Principios De Electricidad

UNIDAD 3: PRINCPIOS DE ELECTRICIDAD.

¿Qué ocurre en un cable eléctrico cuando encendemos un foco?... Hasta ahora se sabe que dentro de un cable eléctrico se genera un flujo de electrones o cargas eléctricas. Estos electrones, como ya se ha estudiado, son las partículas atómicas que giran en torno del núcleo del átomo. Estos electrones a veces fluyen en forma directa (sin variar el sentido); pero a veces alternan el sentido. La intensidad de la corriente, que se debe al flujo de electrones, se mide en amperios. Un amperio corresponde al paso de unos 6250000000000000000 electrones por segundo por una sección determinada del circuito (la ruta de la corriente, el cable). Otra magnitud es la resistencia del circuito. ¿Cómo podemos detectar si por un cable se efectúa un flujo de electrones? Cuando una corriente eléctrica fluye por un cable, éste se calienta. Si el flujo de electrones sigue aumentando, el cable puede calentarse hasta fundirse. De esta manera se han producido muchos incendios en nuestro país. Para evitarlo se usan los llamados fusibles. Estos fusibles poseen una banda de metal que se funde a determinada temperatura, cortando así el flujo eléctrico en el circuito. También el flujo de electrones se puede detectar mediante una brújula; esta brújula, colocada cerca del cable, se desvía al detectar el flujo, apuntando en dirección perpendicular al cable. Esto significa que se genera un campo magnético. Pero ¿cómo se mueven los electrones?, ¿fluyen con la misma facilidad en un cable de oro que en uno de cobre?, ¿qué es el magnetismo?... Preguntas como estas intentaremos responder en el transcurso de esta unidad.

1.1 Las cargas eléctricas y su movimiento

Las cargas eléctricas. El átomo posee dos partículas con carga eléctrica: el electrón y el protón. Los electrones poseen carga negativa, mientras que los protones poseen carga positiva. Tanto los electrones como los protones son cargas eléctricas. En un átomo, el número de electrones es igual al número de protones, y como la magnitud de la carga es la misma, el átomo resulta eléctricamente neutro. Se considera la carga elemental igual a la carga del electrón, y se designa así –e; de manera que la carga del protón es +e. La unidad con que se mide la carga eléctrica es el culombio (C). La magnitud de la carga de un electrón (o protón) es de 1.6X10-19C; y toda carga eléctrica siempre es múltiplo de esta cantidad. Así por ejemplo, si después de frotar una sustancia, ésta pierde o gana un millón de electrones, la carga total será de 1X106 (1.6X10-19C) = 1.6X10-13C. La carga será positiva si ha perdido electrones (corriente positiva), y negativa si los ha ganado (corriente negativa). Debe quedar claro que sólo los electrones se desplazan, los protones permanecen siempre en el núcleo del átomo. La intensidad de la corriente depende del número de electrones que pasan por segundo por una sección determinada del circuito. Por ejemplo, si la intensidad es de 1 amperio, significa que pasan 6250000000000000000 electrones por segundo por una sección determinada del circuito. Es decir, una carga de 6.25X1018 (1.6X10-19C) = 1C. (es decir que 1 C es la carga de 6.25X1018 electrones)

Las cargas de igual signo se repelen, mientras que las cargas contrarias se atraen. Esto significa que el electrón y el protón se atraen; mientras que dos electrones o dos protones se repelen. Sin embargo parece que en un átomo electrones y protones permanecen sin alterarse, sin atraerse. Esto se debe a fuerzas muy grandes (más grandes que las fuerzas eléctricas) llamadas fuerzas atómicas.

Movimiento de los electrones. La corriente eléctrica (aclaremos que no es un vector) se transporta cuando los electrones fluyen por un sólido (los protones no fluyen). En algunos materiales los electrones se liberan con facilidad y fluyen; pero en otros materiales esto no ocurre u ocurre muy poco. Los materiales en los que los electrones fluyen con facilidad se denominan conductores. El cobre y la plata, y en general los metales, son buenos conductores. Los materiales en los que los electrones están fuertemente ligados a los átomos, de manera que no se liberan para fluir, se conocen como aislantes, no conductores o dieléctricos. Son aislantes el vidrio, la madera seca, las telas y el plástico. Ahora ya sabes por qué los cables del tendido eléctrico se cubren con plástico.

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