PREGUNTA ESENCIAL:

¿COMO FUNCIONA LAENERGIAY QUE APLICACIONES TIOENE?

REALIZADO POR:

NASLI ALEJANDRA ACEVEDO HENAO

YULIETH ANDREA CUARTAS CASTAÑEDA

YESENIA MEDINA ARIAS

PRESENTADO A:

LEONOR NIÑO

INSTITUCION EDUCATIVA ACADEMICO

CARTAGO

2009

CONCEPTOS DE ELECTRICIDAD BÁSICA

¿QUE? ES LA ELECTRICIDAD?

Las primeras observaciones sobre fenómenos eléctricos se realizaron ya en la antigua Grecia, cuando el filósofo Tales de Mileto (640-546 A.c.) comprobó que, al frotar barras de ámbar contra pieles curtidas, se producía en ellas características de atracción que antes no poseían. Es el mismo experimento que ahora se puede hacer frotando una barra de plástico con un paño; acercándola luego a pequeños pedazos de papel, los atrae hacia sí, como es característico en los cuerpos electrizados.

Sin embargo, fue el filósofo griego Theophrastus (374-287 A.c.) el primero, que en un tratado escrito tres siglos después, estableció que otras sustancias tienen este mismo poder, dejando así constancia del primer estudio científico sobre la electricidad. Comprobando que no todos los materiales pueden adquirir tal propiedad o adquirirla en igual medida. Se atraen, por ejemplo, una barra de vidrio y otra de ebonita. Se repelen, sin embargo, dos barras de vidrio o dos de ebonita.

La experiencia ha demostrado la existencia de dos clases distintas de electricidad: a una se le llama positiva (+) y a la otra negativa (-). En 1733, el francés Francios de Cisterna Dun FAI fue el primero en identificar la existencia de dos cargas eléctricas: Positiva y Negativa.

Si antes de empezar las experiencias, se aproximan una barra de ebonita y a otra de vidrio, se comprobará que no existe electrificación ninguna, pues no hay ni atracción ni repulsión. De esta manera, se llega a la conclusión de que la electrización se produce por frotamiento y de que existe algún agente común que no se comporta de igual forma en ambos materiales.

Efectivamente, un tipo de partículas llamadas electrones abandonan en unos casos la barra, por acción del frotamiento, y otras veces abandona el paño para pasar a la barra. (Ver teoría atómica) El exceso de electrones da lugar a cargas negativas, y su falta a cargas positivas.

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Los electrones son idénticos para todas las sustancias (los de cobre son iguales que los del vidrio o la madera), siendo estas, las partículas más importantes de las que se compone la materia, ya que disponen de carga y movilidad para desplazarse por las sustancias. La diferencia entre dos materiales vendrá dada, entre otras cosas, por la cantidad y movilidad de los electrones que la componen.

A título de curiosidad, comentar que la masa de un electrón es de:

0'0000000000000000000000000000009106 Kg.

Los conceptos de carga y movilidad son esenciales en el estudio de la electricidad, ya que, sin ellos, no podría existir la corriente electrónica

En 1776 Charles Agustín de Coulomb (1736-1806) inventó la balanza de torsión con la cual, midió con exactitud la fuerza entre las cargas eléctricas y corroboró que dicha fuerza era proporcional al producto de las cargas individuales e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.Por lo anteriormente expuesto, se puede afirmar que los electrones no se ven, pero podemos notar sus efectos: la electricidad.

De igual manera, podemos afirmar que en cualquier clase de material, se dan efectos eléctricos. Ahora bien, la materia es eléctricamente neutra y, en consecuencia, es necesario aplicar una energía externa que origine el desplazamiento de algunos electrones, dando lugar a fenómenos eléctricos

Por lo tanto, la electricidad se puede definir como una forma de energía originada por el movimiento ordenado de electrones. Otros tipos de energía son la mecánica, calorífica, solar, etc.

¿Cómo se produce la electricidad?

