LA NATURALEZA DE LA ELECTRICIDAD: La palabra “electricidad” proviene de “electrón, del latín electrum que deriva de una palabra griega que significa “ámbar”, una resina amarillenta de origen vegetal, dura y combustible. En el siglo XVIII, el francés Charles du Fay propuso la existencia de dos tipos de electricidad, a los que llamó “resinoso” (propio del ámbar) y “vítreo” (del vidrio). Advirtió que si enfrentaba dos materiales de una misma familia, estos se rechazaban entre si. En cambio, dos materiales de familias diferentes se atraían.

Los fenómenos eléctricos se manifiestan cuando se altera el equilibrio de cargas. En ellos participan electrones porque pueden moverse por el interior de un cuerpo y también pasar a otro cuerpo.

Hay que considerar que algunos materiales tienden a perder electrones y que otros tienden a ganarlos. Dos cuerpos con cargas eléctricas de igual signo se rechazan; pero si las cargas son de signo distinto se atraen.

LOS CONDUCTORES Y LOS AISLANTES ELÉCTRICOS: Si ahora entre los dos cuerpos se coloca un alambre metálico que haga contacto con ambos cuerpos, podrá notarse que se “descargan”. Eso se debe a que los electrones excedentes han viajado hacia la varilla. En estas situaciones de pasaje de cargas, se dice que se ha establecido una corriente eléctrica, a través de ella se recupera el equilibrio de cargas.

Los materiales que permiten el paso de electrones se llaman conductores eléctricos, como los metales. Por el contrario, los aislantes eléctricos no permiten la circulación de corriente, como la goma, la madera y la mayoría de los plásticos.

En realidad, todos los materiales poseen conductividad la cual en la mayoría de los metales disminuye al aumentar la temperatura. Los conductores tienen mayor conductividad porque esto se relaciona con los electrones de la última capa. En esa capa los electrones de conducción están tan débilmente ligados que la acción de fuerzas exteriores puede hacer que se desplacen.

LOS CIRCUITOS Y LAS PILAS :Un circuito es un recorrido continuo, donde si una parte cualquiera se interrumpe, deja de circular la corriente.

Además de los cables, un circuito está constituido por dispositivos que proveen energía eléctrica, llamados fuentes de voltaje, y por elementos en los que esa energía se convierte en otras formas de energía (resistencias).

Entre las fuentes que pueden proveer energía a los circuitos eléctricos están las que tienen almacenada como energía química: las baterías y pilas, que tienen dos terminales identificados con los signos “-” y “+”. La capacidad de mover electrones se llama voltaje y se miden en volt.

Las pilas comunes poseen un electrodo cilíndrico de carbono en su parte central interna. Otro electrodo (una chapa de cinc) que rodea al primero. Y entre ambos está el electrolito. Estas pilas entregan la misma tensión (1,5 V) independientemente de su tamaño, difieren en la capacidad de entregar energía (tiempo de duración).

Las pilas más usadas hoy son las alcalinas, que poseen un electrodo de cinc, otro de dióxido de magnesio y el electrolito es el hidróxido de potasio. Estas pilas contienen entre un 50% y un 100% más de energía.

CIRCUITOS EN SERIE Y EN PARALELO: En un circuito con dos resistencias en serie la tensión se divide en dos partes, de modo que la suma de las tensiones sobre cada resistencia es igual a la tensión provista por la fuente.

En un circuito con resistencias en paralelo cada resistencia se encuentra bajo la totalidad de la tensión de la fuente. Otra diferencia es que si se quita una, las demás quedarán encendidas porque sus propios circuitos no se interrumpen. Podría pensarse como una superposición de circuitos simples.

Cuando se conectan fuentes en serie, la tensión es igual a la suma de las tensiones de cada fuente. El circuito incluye un interruptor que permite el paso de los electrones o bien lo interrumpe y evita la corriente.

