a otro.

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Todos los cuerpos presentan esta característica, que es propia de las partículas que lo forman, pero algunos la trasmiten mejor que otros.

Los cuerpos, según su capacidad de trasmisión de la corriente eléctrica, son clasificados enconductores y aisladores.

Conductores son los que dejan traspasar a través de ellos la electricidad.

Entre éstos tenemos a los metales como el cobre.

En general, los metales son conductores de la electricidad.

Aisladores o malos conductores, son los que no permiten el paso de la corriente eléctrica, ejemplo: madera, plástico, etc.

La pila es un sistema que transforma la energía química en energía eléctrica. En el interior de la pila se está produciendo una reacción química entre el cinc (metal) y un ácido, que genera el flujo de electricidad.

Para saber si algún elemento no identificado, metal u otro que no se sepa su procedencia, es conductor o no, o si tiene electricidad o no, jamás debe hacerse al tacto de las manos. Para ello hay instrumentos especiales.

Corriente directa (CD) y corriente alterna (CA)

Hay dos tipos de corrientes eléctricas que pueden atravesar alambres: corriente directa (CD) y corriente alterna (CA).

La corriente directa (CD) siempre fluye en la misma dirección en un circuito eléctrico. Los electrones fluyen continuamente en el circuito del terminal negativo de la batería al terminal positivo. Incluso cuando ninguna corriente está atravesando el conductor, los electronesen el alambre se están moviendo a velocidades de hasta 600 millas (1 000 kilómetros) por segundo, pero en direcciones al azar porque el alambre tiene una temperatura finita. Puesto que un electrón se está moviendo hacia atrás en el conductor al mismo tiempo que otro se está moviendo hacia adelante, ninguna carga neta se transporta a lo largo del circuito. Si se conecta una batería a los extremos del alambre, los electrones son forzados a lo largo del conductor en la misma dirección . La velocidad de los electrones a lo largo del conductor es menor a una pulgada (pocos milímetros) por segundo. De manera que un electrón en específico tarda un largo tiempo en ir alrededor del circuito. Hay tantos electrones que todos están continuamente chocando entre sí, como fichas de dominó, y hay un cambio neto de cargas eléctricas alrededor del circuito que pueden llegar a alcanzar la velocidad de la luz.

Los tomacorrientes en nuestros hogares proporcionan corriente alterna (CA). Los electrones en el alambre cambian de dirección 60 veces por segundo. A los dispositivos eléctricos que usamos no les importa en qué dirección se están moviendo los electrones, puesto que la misma cantidad de corriente atraviesa un circuito sin importar la dirección de la corriente.

Las redes de distribución de energía eléctrica que llevan electricidad a nuestros hogares se diseñaron para manejar corriente alterna. Las tormentas de clima espacial pueden causar flujos de electricidad continua en la red eléctrica. Puesto que la red fue diseñada para que usara electricidad CA, y no electricidad CD, las corrientes directas inducidas por los estados del tiempo espacial pueden dañar o destruir ciertos equipos como los transformadores de voltaje.

Ó

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