La electricidad es la energía asociada al movimiento de cargas, es decir, energía eléctrica. La electricidad está estrechamente ligada al magnetismo, por lo que en física ambos fenómenos se conocen como electromagnetismo.
En la naturaleza, el fenómeno eléctrico se manifiesta en los rayos que se producen en el cielo y en el sistema nervioso de animales y seres humanos. En la vida diaria moderna, la electricidad prácticamente mueve el mundo: ella está en la iluminación, la calefacción, los electrodomésticos, las comunicaciones, el transporte, entre muchas otras actividades humanas.
¿Qué es la energía eléctrica? La electricidad como energía
La energía eléctrica es un tipo de energía potencial, que tiene relación con la posición relativa de las cargas eléctricas. Por lo general, la energía eléctrica se manifiesta en un circuito eléctrico.
La electricidad almacenada en una batería es energía potencial eléctrica. La electricidad que llega a nuestros hogares por el sistema de cableado es energía cinética.
Tipos de electricidad: estática y corriente
La electricidad estática es el exceso de cargas eléctricas en la superficie de un objeto. Las impresoras láser y fotocopiadoras basan su funcionamiento en la electricidad estática. Esta puede crearse por:
- Contacto entre materiales: cuando caminamos por una alfombra de nailon y luego tocamos algún objeto de metal, sentimos una descarga debido a la acumulación de carga por la frotación de los zapatos contra la alfombra.
- Aumento de la presión o el calor: los materiales termoeléctricos se caracterizan por crear una acumulación de carga cuando se produce una diferencia de temperatura en el material.
- Fricción entre objetos: cuando se frota un globo contra el cabello.
La electricidad corriente o corriente eléctrica es la energía producto del movimiento de las cargas eléctricas. Este es el tipo de electricidad que pone en funcionamiento los equipos y bombillas eléctricas, las computadoras y teléfonos.
¿Cómo funciona la electricidad?
El funcionamiento de la electricidad se basa en la estructura atómica. El átomo está compuesto por protones (con carga positiva), neutrones (sin carga) y electrones (con carga negativa). La cantidad de protones y electrones en el átomo es la misma, por lo que este no tiene carga neta. Sin embargo, los electrones pueden separarse del átomo, pasando a ser un electrón libre. Los electrones libres con su carga negativa producen un flujo o movimiento de electrones que conocemos como corriente eléctrica.
Los electrones de los átomos de los metales tienen una mayor facilidad para liberarse, por lo que los metales son buenos conductores de la electricidad. Ejemplos de esto lo tenemos en el cobre y el hierro.
Cuando un generador produce una corriente eléctrica en un material conductor, esta corriente no es más que un flujo de electrones que van pasando de un átomo a otro en dicho material.
El movimiento de electrones en un circuito eléctrico se caracteriza por:
- Tensión: la fuerza electromotriz necesaria para que se produzca un flujo de electrones y se mantenga a lo largo del conductor. Se expresa como voltios.
- Intensidad: o corriente eléctrica es el número de electrones que atraviesa una sección del conductor en un segundo. La unidad de medida es el amperio A.
- Resistencia: es la oposición al movimiento de electrones que presenta un material; los materiales buenos conductores tienen una baja resistencia, como el cobre. Se expresa como ohmios.
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Ejemplos de electricidad
Los rayos y relámpagos
Los rayos son un ejemplo excelente de electricidad estática: la fricción entre las nubes sobrecarga la parte superior con cargas positivas y la parte inferior de cargas negativas. Esto causa que eventualmente nubes vecinas o la superficie terrestre se carguen también, y se produzca como consecuencia la liberación de esta energía a través del rayo.
Actividad eléctrica del corazón
El corazón es el órgano encargado de mantener continuamente la circulación de la sangre por todo el cuerpo. La energía eléctrica que estimula el corazón ocurre en el nodo sinoatrial, desde donde se envían las señales para la contracción de la musculatura cardíaca. La actividad cardíaca se puede registrar por medio del electrocardiograma.
Los marcapasos son dispositivos que controlan las pulsaciones cardíacas. Se implantan en el tórax de personas con problemas del corazón.
Animales eléctricos
Algunos animales en la naturaleza se valen de la electricidad para capturar presas o defenderse de depredadores. Un ejemplo de estos animales es la anguila eléctrica Electrophorus electricus.
¿De dónde proviene la energía eléctrica?
Para producir la energía eléctrica que utilizamos en la cotidianidad, se recurre a diferentes fuentes de energía:
- Luz solar: a través de paneles solares se puede transformar la luz del sol en electricidad.
- Energía cinética del viento: por medio de las turbinas eólicas, el movimiento del viento se transforma en energía eléctrica.
- Reacción nuclear: en las plantas nucleares se recurre a la fisión de átomos para producir energía térmica, y luego esta se transforma en electricidad.
- Reacciones químicas: en las baterías y pilas se produce electricidad a partir de las reacciones químicas de los componentes internos.
- Energía mecánica de las represas: la caída de agua desde cierta altura en las centrales hidroeléctricas, produce el movimiento de los generadores eléctricos.
En las centrales eléctricas se genera electricidad por medio de turbinas, que luego es distribuida y transportada a través del cableado eléctrico.
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