¿Qué es la electricidad?
Es un término demasiado amplio, pero una definición técnica sería: Es un movimiento o flujo de electrones a través de un conductor; este movimiento no es posible sin la aplicación a dicho conductor de una fuerza especial llamada Fuerza Electromotriz.
Carga Eléctrica del átomo
La carga Negativa del Electrón y su fuerza está dirigida hacia adentro y tiene el mismo valor que la carga Positiva del Protón que está dirigida hacia afuera. Esto genera Dos campos eléctricos contrarios pero de igual magnitud, por lo cual, los átomos son eléctricamente neutros.
Para que se produzcan cambios eléctricos en los átomos, deben estar descompensados o desequilibrados, y reciben el nombre de iones. Un ion se forma cuando un átomo gana o pierde uno o más átomos y hay dos clases:
- Ion Positivo, cuando hay más protones que electrones(a causa de haber perdido uno o más electrones)
- Ion Negativo, cuando hay más electrones que protones(a causa de haber ganado uno o más electrones)
Electrones de Valencia.
Desde el punto de vista eléctrico solo nos interesa estudiar la última órbita o nivel de energía de cada átomo, pues en esta órbita se encuentran los electrones de valencia y de acuerdo a su número, podemos clasificarlos como Conductores, Semiconductores o Aislantes.
Conductores
Poseen menos de 4 electrones de valencia, los cuales tienden a perder para lograr el equilibrio, llamados Metales y los más adecuados para producir los fenómenos eléctricos. Nota, Aquellos que poseen un electrón de valencia son mejores conductores
Aislantes
Tienen más de 4 electrones de valencia, llamados Metaloides porque tienden a ganar los electrones necesarios para lograr el equilibrio.
Semiconductores
Poseen 4 electrones de valencia y se encuentran en el punto medio entre conductores y aislantes.
Electricidad Estática.
Conocida también como Electrostática, hace referencia a los electrones estáticos o en reposo, es decir, sin movimiento.
Cuando los materiales se encuentran muy cargados, los electrones saltan de un material a otro antes de que se establezca un contacto real entre ellos. En este caso la descarga se ve en forma de arco luminoso
El fenómeno de la electricidad es creado por el movimiento de electrones de sus órbitas naturales. La frotación o fricción fue la forma más antigua que conoció el hombre para generar electricidad. Se dice que fue el filósofo griego Tales de Mileto que vivió en el siglo 7 a.C. Quien descubrió la electricidad; éste al frotar un trozo de ámbar con un trozo de tela o piel pudo atraer pequeños cuerpos livianos. Tales de Mileto no encontró la causa del fenómeno y quiso llamarlo de algún modo. Como ámbar en griego significa elektron, utilizó este nombre para esta fuerza invisible. Muchos siglos después se llamó electrones a las partículas de electricidad negativa que rodean el núcleo del átomo y que, cuando de alguna manera se mueven, forman la corriente eléctrica.
Es muy sencilla la forma de producir electricidad por acción química; esto lo hacen las pilas y las baterías eléctricas. Su funcionamiento se basa en la reacción química entre dos elementos diferentes. Si se introducen dos placas metálicas o electrodos metálicos como el cobre y el zinc en una solución ácida más agua, se puede comprobar la existencia de una fuerza electromotriz entre las dos placas.
Ciertos cristales tienen propiedades piezoeléctricas, es decir, convierten la energía mecánica en energía eléctrica al ser sometidos a presión o vibración; estos son: el cuarzo, la turmalina, el titanio de bario, la sal de rochelle, etc. A este fenómeno se le llama piezoelectricidad. Como ejemplo de este principio, podemos mencionar los tocadiscos antiguos que utilizan un pequeño cristal piezoeléctrico con una aguja metálica, la cual, al pasar sobre la grabación del disco, presiona el cristal y genera pequeñas señales de fuerza electromotriz. Con la amplificación necesaria estas señales pueden hacer funcionar un parlante por medio del cual se escuchan los sonidos con un buen volumen.
Otra aplicación es el encendedor electrónico para la estufa de gas: cuando se acciona el pulsador, éste ejerce una presión sobre la superficie de un cristal de cuarzo y los electrones que se encontraban en dicha superficie saltan a la cara opuesta del cuarzo creando una diferencia de cargas entre ambas caras, generando la chispa. tienen muchas aplicaciones en la industria: registran niveles de ruido, detectan cambios de presión, etc.
Muchas clases de instrumentos eléctricos y electrónicos aprovechan este fenómeno llamado efecto termoeléctrico para convertir variaciones de temperatura en electricidad y con ello obtener mediciones de calor de cierta precisión a través de un termómetro eléctrico. El componente que produce electricidad a partir de la energía calórica se llama termopar y está formado por dos metales diferentes, por ejemplo, níquel y latón; en él, la energía del calor lleva los electrones libres de un metal a otro, produciendo entre los dos una fuerza electromotriz (FEM). Los termopares tienen varias aplicaciones en el hogar y en la industria, se usan en termómetros, controles de temperatura en hornos y alarmas contra incendios, etc.
También se puede obtener electricidad de la luz o de la energía lumínica; ello se consigue con una celda fotovoltaica, una celda fotoeléctrica o una batería solar, como las utilizadas en los satélites y naves espaciales para obtener energía eléctrica del sol. Una celda fotovoltaica es un sandwich de tres capas o materiales diferentes: una primera capa delgada y translúcida que deja deja pasar la luz que es recibida por una capa sensible de selenio o silicio, creándose de esta forma una fuerza electromotriz entre las dos capas exteriores. Las celdas fotovoltaicas también son utilizadas en estudios fotográficos, cámaras de video, televisión, cámaras de fotografía automáticas, iluminación en vías públicas, ascensores, etc.
Uno de los efectos más usados de la corriente eléctrica es la facultad que tiene de producir una fuerza invisible y poderosa que llamamos electromagnetismo. Esta fuerza magnética es la que hace posible la operación de motores, generadores, transformadores, instrumentos de medidas eléctricas, equipos de comunicación, etc.
Es bueno entonces destacar lo importante que es la electricidad producida mediante el magnetismo, pues esta forma de energía posee características muy especiales que la hacen primero, la electricidad comercial más barata y segundo, la electricidad que prácticamente da origen a la electrónica. La electricidad por magnetismo se produce cuando un conductor, por ejemplo de cobre o una bobina(alambre de cobre aislado y enrollado con muchas vueltas sobre un molde cilíndrico) se mueve dentro de la fuerza magnética de un imán. En ambos casos el campo magnético del imán impulsa los electrones libres del conductor de cobre.
Esta es la corriente que llega a través de los postes y extensas líneas de transmisión a nuestras casas para alimentar los aparatos eléctricos y que en muchos países se genera a una tensión de 127V y 60CPS (ciclos por segundo o Hz). Puede decirse entonces que esta corriente alterna se interrumpe 120 veces por segundo para que pueda cambiar de sentido y este fenómeno es tan rápido que prácticamente en una lámpara o foco no se nota.
