INFOCAL MODULO: ELECTRICIDAD BASICA
2.1.- Introducción
La electricidad no es un invento del hombre sino una fuerza natural; esta fuerza o fenómeno
físico se origina por cargas eléctricas estáticas o en movimiento. Cuando una carga se
encuentra en reposo produce fuerzas sobre otras situadas en su entorno. Si la carga se
desplaza produce también fuerzas magnéticas.
La electricidad en su manifestación natural más imponente seria el relámpago, que se
producen cuando se establece una diferencia de potencial elevada y son descargas eléctricas
que se produce entre la tierra y las nubes conocidas comúnmente como nubes nimbostratos las
diferencias de potencial entre la nube y la tierra al momento de producirse la descarga, son del
orden del millón de voltios (1.000.000V) y la corriente que atraviesa el aire durante la descarga,
es del orden de los 10.000 amperes (10.000 A).
2.2.- ¿Qué es la electricidad? En general, podríamos decir que la electricidad es un
conjunto de fenómenos físicos en los que desempeña un papel fundamental los electrones o
carga eléctrica.
La electricidad es una forma invisible de energía que es producto del movimiento de unas
diminutas partículas llamadas ELECTRONES LIBRES en los átomos de ciertos materiales o
sustancias. Estas partículas, al
desplazarse a través de la materia,
constituyen lo que denominamos
una corriente eléctrica.
Puesto que nadie ha visto en
realidad un electrón, sino únicamente los efectos que este produce,
El estudio de la electricidad se basa exclusivamente en la teoría electrónica, la cual establece
que todos los efectos eléctricos y electrónicos obedecen al desplazamiento de los electrones
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Capitulo2
LA ELECTRICIDAD
Solidificación
pasaje de solido a liquido
Fusión
Pasaje de liquido a solido.Condensación: pasaje de gaseoso a liquidoEvaporación: pasaje de líquido a gaseoso
Volatilización
Pasaja de solido a gaseoso.
Sublimación
Pasaje de gaseoso a sólido.
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de un lugar a otro o que hay una cantidad demasiado grande o demasiado pequeño de
electrones en una zona determinada.
Antes de que se pueda comenzar a considerar útilmente a las fuerzas que hacen que los
electrones se muevan o se acumulen, se tiene que saber primero. ¿Qué es un electrón y parte
de que son?
2.3.- Materia y átomos
Toda la materia se compone de Átomos, que se define como la mínima parte que puede
existir de un material, manteniendo éste sus propiedades elementales.
2.3.1.- ¿Que es la materia?
Se puede definir como materia todo aquello que tiene volumen, peso y ocupa un lugar
en el espacio, es decir, todo lo que se halla en
el universo.
La materia se presenta en tres estados
distinto0s:
Sólidos: Como las piedras, la arena, la
madera, el metal, etc.
Líquidos: Como el agua, el alcohol y la
gasolina.
Gaseoso: Como el helio, el hidrógeno, el
bióxido de carbono y el oxígeno.
Nota:
Los materiales básicos que forman toda la materia se denominan elementos y estos a
su vez componen la materia. Como ejemplos de estos elementos naturales tenemos:
El Hierro, Carbono, Hidrógeno, Oro, Platino, Zinc, Aluminio y algunos otros.
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Al igual que los elementos naturales también existen otros elementos adicionales
denominados elementos artificiales.
También existen otros tipos de materia que no aparecen en las listas de los elementos,
esto se debe a que estas sustancias no son elementos, sino que se denominan
COMPUESTOS.
2.3.2.- ¿Y que es un compuesto? Es una sustancia constituida por dos o más
elementos, ejemplos de estos compuestos son:
El Agua - Formado por los elementos hidrógeno y oxígeno.
El Azúcar - Está formada por hidrógeno, carbono y oxígeno.
La Sal - Formada por sodio y cloro.
Se puede decir que la materia no es una estructura continua, homogénea; por lo
contrario, está formada por millares de partículas de materia discreta separadas, con
espacio vacíos entre ellas. En realidad, se admite que la materia está constituida por
partículas muy pequeñas llamadas MOLÉCULAS.
2.3.3.- La molécula: Es la porción más pequeña de cualquier sustancia que no puede
subdividirse sin que se alteren sus propiedades. También se puede decir que es un
conjunto de átomos a los que cierta clase de atracción eléctrica mantiene unidos en un
grupo; sus números de átomos varia con la sustancia. Si una molécula se divide en
partes aún más pequeñas, éstas tendrán una naturaleza diferente de la sustancia
original. Las moléculas por su parte se componen de unas
partículas muchas pequeñas llamados Átomos.
