CONCEPTOS Y LEYES FUNDAMENTALES DE LA ELECTRICIDAD
Enviado por SUPER_BRAND • 19 de Junio de 2013 • 3.776 Palabras (16 Páginas) • 1.015 Visitas
Conceptos y leyes
fundamentales de la electricidad
1 La transmisión en los vehículos 7
Y ... vamos a conocer
1. La materia, el electrón y la electricidad
2. Principios básicos de la electricidad
3. Electricidad dinámica
4. Ecuaciones fundamentales de la electricidad
PARA PRACTICAR
Realización de medidas de resistencia,
tensión e intensidad. Verificación
de la ley de Ohm
para empezar...
El objetivo de la presente unidad didáctica es estudiar los conceptos
básicos de la electricidad en sus dos vertientes, estática y dinámica,
partiendo desde la estructura de la materia, hasta definir las dos
leyes fundamentales de la electricidad. En estática, la ley de Coulomb
y, en dinámica, la ley de Ohm.
El estudio y conocimiento de los conceptos básicos que forman el
contenido de esta unidad es de suma importancia en la comprensión
de cuestiones eléctricas y sus aplicaciones, entre las que se
encuentra, evidentemente, el equipo eléctrico de un automóvil.
❚ Conocerás la materia desde el punto de vista eléctrico.
❚ Comprenderás los fenómenos fundamentales de la electricidad (estática y dinámica).
❚ Interpretarás y aplicarás los conceptos y leyes fundamentales de la electricidad a circuitos sencillos.
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qué sabes de...
1. ¿Cómo piensas que está constituida la materia?
2. Explica qué es la electricidad.
3. ¿Cuántas clases de electricidad crees que hay?
4. ¿A qué crees que son debidos los relámpagos?
5. ¿Piensas que hay alguna relación entre la electricidad y el calor?
1. La materia, el electrón
y la electricidad
1.1. Estructura de la materia
Si dividimos la materia en partes lo más pequeñas posibles, manteniendo para
cada una de ellas su naturaleza original, obtenemos pequeñas partículas denominadas
moléculas. Si dividimos aún más las moléculas observamos que están compuestas
por átomos (del griego sin división).
Si la molécula está formada por átomos iguales, la combinación es un elemento;
mientras que si son átomos desiguales los que la forma, la combinación es un
compuesto. Los átomos que conforman un elemento químico son todos iguales,
pero diferentes de los átomos de los demás elementos químicos.
1.2. El átomo
Desde el punto de vista eléctrico, todos los átomos están constituidos por un núcleo
central que está rodeado de una nube de partículas minúsculas denominadas
electrones que giran en diferentes órbitas casi elípticas alrededor del núcleo,
a una velocidad aproximada de 2.000 km/s.
El núcleo a su vez está constituido por dos tipos de partículas, los protones y los
neutrones, que esencialmente constituyen la masa del átomo.
Esta concepción planetaria del átomo fue enunciada por Bohr. La figura 1.2 representa
el modelo atómico planetario.
Masa del protón = Masa del neutrón = Masa de 1.837 electrones
8 Unidad 1 Y
Materia
Toda sustancia que tiene peso
(masa) y ocupa un espacio.
AA
a Figura 1.1. Estructura de la materia.
H 2O
Materia
(agua)
Molécula
de agua
Átomo de
oxígeno
O
H
HHH
Átomos de
hidrógeno
1.3. Carga eléctrica
Tanto los electrones como los protones anteriormente mencionados poseen una
propiedad denominada carga eléctrica. La carga de los protones se considera positiva
y la de los electrones negativa; los neutrones no tienen carga eléctrica.
Dado que el átomo tiene igual número de protones con carga positiva que de
electrones con carga negativa es eléctricamente neutro.
1.4. Electrones de valencia y electricidad
Los electrones se mantienen en sus órbitas debido a la fuerza de atracción que
ejerce el núcleo sobre ellos, siendo la fuerza de atracción débil para los electrones
que se encuentran en la órbita más alejada del núcleo, llamada órbita de valencia.
Los electrones de la órbita de valencia, llamados electrones de valencia o electrones
libres, son la causa de la electricidad, sus diferentes características y
efectos.
1.5. Clases de electricidad
Podemos clasificar la electricidad en dos tipos: estática y dinámica. A su vez la
electricidad dinámica se divide en corriente continua o directa (CD) y corriente
alterna (CA).
Estática
ELECTRICIDAD U Corriente continua (CD)
Dinámica UCorriente alterna (CA)
Conceptos y leyes fundamentales de la electricidad 9
Y
a Figura 1.2. Modelo atómico de Bohr.
I II
a Figura 1.3. Modelo estratiforme
del átomo.
K L M N
2. Principios básicos de la electricidad
2.1. Electricidad estática
Se denomina electricidad estática a aquella que no se mueve respecto a la sustancia
determinada.
Si frotamos una varilla de vidrio (material no conductor) con un paño de seda,
tanto el paño como la varilla quedan cargados eléctricamente (el paño con carga
negativa y la varilla con carga positiva). La electricidad acumulada en ambos
materiales permanecerá sin moverse a menos que los pongamos en contacto, o se
conecten por medio de un conductor.
Desde el punto de vista de los electrones libres, la electricidad estática se refiere
al estado en el que los electrones libres están separados de sus átomos y no se
mueven en la superficie de los materiales.
A la cantidad de electricidad con que se carga una sustancia se le llama carga
eléctrica, se representa por la letra (Q) y se mide en el sistema internacional
(S.I.), en culombios (C).
1 culombio = 6,25 · 1018 electrones libres
2.2. Inducción electrostática
Cuando se mueve un cuerpo cargado (A) hacia un conductor (B) aislado, aparece
en la zona del conductor (B) más cercana al cuerpo cargado (A) una carga
eléctrica que es opuesta a la carga del cuerpo cargado inicialmente (A).
A este fenómeno se denomina inducción electrostática.
UN CASO METEREOLÓGICO
Si se acumula carga eléctrica de distinto signo en dos cuerpos y se acercan
lo suficiente el uno al otro, se generará una fuerza electrostática grande,
de tal magnitud que las cargas eléctricas se descargarán a través
...