“Electricidad en la vida cotidiana” Parte II Ingrid Fuentes N. Prof. de Ciencias Naturales y Física

Objetivos de Aprendizaje para la unidad   1. Explicar los fenómenos básicos de conductividad eléctrica y calórica. 2. Identificar el rol que desempeñan las fuerzas eléctricas en la estructura atómica y molecular, así como en la electrización y la corriente eléctrica. 3. Describir algunos cambios que ha experimentado el conocimiento sobre los fenómenos eléctricos en función de nuevas evidencias.

Carga eléctrica La materia que nos rodea está formada por átomos que constan, a su vez, de protones, neutrones y electrones. Los protones y electrones tienen una propiedad que se conoce con el nombre de carga eléctrica. Esta carga eléctrica puede ser de dos tipos: Los protones tienen carga eléctrica positiva. Los electrones tienen carga eléctrica negativa.

Un cuerpo está compuesto por muchas cargas. Tipos de cargas Positivas (+) Existen 2 tipos de cargas Negativa (-) Un cuerpo está compuesto por muchas cargas. Positivas (+) Existen 3 tipos de cuerpos según su carga eléctrica neta. Negativa (-) Neutro

Carga eléctrica Pero los átomos pueden ganar o perder electrones. De esta forma, los cuerpos neutros pueden adquirir una carga eléctrica. Se estableció al electrón como la partícula fundamental que porta la carga eléctrica. En el Sistema Internacional, la unidad de carga eléctrica es el coulomb (C). 1 C = 6,24 · 1018 electrones.

Interacciones Eléctricas Carga eléctrica Cuando el átomo gana o pierde un electrón se le denomina ión negativo o positivo, respectivamente.

¿Cómo saber la carga total de un cuerpo? Tipos de cargas ¿Cómo saber la carga total de un cuerpo? Positivo Cargas + = 5 Cargas – = 2 + – + – + + + Carga total = +3 Negativo Cargas + = 2 Cargas – = 4 – + – Carga total = -2 Neutro Cargas + = 3 Cargas – = 3 + + + – – – Carga total = 0

¿CUÁNDO UN CUERPO ESTÁ ELÉCTRICAMENTE CARGADO? Si por algún mecanismo se logra que los electrones libres de un cuerpo pasen a otro, un cuerpo perderá electrones (se electriza positivamente) y el otro ganará electrones (se electriza negativamente).

PROPIEDADES DE LOS CUERPOS CARGADOS ELÉCTRICAMENTE Un cuerpo sólo puede recibir o ceder cantidades de carga determinadas por números enteros de electrones.

PROPIEDADES DE LOS CUERPOS CARGADOS ELÉCTRICAMENTE Las cargas del mismo signo se repelen, mientras que las de distinto signo se atraen.

ELECTRIZACIÓN POR FROTAMIENTO Al frotar un cuerpo neutro con otro, una parte de los electrones de la superficie se transfiere al otro cuerpo. Ambos cuerpos quedan electrizados con cargas de distinto signo.

FORMAS DE ELECTRIZAR UN CUERPO Electrización por contacto: se produce cuando un cuerpo inicialmente electrizado, negativa o positivamente, toca a un cuerpo neutro, el contacto produce una transferencia de electrones.

ELECTRIZACIÓN POR CONTACTO Métodos de electrización ELECTRIZACIÓN POR CONTACTO Al poner en contacto un cuerpo neutro con otro electrizado, se produce transferencia de electrones. Ambos cuerpos quedan electrizados con cargas de igual signo.

POLARIZACIÓN DE LA CARGA La polarización de carga: consiste en un reordenamiento de las cargas eléctricas al interior de un cuerpo. Como resultado se produce una atracción entre ambos cuerpos, sin embargo la carga neta del cuerpo permanece nula.

ELECTRIZACIÓN POR INDUCCIÓN FORMAS DE ELECTRIZAR UN CUERPO ELECTRIZACIÓN POR INDUCCIÓN Al acercar un cuerpo cargado (inductor) a uno neutro (inducido), se produce en éste una polarización. Si se conecta el cuerpo a tierra, se produce transferencia de electrones, quedando el cuerpo inducido electrizado con carga de diferente signo al inductor.

