Electrostática
La electrostática es la rama de la electricidad que se encarga de estudiar las cargas electrostáticas en reposo.
La electrostática es la rama de la electricidad que se encarga de estudiar las cargas electrostáticas en reposo.
La ley cualitativa de la electrostática dice que “cargas del mismo signo se repelen y cargas de signo contrario se atraen”.
Frotamiento: Se presenta
cuando 2 cuerpos se frotan entre sí o por la fricción que existe entre ellos.
Ejemplo: Flotar un globo con el cabello.
Contacto: Consiste en
simplemente tocar los 2 cuerpos entre sí. Ejemplo: Cuando chocas con una
persona.
Inducción: Ocurre cuando
un cuerpo extendido en carga eléctrica se acerca a otro sin tener contacto
directo entre ellos. Ejemplo: Cuando pasas a lado de una televisión.
Todos los materiales
están compuestos de átomos y estos, a su vez, de electrones, protones y
neutrones.
En condiciones normales, el número de electrones es igual al de protones por lo
que el material no tiene propiedades eléctricas. Sin embargo, bajo ciertas
condiciones, se crea un exceso o defecto de electrones, y en consecuencia el
material adquiere carga y propiedades eléctricas: Q≠0
La carga eléctrica se representa por la letra Q y se mide en culombios C.
La carga eléctrica se representa por la letra Q y se mide en culombios C.
TIPOS DE MATERIALES
Aislantes
Los electrones están fuertemente unidos al núcleo atómico por lo que apenas
pueden moverse de su zona de equilibrio y por ello, no se da el movimiento de
carga eléctrica. Ejemplos de materiales aislantes son la madera, los plásticos,
la cerámica y el vidrio.
Conductores
Los electrones están débilmente unidos al núcleo atómico por lo que pueden moverse por todo el material con gran facilidad. El movimiento ordenado de la carga eléctrica (electrones o huecos en exceso) por el metal se denomina corriente eléctrica. Ejemplos de materiales conductores son los metales como el oro, la plata, el cobre o el aluminio.
Los electrones están débilmente unidos al núcleo atómico por lo que pueden moverse por todo el material con gran facilidad. El movimiento ordenado de la carga eléctrica (electrones o huecos en exceso) por el metal se denomina corriente eléctrica. Ejemplos de materiales conductores son los metales como el oro, la plata, el cobre o el aluminio.
Semiconductores
Son aislantes bajo determinadas condiciones y conductores en otras. Forman parte de la inmensa mayoría de los componentes electrónicos actuales y los más utilizados son el silicio (Si) y el germanio (Ge).
Son aislantes bajo determinadas condiciones y conductores en otras. Forman parte de la inmensa mayoría de los componentes electrónicos actuales y los más utilizados son el silicio (Si) y el germanio (Ge).
CORRIENTE ELÉCTRICA Y
MAGNITUDES ELÉCTRICAS FUNDAMENTALES
Cuando se unen dos
cuerpos con distinta carga a través de un elemento conductor, se produce un
movimiento de electrones desde el que tiene exceso de carga negativa hacia el
que tiene exceso de carga positiva. Ese movimiento es lo que conocemos como
corriente eléctrica: flujo o movimiento ordenado de electrones en el interior
de un conductor para lograr el equilibrio electrónico entre dos puntos con
distinta cantidad de carga eléctrica.
Intesidad de corriente
(I)
Nosotros no podemos contar la cantidad de electrones que circulan por un
conductor puesto que es una cantidad muy grande, por eso, para medir la
corriente eléctrica que circula por un conductor se utiliza una magnitud que es
la Intensidad de corriente, o simplemente Intensidad o Corriente eléctrica. La
Intensidad de corriente es la cantidad de carga que atraviesa un conductor por
unidad de tiempo. I=Q/t. La Intensidad de corriente se mide en Amperios (A).
Resistencia eléctrica
(R)
Todos los conductores no conducen la corriente eléctrica de igual forma, hemos
visto anteriormente que existen materiales (aislantes) que no dejan pasar la
corriente eléctrica y otros (conductores) que si lo permiten. La dificultad que
opone un material al paso de la corriente es lo que llamamos Resistencia
eléctrica y depende de varios factores:
De la sección; cuanto
más delgado mayor Resistencia.
