ELECTRICIDAD

VEREMOS UNAS NOCIONES BÁSICAS DE ELECTRICIDAD 
LA CARGA ELÉCTRICA

 Para entender qué es la electricidad debemos comenzar con los átomos. Ya hemos visto que  los átomos son pequeñas partículas que son muy difíciles de ver, y son los elementos con los que está hecho todo a nuestro alrededor. 
Un átomo está compuesto por protones, electrones y neutrones. El centro de un átomo, al cual se llama “núcleo”, tiene al menos un protón. Alrededor del núcleo viajan los electrones (en igual cantidad que los protones) a gran velocidad.
Los protones y electrones tienen una propiedad llamada carga, la de los protones es de signo positivo y la de los electrones es de signo negativo. Los neutrones no tienen carga. Los protones y electrones se atraen entre sí porque tienen cargas de distinto signo. En cambio las partículas que tienen cargas del mismo signo se repelen.
La fuerza que actúa entre ellos es la fuerza eléctrica. Por lo general los cuerpos que nos rodean tienen la misma cantidad de cargas positivas que negativas, es decir son eléctricamente neutros. Pero las cargas negativas pueden pasar fácilmente de un cuerpo a otro por el rozamiento (como cuando frotamos un bolígrafo con un jersey, el bolígrafo se queda con más cargas negativas y si lo acercamos al pelo o a pequeños papeles el bolígrafo los atrae). La energía eléctrica o electricidad es un fenómeno físico que se origina a raíz de las cargas eléctricas y de la interacción entre ellas. Así, son los electrones y los protones las dos partículas subatómicas principales que pueden originar la aparición de energía eléctrica.

LOS IMANES Y EL MAGNETISMO

Los imanes son objetos que atraen otros objetos fabricados con hierro, acero, cobalto, níquel y con aleaciones de éstos. En cambio, no atraen a la madera, la arena o el oro.

Esta propiedad que tienen los imanes para atraer otros imanes o algunos objetos metálicos se le llama magnetismo. El magnetismo es un fenómeno físico por el que los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay materiales que presentan propiedades magnéticas detectables fácilmente, como el níquel, el hierro o el cobalto, que pueden llegar a convertirse en un imán.

Existe un mineral llamado magnetita que es conocido como el único imán natural. De hecho de este mineral proviene el término de  magnetismo. Sin embargo, todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético. Otra característica de los imanes es que los polos no se pueden separar. Si un imán se rompe en dos partes no se obtienen un polo norte y un polo sur sino que se obtienen dos imanes, cada uno de ellos con un polo norte y un polo sur.

Tipos de imanes:

·                     Imanes naturales: La magnetita es un potente imán natural. Desde la antigüedad se conocía la propiedad de atraer a objetos de hierro

·                     Imanes artificiales permanentes: Son aquellos objetos magnéticos que estando en contacto con la magnetita se convierten en imanes permanentes. Y son la mayoría de los imanes que usamos.

• Imanes artificiales temporales: Son los que sólo producen un campo magnético cuando circula la corriente eléctrica por ellos. Un ejemplo de éstos es el electroimán.

 Partes de un imán: los polos magnéticos

• Cualquier imán presenta dos zonas donde las acciones se manifiestan con mayor fuerza. Estas zonas están situadas en los extremos del imán y son los denominados polos magnéticos: Norte y Sur.

Los imanes son capaces de ejercer distintas fuerzas magnéticas. Una de las propiedades fundamentales de la interacción entre imanes es que los polos iguales se repelen, mientras que los  polos opuestos se atraen. Las fuerzas magnéticas pueden ser de atracción y repulsión. El campo magnético es la zona de influencia de un imán.Todos los imanes tiene dos zonas que llamamos polos y que se suelen marcar con dos colores diferentes.EL MAGNETISMO TERRESTRE

Los campos magnéticos son un tipo de energía invisible que rodea a los objetos que lo poseen, el planeta Tierra está envuelto por un enorme campo magnético al que se le ha dado el nombre de gravedad. Se puede comprobar que, a pesar de ser invisible, existe y es por esta razón que si saltamos, no caemos al vacío o a un espacio fuera de la tierra. Podemos decir que, si no existiera el campo magnético de la tierra, no podríamos mantenernos pegados al suelo; por este motivo, cuando los astronautas se alejan lo suficiente del campo magnético terrestre, empiezan a flotar dentro de la nave espacial. La Tierra funciona como un imán gigantesco. Los polos magnéticos de la Tierra están situados cerca de los polos geográficos, pero situados al revés. El magnetismo terrestre nos permite orientarnos gracias a la brújula es un aparato que contiene un pequeño imán que puede girar libremente, de manera que siempre apunta hacia el norte. Por eso se emplea para orientarse.

