1. TEORÍA ELECTRÓNICA. – Esta teoría afirma que todos los efectos electrónicos y eléctricos obedecen
al desplazamiento de electrones de un lugar a otro, o que en un lugar determinado hay una cantidad
demasiado grande o demasiado pequeña de electrones.
La electricidad es la acción que producen los electrones al trasladarse de un punto a otro, del punto donde
hay exceso de electrones ( carga negativa) al punto donde hay déficit de electrones (carga positiva).
Para que los electrones puedan moverse es necesario que alguna forma de energía se convierta en
electricidad.
ESTRUCTURA DEL ÁTOMO.- El átomo esta constituido de tres
partículas subatómicas: Electrón (tiene carga negativa), protón
(carga positiva), neutron (tiene carga neutra).
ELECTRÓN. - gira en orbitas alrededor del núcleo, tiene carga
negativa. Los electrones de las orbitas más externas del átomo son
atraídos por el núcleo con menor fuerza que los electrones cuyas
orbitas están mas cerca. A los electrones exteriores se les llama
electrones libres y se les puede expulsar fácilmente de sus orbitas,
mientras que a los electrones de las orbitas interiores se les
denominan electrones fijos porque no se les puede expulsar con
facilidad. Lo que produce la corriente eléctrica es el movimiento de
los electrones libres.
Los protones y neutrones se localizan en el núcleo.
PROTON. - Su carga eléctrica es positiva y de magnitud igual a la del electrón, se localiza en el núcleo del
átomo. Se considera que los protones son parte permanente del núcleo. Los protones no toman parte activa
en el flujo o transferencia de energía eléctrica. Las líneas de fuerza de un protón parten radialmente en todas
direcciones.
NEUTRON. - Son partículas compuestas por un protón y un electrón unidos entre si, no tienen carga
eléctrica porque las cargas del protón y del electrón son de la misma magnitud y diferente polaridad.
En un átomo estable (con carga neutra) el numero de electrones es igual al numero de protones
El NÚCLEO es una masa central estacionaria alrededor de la cual giran los electrones y su carga es siempre
positiva, dicha carga atrae a los electrones, Debido a la gran velocidad del electrón, la fuerza centrífuga
tiende a sacar el electrón de su orbita. Por otra parte, la atracción positiva del núcleo impide que se escape.
La capa más exterior de un átomo no tendrá mas de 8 electrones de valencia.
Cuando se aplica suficiente fuerza o energía a un átomo, los electrones de valencia se liberan, sin embargo, la
energía suministrada a una capa de valencia se distribuye entre los electrones de dicha capa. Por lo tanto,
para determinada cantidad de energía mientras más electrones de valencia haya, menor será la cantidad de
energía que tendrá cada electrón.
Los átomos que tienen menos electrones de valencia (1,2), les dejaran liberarse con mayor facilidad. Los
materiales cuyos electrones se liberan fácilmente se llaman conductores, los mejores conductores tienen un
electrón de valencia ( se necesita menor cantidad de energía para separar al electrón de valencia de su orbita),
por ejemplo la plata, cobre, oro, aluminio.
Los aisladores tienen capas de valencia que están llenas con 8 electrones o bien llenas a mas de la mitad.
Las sustancias que tienen átomos con cuatro electrones de valencia reciben el nombre de semiconductores.
Estos conducen mejor que los aisladores, pero no tan bien como los conductores, ejemplo: germanio, silicio,
selenio.
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2. FORMAS BASICAS DE PRODUCIR ELECTRICIDAD:
a) Frotamiento.- Si frota dos materiales diferentes entre si, los electrones de uno de ellos pueden ser
expulsados de sus orbitas e incorporarse al otro. El material que capta los electrones tendrá entonces
carga negativa, mientras el material que pierde electrones adquirirá carga positiva. Si se frota baquelita
y piel, ésta cede electrones a la varilla, y esta varilla adquiere carga negativa y la piel carga positiva.
