Electricidad

Con este artículo sobre la electricidad básica tenemos la intención de iniciar una serie de publicaciones periódicas que aparecerán en esta página Web de forma trimestral.

Estos artículos tienen la intención de contribuir a la formación y divulgación entre los aficionados y los profesionales del mundo del automóvil, y aliviar en la medida de lo posible la curiosidad entorno a las nuevas tecnologías, acercándoselas con claridad y sencillez de conceptos.

Entrega No 1

Conceptos de Electricidad Básica (1a Parte) EL ÁTOMO

La teoría electrónica

De acuerdo con la teoría electrónica, todos los fenómenos eléctricos y electrónicos son causados, bien por el movimiento de los electrones de un lugar a otro, bien por la existencia de un número excesivo o insuficiente de electrones en un determinado lugar y en un instante dado.

Representación de un átomo.

Toda la materia está compuesta de átomos cuyos tamaños, grados de complejidad estructural y peso pueden ser muy diferentes, pero todos ellos se parecen en lo referente a su composición, ya que están formados por un núcleo (que es diferente de uno a otro átomo entre los correspondientes a los 116 elementos químicos existentes en la naturaleza o que han sido creados por el hombre) y de un número variable de electrones que se mueven alrededor de este núcleo.



La estructura del átomo

Tenemos ahora el átomo más pequeño de la naturaleza, el hidrógeno. Para verlo sería necesario una enorme ampliación.

Si pudiéramos verlo por un microscopio, aparecería como un sol con un planeta girando alrededor de él. El “sol” representa el núcleo del átomo y el “planeta” el único electrón que posee el átomo de hidrógeno.

Este electrón (lo mismo que todos los que se pueden encontrar en cualquier parte del universo) tiene una carga negativa de electricidad, mientras el núcleo tiene una carga positiva. En todos los átomos, los electrones cargados negativamente giran alrededor de su núcleo cargado positivamente a distancias muy grandes si las comparamos con los tamaños de los núcleos y de los propios electrones, lo que significa que la mayor parte del volumen que ocupa cualquier átomo, por pequeño que sea, está formado por espacio vacío.

El núcleo de un átomo contiene a su vez un cierto número de partículas llamadas “protones”, cada una de las cuales posee una carga positiva de electricidad (conjuntamente con un número de otras partículas que no posen carga eléctrica). El número de protones del núcleo es exactamente igual al número de electrones que giran en órbitas alrededor de él; la consecuencia es que, en condiciones normales, el átomo está eléctricamente equilibrado, es decir, el número de cargas eléctricas positivas es el mismo que el de negativas.

Corriente eléctrica.

Los componentes de los átomos permanecen agrupados por el efecto de poderosas fuerzas de atracción existentes entre el núcleo y sus electrones. Los electrones situados en las órbitas exteriores de un átomo son atraídos por su núcleo con menos fuerza que los electrones cuyas órbitas están más cercanas al núcleo.

En ciertos materiales (denominados conductores eléctricos) estos electrones exteriores están débilmente ligados al núcleo, que pueden separarse fácilmente de él y quedar errantes entre los otros átomos, moviéndose fortuitamente.

Estos electrones se denominan electrones libres, y es precisamente el movimiento de estos electrones libres lo que constituye la corriente eléctrica.



COMO SE PRODUCE LA ELECTRICIDAD

En los átomos de cada trocito de material existentes en el universo hay enormes cantidades de electricidad latente o, por decirlo así, durmiendo. Sin embargo, en tanto que estos átomos permanezcan “eléctricamente equilibrados”, esta electricidad no puede ser liberada ni aprovechada en el uso práctico.

Para que esto ocurra es necesario que sea aplicada de una forma de energía externa a una cantidad dada de átomos, de modo que separe de su núcleo positivo algunos de sus electrones negativos. De esta manera, la energía externa aplicada originará energía eléctrica.

Las seis fuentes de energía externa que son capaces de separar los electrones negativos de los núcleos positivos de un átomo son:

• El calor

• El rozamiento

• La acción química

• La luz

• La presión

• El magnetismo

COMO PRODUCE ELECTRICIDAD EL CALOR

La primera fuente de energía externa que puede separar los electrones de su átomo es el calor y la manera más usual de aplicar el calor para este fin es aplicarlo en la zona donde dos metales diferentes están unidos.

Por ejemplo, si se retuercen los extremos de un hilo de cobre y un hilo de hierro formando una unión, y se calienta esta unión, aparecerá una carga eléctrica.

El que esta carga sea mayor o menor dependerá de la diferencia de temperatura entre la unión y los extremos opuesto de los hilos, cuanto mayor sea la diferencia de temperatura, mayor será la carga.

Una unión de este tipo se llama termopar y producirá electricidad mientras se le aplique calor. Esta relación puede emplearse para la medida precisa de temperaturas mediante un termopar en el que una de las uniones se mantiene a una temperatura de referencia conocida (por ejemplo,

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