ELECTRIZACIÓN POR INDUCCIÓN

ELECTRIZACIÓN POR INDUCCIÓN

¿Qué es la electricidad? La electricidad (del griego elektron, cuyo significado es ámbar), es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas. Se manifiesta en una gran variedad de fenómenos como los rayos, la electricidad estática, o el flujo de corriente eléctrica.

¿Cómo se produce la electricidad? Si se aplica una diferencia de potencial eléctrico suficientemente grande (llamado voltaje y que se mide en voltios) se genera una fuerza que puede empujar a los electrones (que circulan alrededor del núcleo del átomo) lo que les permite saltar de un átomo a otro. “Este movimiento de electrones se llama corriente eléctrica”.

Corriente Eléctrica Todo movimiento de cargas eléctricas se constituye como una corriente eléctrica. Las cargas se pueden desplazar en distintos medios, ya sean sólidos, líquidos o gaseosos.

“Corriente Eléctrica” ¿Cómo se conduce la electricidad? Los átomos. del metal poseen algunos electrones pertenecientes a la zona energética llamada banda de conducción, y pueden moverse libremente por todo el conductor.

Tipos de corrientes eléctricas: continua y alterna Hay corrientes eléctricas de dos tipos: la corriente continua y la corriente alterna. En la corriente continua los electrones se mueven siempre en la misma dirección. Este es el tipo de corriente eléctrica que se obtiene de una pila.

Corriente Alterna En la corriente alterna, como su nombre lo indica, los electrones van primero para un lado y luego en dirección contraria, y así siempre. Este es el tipo de corriente eléctrica que obtenemos en la red eléctrica de nuestras casas.

Corriente eléctrica

Resistividad eléctrica La conductividad es la capacidad o poder para conducir o transmitir electricidad.

Materiales Conductores Los conductores son materiales a través de los cuales la corriente eléctrica (electricidad) viaja con facilidad; por eso decimos que tienen baja resistencia eléctrica. Poseen electrones que se mueven con facilidad en su interior. - Ejemplos de estos materiales son todos los metales: el cobre, aluminio, acero, plata, oro, etc.

Materiales Conductores Algunos ejemplos de materiales conductor son: Los metales son muy buenos conductores, por eso se usan para construir los cables con los cuales se provee a las casas de corriente eléctrica. El metal más usado para construir cables de conducción es el cobre.

Materiales Conductores El agua (de la llave) es un buen conductor de la electricidad. Es muy importante recordar esto, porque nuestro cuerpo está constituido en gran parte de agua (un 70% aproximadamente), entonces la electricidad puede circular fácilmente a través de nosotros. Es por eso que los cables eléctricos están recubiertos de algún material de alta resistencia (aislante) , ejemplo el plástico, para que puedan ser manipulados sin peligro.

Materiales Aislantes Los aislantes son materiales que resisten el flujo de la electricidad, por lo que los electrones no pueden circular libremente. Ejemplos: el plástico, madera, caucho, tela, aire y vidrio.

Materiales Aislantes La electricidad no circula fácilmente por los aislantes. A los átomos que constituyen los aislantes no les gusta compartir sus electrones. Algunos materiales aislantes son: Plásticos - Vidrios – Cerámicas Al cubrir los metales que forman los cables eléctricos con aislantes nos aseguramos que la corriente eléctrica circule sin riesgos para nosotros. CURIOSIDAD: ¡El agua que sale de la llave y el agua de mar son conductores, pero, el agua pura es un aislante!

Resistividad eléctrica Los conductores y los aislantes son usados para controlar el flujo de electricidad. Por ejemplo, usamos conductores juntamente con pararrayos permitiendo que los relámpagos sean absorbidos por la tierra en vez de dañar la estructura.

Ejemplos de materiales Conductores y aisladores Ejemplos de materiales

Componentes de un circuito Voltaje Componentes de un circuito

Diagrama de lo componentes de un circuito

Formas de conectar las baterias Voltaje Formas de conectar las baterias

Circuitos eléctrica Tipos de circuitos

Circuitos eléctricos