Frotando vidrio con seda, la varilla pierde electrones y se carga positivamente, mientras la seda adquiere
carga negativa.
b) Presión. – El cuarzo la turmalina y las sales de Rochelle son materiales que ejemplifican el principio de
la presión como fuente de electricidad. Si se coloca un cristal de estos materiales entre dos placas de
metal y se ejerce presión en las placas, se producirá una carga eléctrica. La magnitud de la carga
producida entre las placas dependerá de la intensidad de la presión ejercida.
c) Calor. – Calentando la unión de dos metales distintos se obtiene electricidad. Por ejemplo si se trenza
un alambre de hierro con otro de cobre y se calientan, se producirá una carga eléctrica. La cantidad de
carga producida depende de la diferencia de temperatura entre la unión y los extremos opuestos de
ambos alambres. Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura, mayor será la carga eléctrica. Un
ejemplo es el Termopar que se utiliza para medir la temperatura de los hornos eléctricos.
d) Luz. - Se puede producir electricidad utilizando como fuente de energía la luz, que se convierte en
electricidad. La célula fotoeléctrica es un sándwich o disco metálico compuesto por tres capas de
material. Una de las capas externas es de hierro. La otra capa externa es una película de material
transparente o semitransparente que permite el paso de la luz. La capa central consiste en una aleación
de selenio. Las dos capas externas hacen las veces de electrodos. Cuando se enfoca el haz de luz sobre
la aleación de selenio a través del material transparente, se produce una carga eléctrica entre las dos
capas externas, Si se conecta un medidor entre estas capas se puede medir la cantidad de carga eléctrica.
Las células fotoeléctricas se emplean en alarmas antirrobo, semáforos de tráfico y puertas automáticas.
Una célula fotoeléctrica y un rayo de luz (que puede ser infrarrojo o invisible al ojo humano) forman una
parte esencial de este tipo de circuito eléctrico. La luz producida por una bombilla en un extremo del
circuito cae sobre la célula, situada a cierta distancia. El circuito se activa al cortarse el rayo de luz, lo
que provoca el cierre de un relé y activa el sistema antirrobo u otros circuitos. Se utilizan varios tipos
de células fotoeléctricas en la grabación de sonido, en la televisión y en los contadores de centelleo
(véase Detectores de partículas). También se usan en exposímetros (véase Fotografía).
e) Acción Química. – La acción química produce electricidad
RESISTENCIA. - Propiedad de un objeto o sustancia que presenta oposición al paso de una corriente
eléctrica. La resistencia de un circuito eléctrico determina (según la llamada ley de Ohm) cuánta corriente
fluye en el circuito cuando se le aplica un voltaje determinado. La unidad de resistencia es el ohmio, que es la
resistencia de un conductor si es recorrido por una corriente de un amperio cuando se le aplica una tensión de
1 voltio. La abreviatura habitual para la resistencia eléctrica es R, y el símbolo del ohmio es la letra griega
omega, Ω
. En algunos cálculos eléctricos se emplea el inverso de la resistencia, 1/R, que se denomina conductancia y
se representa por G. La unidad de conductancia es siemens, cuyo símbolo es S. Aún puede encontrarse en
ciertas obras la denominación antigua de esta unidad, mho.
La resistencia de un conductor viene determinada por una propiedad de la sustancia que lo compone,
conocida como conductividad, por la longitud, la superficie transversal del objeto, así como por la
temperatura. A una temperatura dada, la resistencia es proporcional a la longitud del conductor e
inversamente proporcional a su conductividad y a su superficie transversal. Generalmente, la resistencia de
un material aumenta cuando crece la temperatura.
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3. AISLANTES ELÉCTRICOS
Los aislantes son materiales que no dejan que sus electrones se liberen fácilmente. Los átomos de los
aisladores tienen capas de valencia que están llenas con ocho electrones o bien llenas a mas de la mitad.
Cualquier energía que se aplique se distribuirá entre un numero de electrones relativamente grande.
Por otra parte un átomo es completamente estable cuando su capa exterior esta completamente saturada o
cuando tiene ocho electrones de valencia. Un átomo estable resiste cualquier tipo de actividad y constituyen
excelentes aisladores eléctricos.
Los materiales empleados como aislantes siempre conducen algo la electricidad, pero presentan una
resistencia elevada al paso de corriente eléctrica hasta 2,5 × 1024 veces mayor que la de los buenos
conductores eléctricos como la plata o el cobre.
En los circuitos eléctricos normales suelen usarse plásticos como revestimiento aislante para los cables. Los
cables muy finos, como los empleados en las bobinas (por ejemplo, en un transformador), pueden aislarse
con una capa delgada de barniz. El aislamiento interno de los equipos eléctricos puede efectuarse con mica o
mediante fibras de vidrio con un aglutinador plástico. En los equipos electrónicos y transformadores se
emplea en ocasiones un papel especial para aplicaciones eléctricas. Las líneas de alta tensión se aíslan con
vidrio, porcelana u otro material cerámico.