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Dependiendo de la energía que se quiera transformar en electricidad, será necesario aplicar una determinada acción. Se podrá disponer de electricidad por los siguientes procedimientos:

NERGIA ACCION

Mecánica Frotamiento

Química Magnética MagnetismoLuminosa LuzCalórica Calor

De todos las energías enunciadas anteriormente, la empleada para producir electricidad en grandes cantidades es la magnética.

Su producción se basa en el hecho de que, al mover un conductor (material con gran movilidad de electrones) en presencia de un imán (campo magnético), en el conductor se produce un movimiento ordenado de electrones, como consecuencia de las fuerzas de atracción y repulsión originadas por el campo magnético.

En esta forma de producción de electricidad se basa el funcionamiento de los alternadores, motores y dinamos.

Alternador: Dispositivo capaz de transformar el movimiento rotativo en electricidad. (Produce Corriente Alterna)

Motor: Dispositivo capaz de transformar la electricidad en movimiento rotatorio.

Dinamo: Dispositivo capaz de transformar el movimiento rotativo en electricidad. (Produce Corriente Continua).

Turbina: Dispositivo mecánico que transforma, la energía cinética de un fluido, en movimiento rotativo y viceversa

Cualquier central eléctrica, basa su producción de electricidad en el giro de turbinas unidas a ejes de alternadores. Este giro se producirá por la caída de agua (central

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hidroeléctrica). O por el empuje de vapor de agua a presión. En función del origen del calor utilizado para producir vapor, podemos encontrarnos con centrales:

Térmicas: Queman combustibles fósiles (normalmente carbón). Nucleares: Emplea combustibles atómicos (fusión nuclear).

Geotérmicas: Utilizan el calor del interior de la Tierra. Solares: Utilizan el calor del Sol. Otras: Cualquier forma de producir calor.

Cabe mencionar en este apartado, el aumento de los parques eólicos. En ellos se emplean gran cantidad de aerogeneradores. Estos son pequeños alternadores cuyo giro se consigue mediante aspas movidas por la fuerza del viento.

1-Que entiendes por electricidad:R= se deriva del griego “electrón” que significa “ámbar” (el filosofo griego tales del Mileto) este termino se aplica a toda la variedad de fenómenos resultantes de la presencia y flujo de una corriente eléctrica.

2-que objeto natural proporciona la energía:3-como se genera02 la electricidad:

R= En general, la generación de energía eléctrica consiste en transformar alguna clase de energía química, mecánica, térmica o luminosa, entre otras, en energía eléctrica. Para la generación industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales eléctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones citadas. Éstas constituyen el primer escalón del sistema de suministro eléctrico.

4-manifestaciones tipos de conductores

¿Cuantos tipos diferentes de conductores eléctricos existen?

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Existen dos clases de conductores:

1- metálicos2- iónicos1. Los conductores metálicos, los electrones transportan la corriente, y el material

no se ve afectado por este flujo (en pequeñas corrientes). Este tipo de conductividad se encuentra en sólidos y líquidos (fundido) metales y semiconductores.

2.Los conductores iónicos, iones con carga positiva y negativa ( cationes y aniones, respectivamente) transporta la corriente. Este transporte de material altera la composición y conlleva a reacciones químicas en el material, como depósitos en los electrodos. Este tipo de conductividad se encuentra en algunos sólidos (sales especiales), sales fundidas, soluciones salinas y gases ionizados (plasmas).

QUESON AISLANTES

Se denomina aislante eléctrico al material con escasa conductividad eléctrica. Aunque no existen cuerpos absolutamente aislantes o conductores, sino mejores o peores conductores, son materiales muy utilizados para evitar cortocircuitos, forrando con ellos los conductores eléctricos, para mantener alejadas del usuario determinadas partes de los sistemas eléctricos que, de tocarse accidentalmente cuando se encuentran en tensión, pueden producir una descarga, y para confeccionar aisladores, elementos utilizados en las redes de distribución eléctrica para fijar los conductores a sus soportes sin que haya contacto eléctrico. Los más frecuentemente utilizados son los materiales plásticos y las cerámicas.