EL FLUJO DE CARGAS Y LA LEY DE “Ohm”: Para que las cargas fluyan por un conductor es necesario que exista una diferencia de potencial eléctrico entre los extremos del conductor. Si la tensión desaparece, las cargas dejarán de desplazarse. Para que los electrones se puedan movilizar hay que suministrar energía eléctrica mediante algún dispositivo capaz de generar la diferencia de potencial deseada.

La unidad de intensidad de la corriente es el ampere (A). a principios del siglo XIX el físico alemán Ohm realizó experimentos que le permitieron relacionar la tensión (voltaje) aplicada a los extremos de un conductor. Ohm notó que, a medida que modificaba la tensión, obtenía nuevos valores de intensidad. A ese valor lo denominó resistencia:

V/I = R

Donde V es voltaje, I es la intensidad de la corriente y R es la resistencia, conocido como ley de Ohm.

LA CORRIENTE ALTERNA: En un circuito la corriente puede circular en un solo sentido, cuando los electrones se mueven en un mismo sentido, la corriente es continua (CC).

La corriente eléctrica también puede circular en ambos sentidos. En la red domiciliaria cambia permanentemente su sentido, y como el sentido de circulación va alternándose, se llama corriente alterna (CA). La circulación es muy restringida, pues la orden del cambio de sentido es tan rápida que los electrones tienen un ligero movimiento de ida y vuelta en torno de una posición fija.

EL ELECTROMAGNETISMO: Una serie de observaciones sobre fenómenos naturales hizo crecer la sospecha de que había alguna relación entre la electricidad y el magnetismo. Algunos intentaron poner en evidencia esa relación de distintas formas, por ejemplo colocando un imán cerca de una pila, pero no conseguían ningún resultado interesante.

Una experiencia realizada en 1820 por Oersted confirmó las sospechas. Oersted se hallaba dando una clase experimental, por casualidad unió con un cable los dos polos de una pila y pudo observar que la aguja de una brújula cercana se desviaba. Interpretó que el efecto magnético aparece cuando la electricidad circula por un cable. Es decir, al establecerse un circuito alrededor del conductor se produce un efecto magnético que desvía la aguja de la brújula.

El hallazgo condujo a investigaciones que establecieron las bases del electromagnetismo. Un imán que funciona cuando circula electricidad se llama electroimán, que consiste en una pieza de hierro alrededor de la cual hay enrollado un cable de cobre cubierto de algún aislante. Cuando los extremos se conectan a los terminales de la pila, comienza a circular una corriente eléctrica y el electroimán se comporta igual que uno común.

LOS ELECTROIMANES Y EL MOTOR ELÉCTRICO: En los edificios se utiliza un portero eléctrico que posee un electroimán. Normalmente el pestillo de la cerradura permanece sujeto por una armadura metálica y la puerta no puede abrirse. Cuando se aprieta un pulsador, comienza a circular corriente por el electroimán debajo de la puerta. El campo magnético generado atrae la armadura y el pestillo queda en libertad, con lo cual la puerta puede abrirse con solo empujarla. Cuando se deja de oprimir el pulsador, la corriente deja de circular y la armadura vuelve a su posición original gracias a la acción de un resorte.

Un motor eléctrico permite convertir la energía eléctrica en cinética mediante la rotación de un eje. El motor consta de un electroimán colocado entre los extremos de un imán, cuyos polos están identificados como norte y sur. El electroimán puede girar sobre un eje perpendicular. Al rotar hace contacto con los elementos de cobre conectados a los terminales de una pila.

Al rotar, el extremo de imán que en un momento hacía contacto con un extremo, lo hará con el otro. Con el otro extremo del imán sucede lo inverso. De esta manera cambia el sentido de la corriente y se invierten los polos. A eso se debe que, en esta posición, vuelva a producirse una atracción por efecto del imán. El proceso se repite y hace que el eje del motor gire hasta que la corriente se interrumpa.