La elección del material aislante suele venir determinada por la aplicación. El polietileno y poliestireno se
emplean en instalaciones de alta frecuencia, y el mylar se emplea en condensadores eléctricos. También hay
que seleccionar los aislantes según la temperatura máxima que deban resistir. El teflón se emplea para
temperaturas altas, entre 175 y 230 ºC. Las condiciones mecánicas o químicas adversas pueden exigir otros
materiales. El nylon tiene una excelente resistencia a la abrasión, y el neopreno, la goma de silicona, los
poliésteres de epoxy y los poliuretanos pueden proteger contra los productos químicos y la humedad.
.CARGAS ELECTRICAS
Los electrones viajan alrededor del núcleo del átomo y son mantenidos en sus orbitas por la atracción que
ejerce la carga positiva del núcleo. Si de algún modo se pudiese expulsar al electrón de su orbita, la acción
de ese electrón se manifestaría como electricidad.
Los electrones que son expulsados de sus orbitas por cualquier medio, dejaran un déficit de electrones en el
material que abandona y producirán un exceso de electrones en el punto al cual se han trasladado. Este
exceso de electrones en un material se denomina carga negativa, mientras que la falta de electrones en el
otro material se llama carga positiva. Cuando existan estas cargas se tiene lo que se llama electricidad
estática.
LEY DE CARGAS ELÉCTRICAS
Las líneas de fuerza de cada partícula (electrón, protón) producen campos electroestáticos.
Las cargas de un protón y un electrón son de igual magnitud y se llaman cargas electrostáticas.
Cargas del mismo signo se repelen y las que tienen cargas opuestas se atraen.
Un protón (+) repele a otro protón (+)
Un electrón (-) repele a otro electrón (-)
Un protón (+) atrae a un electrón (-)
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4. PREGUNTAS DE REPASO
1. ¿Qué partículas producen la electricidad?
2. Básicamente un átomo esta formado de tres partículas ¿Cuáles son?
3. Defina el numero atómico de un elemento.
4. El protón tiene una carga __________________ y el electrón tiene una carga ____________________.
5. ¿Cuáles son las partículas que se encuentran en el núcleo de un átomo? ¿Cuáles son las que se
encuentran en sus orbitas?
6. El numero de electrones es el mismo numero de ______________________.
7. ¿Cuál es la carga de un neutron?
8. Dibuje un átomo indicando sus partes componentes.
9. La teoría electrónica ¿qué afirma?
10. Para que los electrones puedan moverse ¿Qué es necesario?
11. ¿Qué elemento del átomo gira en orbitas?
12. ¿Cuáles son los electrones que no se pueden expulsar con facilidad?
13. ¿Cuáles son las partículas subatómicas que tienen carga eléctrica opuesta y de igual magnitud?
14. ¿Qué partículas subatómicas se encuentran en el núcleo?
15. ¿Qué carga tiene el núcleo?
16. Los electrones viajan alrededor del núcleo del átomo y son mantenidos en sus orbitas por la atracción que
ejerce ___________________________.
17. ¿Al exceso de electrones en un material se denomina?
18. Cuando un electrón es expulsado de un átomo, este queda con __________________________________.
19. Al frotar una varilla de baquelita con una piel, la varilla queda cargada _____________________ y el
paño con carga ______________________.
20. La carga de un Electrón __________________ a la carga de otro electrón.
21. La carga de un protón ____________________ a la carga de un electrón.
22. Las cargas eléctricas ¿qué tipo de campo producen?
23. Si un electrón se aproxima a un protón ¿Se repelerían o atraerían?
24. ¿Cuál es la polaridad de la carga de un objeto que tiene menos electrones que protones?
25. Enuncia la ley de Coulomb.
26. A los electrones de la capa externa del átomo ¿Cómo se les llama?
27. ¿Qué fuerza evita que un electrón se libere debido a su fuerza centrífuga?
28. ¿Qué es un electrón de valencia?
29. ¿Cuál es el numero máximo de electrones de valencia que puede tener un átomo?
30. ¿Qué es un electrón libre?
31. ¿Por qué son buenos aisladores los compuestos? Y mencione tres aisladores.
32. Mencione cuantos electrones de valencia tienen los materiales conductores y de tres ejemplos.
33. ¿Es buen conductor un elemento que contiene 6 electrones de valencia?
34. ¿Es buen conductor un elemento que contiene 2 electrones de valencia
35. ¿Cómo se logra que los electrones se escapen de sus orbitas?
36. ¿Cuántos electrones de valencia tiene un conductor?
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