De la longitud del
conductor; a mayor longitud más Resistencia.
Del tipo de material;
unos materiales ofrecen más Resistencia que otros. A esta propiedad de cada
material se le conoce como Resistividad.
La unidad de Resistencia
es el Ohmio (Ω).
Voltaje (V) o tensión
¿Qué provoca el movimiento de los electrones en un conductor? Para que por un
conductor circule una corriente eléctrica es necesario que entre sus extremos
haya una diferencia de carga eléctrica, de manera que los electrones circularán
desde donde hay más cantidad hasta donde hay menos.
A esta diferencia de carga eléctrica se le llama diferencia de potencial o
Voltaje y es la fuerza que provoca la corriente eléctrica o movimiento de
electrones en un conductor.
La unidad de medida del Voltaje es el Voltio(V) el cual se define como la
diferencia de potencial capaz de provocar una corriente de un amperio en un
conductor cuya resistencia sea de un ohmio.
La termodinámica se
encarga de estudiar la transformación de la energía térmica en trabajo y el
trabajo en energía.
La termodinámica puede
ser explicada con cuatro leyes fundamentales, entre las principales
se encuentran 3:
Ley cero de la
termodinámica:
También conocida como
ley de equilibrio. Si dos sistemas se encuentran en equilibrio térmico y se
presenta un tercero, éste estará en equilibrio con las anteriores.
Primera ley de la
termodinámica
Esta ley nos demuestra
el principio de la conservación de la temperatura “la masa no se crea, ni se
destruye, se transforma”
George Simon Ohm, formuló en 1827 la que se conoce
como Ley de Ohm. Posiblemente una de las leyes fundamentales de la
electrónica.
Primero definió
matemáticamente las tres magnitudes físicas principales de la electrónica:
Voltaje (o Diferencia de Potencial):
Representa la “fuerza que tiene la energía eléctrica” entre los polos
positivo y negativo. Es similar a la que existe entre los polos de los imanes,
en los que las fuerzas de atracción y repulsión son invisibles pero están
presentes. La fuerza representada por el voltaje impulsa la electricidad por
los conductores y componentes electrónicos de un circuito, haciéndolo
funcionar. Se mide en Voltios.
Intensidad (o Corrrien
te): Representa el flujo de energía
eléctrica durante un determinado período de tiempo, es decir,
la “velocidad con que circula la energía eléctrica”. En un circuito
electrónico esta velocidad es variable, ya que para funcionar necesita que por
algunos de sus componentes la energía circule con más rapidez que por otros. Se
mide en Amperios.
Resistencia: Representa la “oposición al paso de la energía
eléctrica”. Sirve para regular la corriente y el voltaje según lo requiera cada
componente de un circuito electrónico. Libera la energía sobrante en forma de
calor (Efecto Joule). Se mide en Ohmios.
En el símil hidráulico
de la siguiente figura, el Voltaje (V) vendría representado por la diferencia
de Altura del agua, la Resistencia (R) por el Ancho del tubo, y la Corriente
(I) por el Caudal del agua que sale.
La Ley de
Ohm relaciona estas tres magnitudes físicas, siendo su enunciado el
siguiente:
La Corriente en un
circuito eléctrico varía de manera directamente proporcional a la Diferencia de
Potencial aplicada, e inversamente proporcional a una propiedad característica
del circuito que llamamos Resistencia.
O sea, que un aumento
del Voltaje (mayor Altura de agua) o disminución de la
Resistencia (tubo más
Ancho), provoca un aumentando proporcional de la Corriente eléctrica (mayor
Caudal de agua)
Su formulación
matemática es:
La ley de Ohm se aplica
a la totalidad de un circuito o a una parte del mismo. Analicemos la parte del
circuito que analicemos, siempre se cumplirá.
Reforcemos los
conocimientos adquiridos con el siguiente ejemplo: Imagina que tienes dos
mangueras unidas, una más ancha que la otra y conectadas a una llave de agua.
La Resistencia sería la oposición al paso del agua en la pieza de unión
y por la diferencia de grosor entre las dos mangueras.
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