Repaso Electricidad
Energía
.
Capacidad que tiene la materia de producir trabajo
en forma de movimiento, luz, calor, etc.
El julio (en inglés y
también en español: joule;2 pronunciado yul) es la unidad derivada del Sistema
Internacional utilizada para medir energía, trabajo y calor. Como unidad de trabajo, el
julio se define como la cantidad de trabajo realizado por una fuerza constante de un newton durante un metro de longitud en la misma dirección de la fuerza.
¿Qué es el voltaje?
· El Voltaje o la
“diferencia potencial eléctrica” es una comparación de la energía que
experimenta una carga entre dos ubicaciones.
Para comprender este concepto
de forma más simple, pensemos en un material con
una carga eléctrica de más electrones
de lo que sus átomos pueden sostener (ionizado negativamente) y un material
carente de electrones (ionizado positivamente).
El voltaje es el diferencial eléctrico entre ambos
cuerpos, considerando que si ambos puntos establecen
un contacto de flujo de electrones ocurriría una transferencia de
energía de un punto al otro, debido a que los electrones (con carga negativa)
son atraídos por protones (con carga positiva), y a su vez, que los electrones
son repelidos entre sí por contar con la misma carga.
La corriente eléctrica o intensidad eléctrica es el
flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe
al movimiento de las cargas en el interior del material. En el Sistema
Internacional de Unidades se expresa en C/s, unidad que se denomina amperio. .
Resistencia
eléctrica
Oposición que presenta un conductor al paso de la
corriente eléctrica.
La ley de Ohm, postulada por el físico y
matemático alemán Georg Simon Ohm,
es una ley de la electricidad.
Establece que ladiferencia
de potencial 
que aparece entre los
extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de lacorriente 
que circula por el
citado conductor. Ohm completó la ley introduciendo la noción de resistencia
eléctrica 
; que es el factor de
proporcionalidad que aparece en la relación entre e :
que aparece entre los
extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de lacorriente que circula por el
citado conductor. Ohm completó la ley introduciendo la noción de resistencia
eléctrica ; que es el factor de
proporcionalidad que aparece en la relación entre e :
La fórmula
anterior se conoce como ley de Ohm incluso cuando la resistencia varía con la
corriente,1 2 y
en la misma, corresponde a la diferencia de
potencial, a la resistencia
e a la intensidad de la
corriente. Las unidades de esas tres magnitudes en el sistema internacional de
unidades son, respectivamente, voltios (V), ohmios (Ω) y amperios (A).
corresponde a la diferencia de
potencial, a la resistencia
e a la intensidad de la
corriente. Las unidades de esas tres magnitudes en el sistema internacional de
unidades son, respectivamente, voltios (V), ohmios (Ω) y amperios (A).
Otras expresiones
alternativas, que se obtienen a partir de la ecuación anterior, son:
·
válida
si 'R' no es nulo
válida
si 'R' no es nulo
·
válida
si 'I' no es nula
válida
si 'I' no es nula
Algunas aplicaciones de la ley
La importancia de esta ley reside en que
verifica la relación entre la diferencia de potencial en bornes de una
resistencia o impedancia, en
general, y la intensidad de corriente que circula a su través. Con ella se
resuelven numerosos problemas eléctricos no solo de la física y de la industria
sino también de la vida real como son los consumos o las pérdidas en las
instalaciones eléctricas de las empresas y de los hogares. También introduce
una nueva forma para obtener la potencia
eléctrica, y para calcular la energía eléctrica utilizada en
cualquier suministro eléctrico desde las centrales eléctricas a los
consumidores. La ley es necesaria, por ejemplo, para determinar qué valor debe
tener una resistencia a incorporar en un circuito eléctrico con el fin de que
este funcione con el mejor rendimiento.
La potencia eléctrica es la relación
de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada
o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es
el vatio (watt).
Cuando una
corriente eléctrica fluye en cualquier circuito, puede transferir energía al
hacer un trabajo
mecánico o termodinámico. Los dispositivos convierten
la energía eléctrica de muchas maneras útiles, como calor, luz (lámpara
incandescente), movimiento (motor
eléctrico), sonido (altavoz)
o procesos
químicos. La electricidad se puede producir mecánica o químicamente
por la generación de energía eléctrica,
o también por la transformación de la luz en las células
fotoeléctricas. Por último, se puede almacenar químicamente en baterías.
La energía
consumida por un dispositivo eléctrico se mide en vatios-hora (Wh),
o en kilovatios-hora (kWh).
Normalmente las empresas que suministran energía eléctrica a la industria y los
hogares, en lugar de facturar el consumo en vatios-hora, lo hacen en
kilovatios-hora (kWh). La potencia en vatios (W) o kilovatios (kW) de todos los
aparatos eléctricos debe figurar junto con la tensión de alimentación en una
placa metálica ubicada, generalmente, en la parte trasera de dichos equipos. En
los motores, esa placa se halla colocada en uno de sus costados y en el caso de
las bombillas de alumbrado el dato viene impreso en el cristal o en su base.
El aislamiento eléctrico se produce
cuando se cubre un elemento de dos instalación eléctrica con
un material que no es conductor de
la electricidad,
es decir, un material que resiste el paso de la corriente a
través del elemento que alberga y lo mantiene en su desplazamiento a lo largo
del semiconductor. Dicho material se denomina aislante eléctrico.
La diferencia de
los distintos materiales es que los aislantes son materiales que presentan gran resistencia a
que las cargas que
lo forman se desplacen y los conductores tienen cargas libres y que pueden
moverse con facilidad.
De acuerdo con la teoría moderna de la materia (comprobada
por resultados experimentales), los átomos de
la materia están constituidos por un núcleo
cargado positivamente, alrededor del cual giran a gran velocidad cargas eléctricas negativas.
Estas cargas negativas, los electrones, son indivisibles e idénticas para toda
la materia.
En los elementos
llamados conductores, algunos de estos electrones pueden pasar libremente de un
átomo a otro cuando se aplica una diferencia
de potencial (o tensión eléctrica) entre los
extremos del conductor.
A este movimiento
de electrones es a lo que se llama corriente
eléctrica. Algunos materiales, principalmente los metales, tienen un gran
número de electrones libres que pueden moverse a través del material. Estos
materiales tienen la facilidad de transmitir carga de un objeto a otro, estos
son los antes mencionados conductores.
Los mejores
conductores son los elementos metálicos, especialmente el oro, plata (es el más
conductor),1 el cobre, el aluminio,
etc.
Los materiales
aislantes tienen la función de evitar el contacto entre las diferentes partes
conductoras (aislamiento de la instalación) y proteger a las personas frente a
las tensiones eléctricas (aislamiento protector).
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