Electrotecnia (C)

La electricidad

La electricidad es una forma de energía que se manifiesta con el movimiento de los electrones de la capa externa de los átomos que hay en la superficie de un material conductor.

La electricidad es un fenómeno íntimamente ligado en la materia y a la vida. Todo lo que vemos en nuestro alrededor -y también lo que no vemos- está integrado mediante electrones, partículas que giran vuelvo a los núcleos atómicos.

Entre cargas de diferente signo se ejerce una fuerza de atracción, mientras que entre cargas con el mismo signo se ejerce una fuerza de repulsión.

Todos los materiales están compuestos por átomos, y un átomo es básicamente un núcleo con carga positiva (los protones) y a su alrededor una carga negativa (los electrones).

Los electrones giran a gran velocidad en órbitas alrededor del núcleo.

Si fuera posible situar un electrón frente a un protón, se podría observar un fenómeno de atracción. Al contrario, si enfrentamos dos electrones o dos protones estos se repelen

Esto nos indica que tanto el electrón como el protón poseen una propiedad que se manifiesta en forma de fuerzas de atracción y de repulsión; nos estarnos refiriendo a la carga eléctrica. Esta carga eléctrica es de diferente signo para el electrón y para el protón:

El protón tiene carga eléctrica positiva.

El electrón tiene carga eléctrica negativa

En un átomo, los protones se concentran en el núcleo junto a los neutrones y algunas partículas atómicas. A pesar de que los protones poseen carga positiva y que entre ellos existe una gran fuerza repulsiva, estos se mantienen confinados y muy próximos entre sí en el núcleo, debido a las enormes fuerzas de carácter nuclear. Los neutrones no poseen carga eléctrica y aportan masa al núcleo del átomo.

Los fenómenos que se dan en un átomo son comparables a los que se dan en el sistema solar. El planeta es el electrón y el sol es el núcleo. En un átomo los electrones giran a gran velocidad dentro de sus respectivas órbitas alrededor del núcleo. La fuerza centrífuga que los electrones desarrollan en su giro se ve compensada por la fuerza de atracción que aparece entre los protones de carga positiva situados en el núcleo y dichos electrones.

El electrón posee una masa muy pequeña. en torno a algo más de la milésima parte de la masa de un protón. Además. los electrones más alejados del núcleo son atraídos con menor fuerza por este, lo que hace posible su movilidad hacia otros átomos.

Átomo con carga neutra: un átomo en estado normal posee el mismo número de electrones que de protones. Esto hace que exista un equilibrio entre las fuerzas de carácter eléctrico que se dan entre protones y electrones, y por tanto que dicho átomo permanezca eléctricamente neutro. Así, por ejemplo, un átomo de litio posee 3 protones y 3 electrones: 3(+) + 3U) = O

Átomo con carga positiva: si por algún medio consigulesernos arrancar electrones de las últimas órbitas de los átomos, surgiría un desequilibrio entre el número de cargas negativas y positivas, siendo mayores estas últimas y confiriendo, por tanto, una carga positiva a dicho átomo. Así, por ejemplo, al frotar con un paño el litio, es posible que se arranque un electrón de su última órbita, y quede el átomo cargado positivamente por poseer un defecto de electrones: 3(+) +2(—) = 1 (+)

Átomo con carga negativa: de la misma manera, si por algún procedimiento conseguimos agregar electrones a un átomo eléctricamente neutro, este exceso de electrones produce una carga negativa en el átomo. En el ejemplo del litio, al añadir un electrón en su última órbita da como resultado una carga negativa: 3 (+) + 4 (-) = 1(-)

Si en un extremo del cable de cobre acercamos cargas positivas y en el otro extremo acercamos cargas negativas, conseguiremos que los electrones de los átomos de cobre se muevan de un átomo a otro, atraídos por las cargas positivas y repelidos por las cargas negativas.

Con este movimiento de electrones obtenemos la electricidad.