Electricidad y Magnetismo
Electricidad
La electricidad se refiere a los efectos causados por los electrones, manifestándose en numerosos fenómenos.
Electrónica
La electrónica estudia la conducción de la electricidad a través de tres formas principales:
- Gases
- Vacío
- Materiales semiconductores
Electricidad Dinámica
Estudia las cargas en movimiento dentro de un conductor, es decir, las corrientes eléctricas y los fenómenos que las originan.
Electricidad Estática
Estudia las cargas eléctricas en reposo o en leve movimiento, así como sus campos eléctricos y potenciales.
Electricidad Cinética
Estudia el movimiento de cargas eléctricas en corrientes estacionarias en circuitos eléctricos y el movimiento de partículas electrificadas en campos eléctricos y magnéticos.
Corriente Alterna (CA)
Estudia la corriente eléctrica cuyo sentido se invierte periódica y ordinariamente varias veces por segundo.
Conductores
Los conductores son materiales que permiten el flujo de corriente eléctrica debido a la presencia de electrones libres en su estructura atómica. Ejemplos: plata, oro, cobre, aluminio y fibra óptica.
Aislantes (Dieléctricos)
Los aislantes son materiales que ofrecen una gran oposición al flujo de electrones debido a que los electrones en su estructura atómica están fuertemente ligados al núcleo. Se utilizan para aislar la corriente eléctrica en los conductores. Ejemplos: vidrio, papel, mica, asbesto y algunos plásticos.
Semiconductores
Los semiconductores se encuentran entre un conductor y un aislante, permitiendo la circulación de corriente eléctrica en algunos casos y en otros no. Ejemplos: germanio y silicio.
Carga Eléctrica (q)
Es la propiedad de las partículas que forman el átomo y la materia. Se define como el exceso o déficit de electrones. Un cuerpo con exceso de electrones tiene carga negativa, con déficit de electrones tiene carga positiva, y con igual número de electrones y protones tiene carga neutra.
Ley de las Cargas Eléctricas
Cuerpos con la misma carga se repelen y cuerpos con cargas diferentes se atraen.
Ley de Coulomb
La fuerza de atracción o repulsión entre dos cuerpos electrizados en el aire o en el vacío es directamente proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
Campo Eléctrico
Es la zona donde un cuerpo con carga eléctrica ejerce una fuerza de atracción o repulsión sobre otro cuerpo electrizado.
Formas de Electrizar un Cuerpo
- Por fricción: Frotar un cuerpo contra otro, donde uno gana electrones y el otro pierde electrones.
- Por contacto: Un cuerpo electrizado toca a otro neutro, transfiriendo cargas eléctricas.
- Por inducción: Un cuerpo electrizado se acerca a otro neutro sin tocarlo, atrayendo o repeliendo las cargas eléctricas.
Electroscopio: Instrumento que identifica si un cuerpo tiene carga eléctrica y de qué tipo es.
Formas de Producir Electricidad
Para producir electricidad es necesario poner en movimiento los electrones.
- Por frotamiento: Frotar un pedazo de piel contra una barra de baquelita, transfiriendo electrones de la piel a la barra.
- Por magnetismo: Mover un imán sobre un alambre o viceversa, generando movimiento de electrones.
- Por acción química: Dos placas, una de zinc y otra de cobre, sumergidas en un electrolito, generan un desplazamiento de electrones.
- Por presión: Aplicar presión sobre un cristal entre dos placas metálicas, moviendo los electrones hacia las placas.
- Por luz: La luz incide en una celda fotoeléctrica, provocando el desplazamiento de electrones.
- Por calor: Aplicar calor a dos alambres trenzados, uno de hierro y otro de cobre, induce el movimiento de electrones.
Circuito Eléctrico
Un circuito eléctrico es un sistema donde la corriente fluye por un conductor en una trayectoria completa debido a una diferencia de potencial. Consta de tres elementos principales: resistencia, voltaje y corriente. Está formado por un elemento de carga, un conductor, un interruptor y una fuente de alimentación.
Resistencia Eléctrica (R)
Es la oposición que presentan los materiales al flujo de corriente eléctrica.
Capacitores o Condensadores
Dispositivo que almacena energía eléctrica, bloquea la corriente continua y permite el flujo de corriente alterna. Consiste en dos conductores aislados por un dieléctrico. Materiales dieléctricos comunes: aire, mica, papel, cerámica, plástico y óxidos metálicos.
- Capacitor fijo: Tiene un valor de capacidad definido.
- Capacitor variable: Su capacidad se puede ajustar.