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Teoría atómica y
eléctrica
Hola soy Johan
Jhose Ivtrojan
De vG=vC
bienvenidos al
La Teoría Atómica
Todos los cuerpos del Universo están formados por materia, ya
sean estos sólidos, líquidos o gaseosos. Por ejemplo, una barra
de acero, un trozo de madera, un litro de agua, el aire que
respiramos, etc.
El átomo es la porción más pequeña en que se puede dividir la
materia conservando sus propiedades como elemento químico
(*). A su vez, los átomos están compuestos por ciertas partículas
subatómicas (electrones, protones, neutrones, etc.).
La parte central del átomo se denomina “núcleo atómico” y las
partículas que se encuentran en esta zona se llaman
“nucleones”. Los nucleones fundamentales son el protón (carga
positiva) y el neutrón (carga neutra).
La región que rodea al núcleo atómico se denomina “nube
Estructura atómica
El átomo más simple que existe es el átomo de
hidrógeno (H), el cual está compuesto por un
protón y un electrón. Existen otros elementos
cuyos átomos contienen más partículas. Por
ejemplo, el átomo de oxígeno (O) tiene ocho
protones, ocho neutrones y ocho electrones.
Átomo de hidrógeno y átomo de
oxígeno
Cuando los átomos se
combinan, se forman nuevas
sustancias (compuestos
químicos), por ejemplo, cuando
dos átomos de hidrógeno (H) se
combinan con un átomo de
oxígeno (O), se forma agua
(H2O).
Cargas eléctricas Positivas y Negativas
Dentro de la teoría básica de la electricidad, está
aquella que define las cargas positivas y
negativas. Los átomos usualmente presentan igual
cantidad de protones y electrones, en este caso
decimos que se trata de un átomo eléctricamente
neutro. Sin embargo, bajo ciertas circunstancias
un átomo puede ganar o perder uno o más
electrones. Cuando un átomo gana uno o más
electrones (exceso de electrones) queda cargado
negativamente y cuando un átomo pierde uno o
más electrones (exceso de protones) queda con
carga eléctrica positiva.
Por tanto llegamos a la conclusión de que existen
Cargas de
igual signo se
repelen y
cargas de
signo
diferente se
atraen
Medición de la Carga Eléctrica
Ya sabemos que cuando un cuerpo está electrizado posee un exceso de
protones (carga positiva), o bien, un exceso de electrones (carga negativa). Por
ese motivo, el valor de la carga de un cuerpo, se puede medir por el número de
electrones que el cuerpo pierde o gana. Pero esta forma de expresar el valor de
la carga no resulta práctica, pues se sabe que en un proceso común de
electrización, el cuerpo pierde o gana un número muy elevado de electrones. De
este modo, los valores de carga estarían expresados por números sumamente
grandes.
En la práctica se procura utilizar una unidad de carga más adecuada. En
el Sistema Internacional de Unidades (SIU), la unidad de carga eléctrica es
el Coulomb (símbolo C).
Cuando decimos que un cuerpo posee una carga de 1 C, ello significa que perdió
o ganó: 6,25 × 1018 electrones.
Generalmente se suele trabajar con cargas eléctricas mucho menores que 1 C. En
este caso, es costumbre expresar los valores de las cargas de los cuerpos
electrizados mediante submúltiplos, en milicoulombs (mC) o bien
en microcoulombs (μC).
Conductores y aislantes
Como ya dijimos en la sección anterior, los átomos se combinan para formar
compuestos; así cuando varios átomos se reúnen para formar ciertos sólidos,
como los metales por ejemplo, los electrones de las órbitas más alejadas del
núcleo no permanecen unidos a sus respectivos átomos, y adquieren libertad de
movimiento en el interior del sólido. Estas partículas se denominan electrones
libres. Por tanto, en materiales que poseen electrones libres es posible que la
carga eléctrica sea transportada por medio de ellos, y por lo tanto, decimos que
estas sustancias son “conductores eléctricos”.
Por otro lado, existen situaciones de conducción no metálica (por ejemplo en
algunos baños químicos) en las que las cargas son conducidas a través de una
solución (electrolito).
Al contrario de los conductores eléctricos, existen materiales en los cuales los
electrones están firmemente unidos a sus respectivos átomos; es decir, estas
sustancias no poseen electrones libres.
Por tanto, no será posible el desplazamiento de carga eléctrica libre a través de
estos cuerpos, los que se denominan “aislantes eléctricos” o “dieléctricos”. La
porcelana, el caucho (hule), la mica, el plástico, la madera, el vidrio, etc., son
Corriente eléctrica
La corriente eléctrica consiste en
el flujo de cargas eléctricas a
través de un conductor. En el caso
de los conductores metálicos (por
ejemplo un alambre de cobre), la
corriente eléctrica está constituida
por un flujo de electrones. En
los conductores líquidos (por
ejemplo una solución de cloruro de
sodio o sal común en agua)
la corriente eléctrica está
constituida por el movimiento
de iones positivos (cationes)
e iones negativos (aniones). En el
caso de los gases (por ejemplo en
Tipos de corriente
Hay dos tipos de corriente eléctrica: corriente
directa o continua (CD ó CC) y corriente alterna
(CA).
