PRINCIPIO DE LA ELECTRICIDAD FORMAS DE PRODUCIRLA

1.- Introducción:

Todos conocemos las ventajas de la electricidad. Ya sea en nuestra vivienda, en el taller o la gran industria, todo el mundo aprecia diariamente sus beneficios.

La electricidad se considera "misteriosa", por el hecho de ser invisible y de que solamente comprobamos sus manifestaciones. El número importantes de aplicaciones, que se basan en el fenómeno eléctrico, hace que este tipo de energía sea indispensable.

El objetivo principal de las unidades didácticas de este módulo es aprender o recordar los fenómenos eléctricos, las leyes principales y los cálculos necesarios para que un profesional, además de saber conectar aparatos y de ejecutar instalaciones, domine el área teórica, y alcance una "calificación profesional" imprescindible para ejercer la ocupación con inteligencia e interés.

La primera pregunta que nos planteamos contestar en esta unidad didáctica, no es otra que la siguiente:

¿Qué es la electricidad?

2.- Principio de la electricidad

Para, definir la electricidad tendremos que remitirnos necesariamente al átomo.

Todos los cuerpos están compuestos por elementos químicos. La partícula elemental del cuerpo es el átomo.

Las partes que constituyen el átomo son:

*          ELECTRONES:          Partícula que posee carga elemental de electricidad negativa

(é).

*          PROTONES:              Partícula que posee carga elemental de electricidad positiva

(P).

*          NEUTRONES:            Partícula neutra (sin carga).

La disposición de las partículas en un átomo es la siguiente:

*  NÚCLEO:                            Parte donde se encuentran los protones y neutrones.

*  NUBE ELÉCTRICA:           La forman las órbitas concéntricas que producen los electrones,

girando alrededor del núcleo a gran velocidad.

Debemos saber que la fuerza de atracción entre protones y electrones queda compensada por la fuerza centrífuga de estos, estableciéndose un equilibrio de fuerzas dentro del átomo, así como que el número de electrones de un átomo es el mismo que de protones, y estos varían según el elemento químico.

Los elementos metales poseen los electrones en las últimas capas del átomo, es decir, en las más periféricas, por lo cual si se actúa sobre estos electrones mediante una "fuerza exterior", los electrones podrán salir de la influencia del átomo y desplazarse a través de la estructura del metal. A estos electrones se les denomina "electrones libres", y forman la llamada "corriente eléctrica ". Por tanto, la definición de electricidad o corriente eléctrica será:

"La energía producida cuando a lo largo de un cuerpo se desplazan electrones, a causa de la actuación de una "fuerza exterior"

3.- Formas de producir electricidad

En el anterior apartado hablábamos que para obligar al electrón a salir de las órbitas concéntricas del átomo, era necesario aplicar una "fuerza exterior". Pero ¿A qué fuerzas nos referimos?.

Existen varias formas de producir electricidad, cada una de manera diferente, aplica una fuerza capaz de arrancar electrones.  Vamos a citarlas:

1.-Por FROTAMIENTO:

Esta forma de producción de electricidad es la más antigua que se conoce; recordemos que los griegos, ya conocían este método.

La electricidad generada por frotamiento se efectúa al frotar un paño con una barra de vidrio, los electrones de las últimas capas de los átomos del vidrio pasan al paño, en consecuencia, los átomos del vidrio quedan cargados positivamente, mientras los átomos del paño quedan cargados negativamente, ya que el vidrio le cede electrones.

La carga conseguida por este método permanece en el material y se denomina carga estática.

"CUANDO DOS CUERPOS ESTÁN CARGADOS DE ELECTRICIDAD DE SIGNOS CONTRARIOS. SE DICE QUE EXISTE ENTRE ELLOS UNA DIFERENCIA DE POTENCIAL ".

Los cuerpos cargados de electricidad positiva están a un potencial más elevado que los cargados con electricidad negativa. Si los dos cuerpos se ponen en contacto , se descargan y deja de existir entre ellos diferencia de potencial.

2.- Por PRESIÓN:

Algunos materiales tienen propiedades llamadas "piezoelectricas", esta propiedad aparece cuando se somete a un cristal de cuarzo a una presión mediante dos placas metálicas. Cuando esto ocurre, entre las dos placas se establece corriente eléctrica.

Este fenómeno se utiliza en: encendedores de gas, cápsulas microfónicas, etc..

3.- Por ACCIÓN QUÍMICA:

Las pilas y acumuladores son dos dispositivos que aprovechan la propiedad de algunas reacciones químicas, capaces de separar las sustancias con distintas cargas eléctricas.

Si observamos el dibujo veremos que las cargas de un signo se dirigen a uno de los terminales (electrodo), siendo de signo contrario las que van al otro electrodo; por tanto, si se conecta un hilo entre ambos terminales, habrá una compensación de cargas, es decir, el electrodo cargado negativamente cederá los electrones, a través del hilo, al electrodo positivo, donde contrarrestarán las cargas positivas.

4.- Por ACCIÓN DE LA LUZ:

Este sistema de producción de electricidad se basa en la propiedad de algunas sustancias de crear carga eléctrica en sus caras, cuando sobre ellas incide luz. Esta propiedad se conoce como "fotoeléctrica ".

La producción de electricidad se suele realizar en pequeñas superficies que se llaman fotocélulas. Al incidir la luz sobre el selenio (por ser un material fotosensible), se provoca el desprendimiento de electrones de las últimas capas, que se acumulan en el material translúcido, creándose en el hierro cargas positivas por inducción.

Actualmente se ésta estudiando el rentabilizar este sistema "alternativo", para la producción de electricidad utilizando la luz del sol, pero las potencias que se consiguen son bajas y al mismo tiempo la construcción de las fotocélulas es costosa.

Este sistema se utiliza en instrumentos de medida, aparatos electrónicos, ópticos etc.

5.- Por ACCIÓN MAGNÉTICA:

Este es el procedimiento más empleado, y con él se consigue la gran parte de la electricidad utilizada.

Su fundamento se basa en el hecho siguiente: al mover un conductor dentro del campo magnético de un imán, en el conductor se induce una corriente de electrones, es decir, una corriente eléctrica.

Durante este módulo y sucesivos ampliaremos el estudio de este fenómeno.

Las máquinas que utilizan la acción química para producir electricidad son los llamados: Alternadores y Dínamos.

6.- Por ACCIÓN DEL CALOR:

Otra propiedad importante de algunos cuerpos es la "termoelectrónica ", debido a la cual, al calentar un material, éste desprende electrones.

Esta propiedad es muy utilizada en las lámparas de descarga.

Otra propiedad parecida es la "termoeléctrica", por lo cual al unir dos metales distintos y calentar la zona de unión, aparecen unos electrones, que pasan de un metal a otro.

Este sistema de producción de electricidad es muy poco usado; su única aplicación importante se da en los termopares (arrollamientos de dos metales empleados para medir temperaturas).