2.3.4.- Los átomos: se componen de múltiples partículas,
pero las tres principales son: protones, neutrones y
electrones. La diferente cantidad y disposición de esas
partículas es la que determina las características de cualquier
material.
El átomo es la unidad más pequeña de un elemento químico,
que conserva las características propias de este. El átomo es
la unidad básica de la materia.
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Los átomos tienen la estructura del sistema solar, son tan pequeños que en la cabeza de
un alfiler caben millones y millones. Están compuestos por un núcleo, donde se
encuentran los protones (con carga eléctrica positiva), y los neutrones (sin carga
eléctrica). En la periferia se mueven los electrones (con carga eléctrica negativa) a una
velocidad de 300.000 km/seg (velocidad de la luz), el número de electrones y protones
de un átomo es el mismo, por lo tanto están eléctricamente neutralizados.
2.3.5.- Cargas eléctricas:
La carga eléctrica es una de las propiedades básicas de la materia. Aunque la
comprensión extensa de sus manifestaciones se resistió durante siglos al escrutinio de la
ciencia, ya hacia el año 600 a. C. los filósofos griegos describieron con detalle el
experimento por el cual una barra de ámbar frotado atrae pequeños pedacitos de paja u
otro material ligero (electrización por frotamiento).
Una característica importantísima de los protones y neutrones es que tienen carga
eléctrica, vale decir: tienen una energía intrínseca y natural, puesta de manifiesto por las
fuerzas que pueden ejercer sobre otras partículas del mismo tipo y que originan
fenómenos de atracción y repulsión entre partículas cargadas eléctricamente. Se ha
constatado que dos electrones o dos protones se repelen entre sí; es indudable que las
dos partículas tienen cargas eléctricas de distinto signo: se las denominó carga eléctrica
positiva (+) al protón y, al electrón, carga eléctrica negativa (-). Sin embargo, los
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neutrones del Núcleo son partículas que tienen igual cantidad de carga positiva que de
negativa; por lo tanto, tiene un efecto neutro por la anulación mutua entre los dos, el
neutrón no ejerce fuerza eléctrica sobre un electrón o protón y tiene la función de
separar los protones que están en el núcleo. Un átomo es eléctricamente neutro y eso
quiere decir que la cantidad de electrones es igual al número de protones; ese número
de Electrones se denomina "NUMERO ATOMICO". Los neutrones tienen intervención
en la masa atómica, que está prácticamente en el núcleo; el resto es espacio vacío
donde los electrones giran a grandes velocidades. Iones positivos y negativos Cuando
por cualquier circunstancia un átomo gana o pierde electrones, se dice que dicho átomo
se ha ionizado.
Se denomina ION POSITIVO cuando el átomo tiene más protones que electrones e ION
NEGATIVO cuando tiene más electrones que protones. Como cargas de distinto signo
se atraen, cuando están cerca iones negativos y positivos, éstos se unen, pero también
puede ocurrir que solamente se desprendan los electrones que tiene de más el ión
negativo y se dirijan hacia el ión positivo para neutralizar su carga.
Cuando esto ocurre, se dice que el paso de los electrones "neutralizadores de carga"
constituye una CORRIENTE ELECTRICA.
“La carga eléctrica es la propiedad de las partículas que ejercen y
sufren la interacción electromagnética.”
2.3.6.- Clasificación de los materiales
Desde el punto de vista de carga eléctrica los materiales pueden ser
clasificados como:
-Material Positivo.- se denomina así, al material que cuenta con menos
electrones, es decir, que está constituido por iones positivos, déficit de
electrones.
-Material Negativo.- un material se denomina negativo cuando tiene
más electrones, es decir, que lo constituyen iones negativos, exceso
de electrones.
-Material Neutro.- se denomina así, al material que cuenta con la
misma cantidad de protones y electrones.
Desde el punto de vista con que seden sus electrones los materiales se
pueden se clasificados como:
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Aislante
Conductor
Semiconductor
Estos materiales se verán con más profundidad en el siguiente capítulo.
2.4.- Clases de electricidad.-
Podemos clasificar la electricidad en dos tipos: estática y dinámica. A su vez la electricidad
dinámica se divide en corriente continua o directa (CD) y corriente alterna (CA).
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Objetivo
Describir y conocer el fenomeno
denominado electricidad mediante
el estudio de la constitucion de la
materia.
Actividades
Provocar la reflexion en cuanto a los
fenomenos electricos que se presentan dentro y fuera de nuestro entorno.
Tareas
Realizar una lista de los elementos que son
naturales y artificiales de la tabla periodica