La corriente directa es aquella que fluye en una
sola dirección (unidireccional o de sentido
constante). Este tipo de corriente es
proporcionada, por ejemplo, por las pilas (que se
emplean en las linternas, radios, etc.) o bien por
las baterías o acumuladores del automóvil.
La corriente alterna es aquella que cambia
periódicamente de dirección, desplazándose
unas veces en una dirección y otras en dirección
contraria. Este tipo de corriente es que la
suministran las empresas de electricidad en casi
todas las ciudades del mundo y es utilizada en
nuestros hogares (electrodomésticos, equipos de
sonido, televisión, computadoras, etc.) y en la
Fuerza electromotriz
La fuerza que impulsa a la
corriente a lo largo de un
conductor es denominada fuerza
electromotriz (FEM), su unidad en
el SIU es el volt (V) y normalmente
se usa el término “voltaje” en
lugar de FEM. Se suele representar
por las letras E o V. Sin embargo,
es sumamente útil tener en mente
la expresión “fuerza
electromotriz”, ya que ésta
fortalece la idea de una fuerza que
empuja o jala las cargas alrededor
del circuito para hacer que fluya
corriente.
El voltaje suele expresarse
mediante múltiplos, tales como el
kilovolt (kV) y el megavolt (MV), y
también mediante submúltiplos
como el milivolt (mV) y el
microvolt (μV), cuyas equivalencias
son:
1 kV = 103 V
1 MV = 106 V
1 mV = 10–3 V
1 μV = 10–6 V
Resistencia
La resistencia (R) representa la oposición al flujo de cargas eléctricas a través de
un conductor. Tanto mayor sea el valor de R mayor será la oposición que ofrece el
conductor al paso de la corriente a través de él.
En el SIU, la unidad de medida para la resistencia se denomina ohm y se
representa por la letra griega Ω.
En la industria se utilizan los siguientes submúltiplos: el miliohm (mΩ), el
microhm (μΩ), y los múltiplos: kilohm (KΩ) y el magaohm (MΩ), cuyas
equivalencias son:
1 Kohm2= 103ohm2
1 Mohm2= 106ohm2
1 mohm2= 10–3ohm2
Resistividad de un material
La experiencia nos muestra que si consideramos un conductor como el
mostrado en la figura , el valor de su resistencia dependerá de su longitud
y del área de su sección transversal.
conductor
La resistencia de un conductor depende de L y de R
Al realizar mediciones cuidadosas se observa que la resistencia de un
material es directamente proporcional a su longitud e inversamente
proporcional al área de su sección transversal, es decir:
formula
Donde p se denomina “resistividad eléctrica” del material. Su unidad en el
SIU es ohm2m.
La resistividad es una propiedad característica del material que constituye
el conductor, es decir, cada sustancia posee un valor diferente de
Si se tienen varios alambres de la misma longitud y del mismo
grosor, pero hechos de diferente material, el de menor
resistividad será el de menor resistencia. Es decir, que cuanto
menor sea la resistividad de un material, tanto menor será la
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  • 2. Hola soy Johan Jhose Ivtrojan De vG=vC bienvenidos al
  • 3. La Teoría Atómica Todos los cuerpos del Universo están formados por materia, ya sean estos sólidos, líquidos o gaseosos. Por ejemplo, una barra de acero, un trozo de madera, un litro de agua, el aire que respiramos, etc. El átomo es la porción más pequeña en que se puede dividir la materia conservando sus propiedades como elemento químico (*). A su vez, los átomos están compuestos por ciertas partículas subatómicas (electrones, protones, neutrones, etc.). La parte central del átomo se denomina “núcleo atómico” y las partículas que se encuentran en esta zona se llaman “nucleones”. Los nucleones fundamentales son el protón (carga positiva) y el neutrón (carga neutra). La región que rodea al núcleo atómico se denomina “nube
  • 4.
  • 5. Estructura atómica El átomo más simple que existe es el átomo de hidrógeno (H), el cual está compuesto por un protón y un electrón. Existen otros elementos cuyos átomos contienen más partículas. Por ejemplo, el átomo de oxígeno (O) tiene ocho protones, ocho neutrones y ocho electrones.
  • 6. Átomo de hidrógeno y átomo de oxígeno Cuando los átomos se combinan, se forman nuevas sustancias (compuestos químicos), por ejemplo, cuando dos átomos de hidrógeno (H) se combinan con un átomo de oxígeno (O), se forma agua (H2O).
