Electricidad y magnetismo. Física

Electricidad y magnetismo

Física II

Semestre 4

Jueves 3 de Junio de 2021

La electricidad es generada a lo largo de nuestras vidas , en energía eléctrica que se ocupa en dispositivos como tabletas , computadoras , teléfonos e incluso la licuadora.

Esta es producida en centrales eléctricas a partir de transformadores de energía primaria , transportada a través de las redes eléctricas hasta núcleos de población. Es dividida en electrostática y electrodinámica en las que se estudia el reposo y el movimiento , estudiando leyes y ecuaciones de la misma.

El magnetismo relacionado con la electricidad por medio de la energía en el que conjuntos de fenómenos mediados por campos magnéticos son generados por corrientes eléctricas en el que es parte del fenómeno general del electromagnetismo.

Índice

ELECTRICIDAD

• Significado

• División

• Electrodinámica

• Electrostática

• Características

• Tipos

• Leyes

ELECTRICIDAD

Es una forma de energía manifestada en el movimiento de electrones de la capa externa de los átomos que hay en la superficie de un material conductor.

Es íntimamente ligado en la materia y a la vida , todo lo que vemos a nuestro alrededor ( y lo que no vemos) está integrado mediante electrones , partículas que giran vuelvo a los núcleos atómicos.

El movimiento de las capas eléctricas a través de un medio conductor se conoce como  corriente eléctrica donde es originada al poner en contacto dos elementos entre los que hay una diferencia de potencial. Las cuales son:

• La corriente eléctrica continua:  Influye de un punto a otro siempre en el mismo sentido. La corriente de una pila o batería es del tipo continuo.

• La corriente eléctrica alterna:  Influye de un punto a otro cambiando de sentido periódicamente. La electricidad comercial a gran escala procede de generadores que producen corriente alterna.

La corriente eléctrica genera también calor. Cuando las cargas eléctricas fluyen a través de un material conductor , chocan con sus átomos,  los electrones ceden una parte de su energía que contienen y los átomos ganan velocidad , la cual se manifiesta a través del calor.

La transformación de la energía eléctrica en calor se llama efecto Joule.

La electricidad representa para la humanidad un sinfín de aplicaciones conocidas

Las propiedades eléctricas de los materiales conocidos dependen de la configuración de los electrones de sus átomos. El grafeno , La Plata y el cofre son hasta la fecha los más potentes conductores de energía eléctrica disponibles , mientras que otros materiales como el vidrio , la licita o la mica son grandes aislantes.

 La electricidad es una fuente versátil y transformadora, capaz de aprovecharse de distintos modos:

• Generar luz. Las lámparas y bombillas permiten aprovechar el flujo eléctrico en el vacío para irradiar luz, iluminando distintos ambientes y extendiendo la vida diurna más allá de la caída del sol.

• Generar calor. El efecto Joule describe cómo el paso de los electrones por un conductor genera energía calórica, que puede ser aprovechada mediante resistencias para calefaccionar, soldar o incluso cocinar.

• Generar movimientos. Diversos tipos de aparatos son activados mediante electricidad para generar movimiento, como los motores y rotores, que convierten la energía eléctrica en mecánica. Por otro lado, la energía eléctrica se puede almacenar, por ejemplo, mediante pilas o baterías, y ser utilizada cuando se lo requiera para generar movimiento, por ejemplo.

• Transmitir datos. Mediante sistemas electrónicos, circuitos eléctricos o redes de cableado, la electricidad permite activar componentes de diversa naturaleza a lo largo de distancias enormes.

Características de la electricidad

La electricidad consiste en la transmisión de electrones de la última capa de los átomos (la más lejana) a la de un átomo siguiente, fluyendo a lo largo de la materia conductora y alterando en el camino ciertas propiedades de la misma.

Por otro lado, la electricidad es acumulable, para lo cual se inventaron las pilas o baterías (acumuladores), capaces de absorber corriente eléctrica y almacenarla en su contenido químico, para ser recuperada posteriormente.

La electricidad es dividida en:

•        Electrostática: La cual estudia las cargas en reposo

•        Electrodinámica: La cual estudia las cargas eléctricas en movimiento.

•        Electromagnetismo: La cual estudia la relación que hay entre la corriente eléctrica y el magnetismo.

ELECTRODINÁMICA  

La electrodinámica es la disciplina que se dedica a analizar los fenómenos que genera la electricidad cuando está en movimiento. Estos estudios se orientan a la interacción de campos magnéticos y eléctricos con cargas que se desplazan.

Electrodinámica antes de avanzar, cabe recordar que la electricidad es una fuerza que surge por la presencia de protones y electrones y se origina a partir del rechazo o la atracción entre partículas cargadas.

El comportamiento que adoptan estas partículas en los campos eléctricos y magnéticos, la transmisión de las ondas electromagnéticas y las fuerzas que están inducidas por campos magnéticos variables son algunas de las cuestiones investigadas por la electrodinámica, cuyos orígenes se remontan a la primera mitad del siglo XIX.

Es importante tener en cuenta que la totalidad de los cuerpos están formados por átomos o moléculas, a su vez compuestos de electrones, neutrones y protones.

Los electrones tienen carga eléctrica negativa, los neutrones carga neutra y los protones, carga positiva.

El fundamento de la electrodinámica se halla en el movimiento de las cargas eléctricas que apelan a un material conductor para trasladarse. Ese movimiento da lugar a múltiples fenómenos y produce numerosos efectos que son estudiados por la electrodinámica.

El paso sin interrupciones de los electrones por un conductor es lo que se conoce como corriente eléctrica. Para que esto se concrete debe haber una diferencia de potencial entre dos puntos del conductor.

Una fuerza electromotriz, en tanto, es necesaria para que las cargas eléctricas se pongan en movimiento y entre en funcionamiento un circuito, según los principios de la electrodinámica

Se fundamenta, precisamente, en el movimiento de los electrones o cargas eléctricas que emplean como soporte un material conductor de la corriente eléctrica para desplazarse.

Todos los cuerpos conocidos en la naturaleza, ya sean sólidos, líquidos o gaseosos, se componen de átomos o moléculas de elementos químicos simples o compuestos. Las moléculas del agua que tomamos para aliviar la sed, por ejemplo, están formadas por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O).

Todos los átomos o moléculas simples se componen de un núcleo formado por protones y neutrones, y alrededor de ese núcleo gira constantemente una nube de electrones situados en una o en varias órbitas, según el elemento químico de que se trate, de forma similar a como giran los planetas alrededor del sol.

Es decir, que cada átomo viene siendo un sistema solar en miniatura, tal como se puede ver en la ilustración del átomo de cobre (Cu), que aparece a la izquierda.

Los protones de los átomos poseen siempre carga eléctrica positiva, los neutrones carga neutra y los electrones carga eléctrica negativa.

La cantidad de protones presentes en el núcleo de un átomo neutro siempre es igual a la de los electrones que se encuentran girando en sus respectivas órbitas. Un átomo en estado neutro tiene el mismo número de cargas negativas que positivas.

Corriente eléctrica

La corriente eléctrica es el movimiento de cargas eléctricas a través de un conductor. Estas cargas son los electrones, partículas subatómicas que orbitan el núcleo atómico.

Las corrientes eléctricas no son inocuas para el cuerpo humano, que puede soportar hasta corrientes de alrededor de 16 amperios. es decir, la electricidad puede ser peligrosa. Un contacto breve y moderado con una fuente de electricidad puede adormecer o entumecer los músculos, mientras que un contacto más serio puede provocar quemaduras o incluso la muerte.

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