El comportamiento de los aislantes se debe a la barrera de potencial que se establece entre las bandas de valencia y conducción que dificulta la existencia de electrones libres capaces de conducir la electricidad a través del material (para más detalles ver semiconductor)Un material aislante de la electricidad tiene una resistencia teóricamente infinita. Algunos materiales, como el aire o el agua, son aislantes bajo ciertas condiciones pero no para otras. El aire, por ejemplo, aislante a temperatura ambiente y bajo condiciones de frecuencia de la señal y potencia relativamente bajas, puede convertirse en conductor.Se denomina dieléctricos a los materiales que no conducen la electricidad, por lo que pueden ser utilizados como aislantes.Algunos ejemplos de este tipo de materiales son el vidrio, la cerámica, la cera, el papel, la madera seca, la porcelana, algunas grasas para uso industrial y electrónico y la baquelita. Los dieléctricos se utilizan en la fabricación de condensadores, para que las cargas reaccionen.La introducción de un dieléctrico en un condensador tiene las siguientes consecuencias:

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Disminuye el Campo eléctrico entre las placas del condensador. Disminuye la diferencia de potencial entre las placas del condensador. Aumenta la diferencia de potencial máxima que el condensador es capaz de resistir sin que salte una chispa entre las placas (ruptura dieléctrica). Aumento por tanto de la capacidad eléctrica del condensador.

Normalmente un dieléctrico se vuelve conductor cuando se sobrepasa el campo de ruptura del dieléctrico, es decir, si aumentamos mucho el campo eléctrico que pasa por el dieléctrico, convertiremos dicho material en un conductor.ISLANTES

Campo eléctrico

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El campo eléctrico, en física, es un ente físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica.1 Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga

eléctrica puntual de valor q sufre los efectos de una fuerza eléctrica dada por la siguiente ecuación:

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En los modelos actuales, el campo eléctrico se incorpora, junto con el campo magnético, en campo tensorial cuadridimensional, denominado campo electromagnético Fμν.2

Los campos eléctricos pueden tener su origen tanto en cargas eléctricas como en campos magnéticos variables. Las primeras descripciones de los fenómenos eléctricos, como la ley de Coulomb, sólo tenían en cuenta las cargas eléctricas, pero las investigaciones de Michael Faraday y los estudios posteriores de James Clerk Maxwell permitieron establecer las leyes completas en las que también se tiene en cuenta la variación del campo magnético.

Esta definición general indica que el campo no es directamente medible, sino a través de la ponderación de la fuerza actuante sobre alguna carga. La idea de campo eléctrico fue propuesta por Faraday al demostrar el principio de inducción electromagnética en el año 1832.

La unidad del campo eléctrico en el SI es newton por culombio, voltio por metro o, en unidades básicas, kg·m·s−3·A−1.

Corriente eléctrica

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La corriente eléctrica es una corriente de electrones que atraviesa un material. Algunos materiales como los "conductores" tienen electrones libres que pasan con facilidad de un átomo a otro.

Estos electrones libres, si se mueven en una misma dirección conforme saltan de un átomo a átomo, se vuelven en su conjunto, una corriente eléctrica.

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Para lograr que este movimiento de electrones se de en un sentido o dirección, es necesario una fuente de energía externa.

Cuando se coloca un material eléctricamente neutro entre dos cuerpos cargados con diferente potencial (tienen diferente carga), los electrones se moverán desde el cuerpo con potencial más negativo hacia el cuerpo con potencia más positivo. Ver la figura

Los electrones viajan del potencial negativo al potencial positivo. Sin embargo se toma por convención que el sentido de la corriente eléctrica va desde el potencial positivo al potencial negativo.

Esto se puede visualizar como el espacio (hueco) que deja el electrón al moverse de un potencial negativo a un positivo. Este hueco es positivo (ausencia de un electrón) y circula en sentido opuesto al electrón.

La corriente eléctrica se mide en Amperios (A) y se simboliza como I.

Hasta aquí se ha supuesto un flujo de corriente da va de un terminal a otro en, forma continua. A este flujo de corriente se le llama corriente continua. Hay otro caso en que el flujo de corriente circula, en forma alternada, primero en un sentido y después en el opuesto. A este tipo de corriente se le llama corriente alterna.

Corriente electrónica

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