LA CORRIENTE ELÉCTRICA

Una vez que hemos estudiado lo que son las cargas eléctricas y los campos magnéticos ya podemos empezar a trabajar con las corrientes eléctricas. QUÉ ES LA CORRIENTE ELÉCTRICA.

Consiste en un movimiento ordenado de cargas eléctricas por un material, las cargas que se mueven por los aparatos eléctricos que usamos normalmente son las cargas negativas. Cuando hay una corriente eléctrica hay millones de cargas negativas que se mueven en una misma dirección las cargas de una corriente eléctrica transportan energía eléctrica. La energía eléctrica puede transformarse fácilmente en otro tipo de energía: luz, sonido, movimiento. Cuantas más cargas circulan por un material mayor intensidad decimos que tiene una corriente eléctrica y cuanto mayor es la intensidad de una corriente mayor es la cantidad de energía eléctrica que transporta. La corriente eléctrica es el movimiento de los electrones por un conductor. Este movimiento de cargas eléctricas se puede comparar con el agua del río, y de la misma manera que podemos medir el caudal de un río en un punto podemos medir la intensidad de la corriente eléctrica. Las cargas eléctricas se pueden mover a través de los materiales, pero no se mueven de la misma manera en todos ellos. A la propiedad que indica la facilidad con que las cargas se mueven a través de un material específico se la denomina conductividad.

MATERIALES CONDUCTORES Y AISLANTES.

No todos los materiales conducen igual la corriente eléctrica:

Materiales conductores: Son materiales que conducen bien la corriente eléctrica, es decir las cargas eléctricas se pueden mover con facilidad. El cobre, la plata y en general los metales.

Materiales aislantes: Son materiales que no conducen la corriente eléctrica, en ellos las cargas eléctricas no pueden moverse: la madera, el plástico, la goma o el cristal.

Para fabricar cables se usan los dos materiales: un material conductor que transporta la corriente eléctrica y un material aislante para cubrir el conductor. Así se evita que la corriente eléctrica salga.

Cuando las cargas eléctricas circulan por un material pueden producir diversos efectos, los útiles para el hombre son: el efecto calorífico, luminoso, sonoro, magnético, mecánico.

La electricidad y el magnetismo están relacionados, las fuerzas de atracción y repulsión de las cargas eléctricas tienen parecido al funcionamiento de los imanes. Cuando una corriente eléctrica circula cerca de la brújula, la aguja de esta se desvía, lo que demuestra que la corriente eléctrica genera magnetismo. Este principio se aprovecha para los electroimanes: Un electroimán se aprovecha de la capacidad de las corrientes eléctricas para inducir un campo magnético. Al poder controlarlos más fácilmente que a los imanes ferrosos, los electroimanes permiten una manipulación rápida e incluso la posibilidad de apagar y encender un campo magnético. Los electroimanes se encuentran en todo tipo de tecnología, como motores, altavoces y sistemas de grabación.

Un electroimán consiste en un cable conductor que se enrolla alrededor de una barra de hierro, cuando pasa la corriente por la barra de hierro se convierte en un imán. Este fenómeno se emplea en los alternadores de las centrales eléctricas.

LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS

Se denomina circuito eléctrico al conjunto de elementos eléctricos conectados entre sí que permiten generar, transportar y utilizar la energía eléctrica con la finalidad de transformarla en otro tipo de energía como, por ejemplo, energía calorífica (estufa), energía lumínica (bombilla) o  energía mecánica (motor).  Los elementos utilizados para conseguirlo son los siguientes:

•          Generador.  Parte del circuito donde se produce la electricidad, tienen dos polos o bornes: las cargan salen de uno de ellos y entran por el otro creando la corriente. Generadores son: las pilas y baterías que producen energía eléctrica a partir de energía química, las células o paneles fotovoltaicos que transforman la luz en energía eléctrica. Alternadores  que usan diferentes tipos de energía para girar grandes imanes que producen electricidad.

•          Conductor. Hilo por donde circulan los electrones impulsados por el generador. Normalmente son los cables: cobre cubierto de plástico

 •          Interruptor.  Elemento que permite abrir o cerrar el paso de la corriente eléctrica. Si el interruptor está abierto no circulan los electrones, y si está cerrado permite su paso.

•          Receptores: Elementos del circuito que reciben la corriente eléctrica y la transforman en calor, luz…