  • 7. Cargas eléctricas Positivas y Negativas Dentro de la teoría básica de la electricidad, está aquella que define las cargas positivas y negativas. Los átomos usualmente presentan igual cantidad de protones y electrones, en este caso decimos que se trata de un átomo eléctricamente neutro. Sin embargo, bajo ciertas circunstancias un átomo puede ganar o perder uno o más electrones. Cuando un átomo gana uno o más electrones (exceso de electrones) queda cargado negativamente y cuando un átomo pierde uno o más electrones (exceso de protones) queda con carga eléctrica positiva. Por tanto llegamos a la conclusión de que existen Cargas de igual signo se repelen y cargas de signo diferente se atraen
  • 8. Medición de la Carga Eléctrica Ya sabemos que cuando un cuerpo está electrizado posee un exceso de protones (carga positiva), o bien, un exceso de electrones (carga negativa). Por ese motivo, el valor de la carga de un cuerpo, se puede medir por el número de electrones que el cuerpo pierde o gana. Pero esta forma de expresar el valor de la carga no resulta práctica, pues se sabe que en un proceso común de electrización, el cuerpo pierde o gana un número muy elevado de electrones. De este modo, los valores de carga estarían expresados por números sumamente grandes. En la práctica se procura utilizar una unidad de carga más adecuada. En el Sistema Internacional de Unidades (SIU), la unidad de carga eléctrica es el Coulomb (símbolo C). Cuando decimos que un cuerpo posee una carga de 1 C, ello significa que perdió o ganó: 6,25 × 1018 electrones. Generalmente se suele trabajar con cargas eléctricas mucho menores que 1 C. En este caso, es costumbre expresar los valores de las cargas de los cuerpos electrizados mediante submúltiplos, en milicoulombs (mC) o bien en microcoulombs (μC).
  • 9. Conductores y aislantes Como ya dijimos en la sección anterior, los átomos se combinan para formar compuestos; así cuando varios átomos se reúnen para formar ciertos sólidos, como los metales por ejemplo, los electrones de las órbitas más alejadas del núcleo no permanecen unidos a sus respectivos átomos, y adquieren libertad de movimiento en el interior del sólido. Estas partículas se denominan electrones libres. Por tanto, en materiales que poseen electrones libres es posible que la carga eléctrica sea transportada por medio de ellos, y por lo tanto, decimos que estas sustancias son “conductores eléctricos”. Por otro lado, existen situaciones de conducción no metálica (por ejemplo en algunos baños químicos) en las que las cargas son conducidas a través de una solución (electrolito). Al contrario de los conductores eléctricos, existen materiales en los cuales los electrones están firmemente unidos a sus respectivos átomos; es decir, estas sustancias no poseen electrones libres. Por tanto, no será posible el desplazamiento de carga eléctrica libre a través de estos cuerpos, los que se denominan “aislantes eléctricos” o “dieléctricos”. La porcelana, el caucho (hule), la mica, el plástico, la madera, el vidrio, etc., son
  • 10. Corriente eléctrica La corriente eléctrica consiste en el flujo de cargas eléctricas a través de un conductor. En el caso de los conductores metálicos (por ejemplo un alambre de cobre), la corriente eléctrica está constituida por un flujo de electrones. En los conductores líquidos (por ejemplo una solución de cloruro de sodio o sal común en agua) la corriente eléctrica está constituida por el movimiento de iones positivos (cationes) e iones negativos (aniones). En el caso de los gases (por ejemplo en
  • 11. Tipos de corriente Hay dos tipos de corriente eléctrica: corriente directa o continua (CD ó CC) y corriente alterna (CA). La corriente directa es aquella que fluye en una sola dirección (unidireccional o de sentido constante). Este tipo de corriente es proporcionada, por ejemplo, por las pilas (que se emplean en las linternas, radios, etc.) o bien por las baterías o acumuladores del automóvil. La corriente alterna es aquella que cambia periódicamente de dirección, desplazándose unas veces en una dirección y otras en dirección contraria. Este tipo de corriente es que la suministran las empresas de electricidad en casi todas las ciudades del mundo y es utilizada en nuestros hogares (electrodomésticos, equipos de sonido, televisión, computadoras, etc.) y en la
  • 12. Fuerza electromotriz La fuerza que impulsa a la corriente a lo largo de un conductor es denominada fuerza electromotriz (FEM), su unidad en el SIU es el volt (V) y normalmente se usa el término “voltaje” en lugar de FEM. Se suele representar por las letras E o V. Sin embargo, es sumamente útil tener en mente la expresión “fuerza electromotriz”, ya que ésta fortalece la idea de una fuerza que empuja o jala las cargas alrededor del circuito para hacer que fluya corriente.
  • 13. El voltaje suele expresarse mediante múltiplos, tales como el kilovolt (kV) y el megavolt (MV), y también mediante submúltiplos como el milivolt (mV) y el microvolt (μV), cuyas equivalencias son: 1 kV = 103 V 1 MV = 106 V 1 mV = 10–3 V 1 μV = 10–6 V
  • 14. Resistencia La resistencia (R) representa la oposición al flujo de cargas eléctricas a través de un conductor. Tanto mayor sea el valor de R mayor será la oposición que ofrece el conductor al paso de la corriente a través de él. En el SIU, la unidad de medida para la resistencia se denomina ohm y se representa por la letra griega Ω. En la industria se utilizan los siguientes submúltiplos: el miliohm (mΩ), el microhm (μΩ), y los múltiplos: kilohm (KΩ) y el magaohm (MΩ), cuyas equivalencias son: 1 Kohm2= 103ohm2 1 Mohm2= 106ohm2 1 mohm2= 10–3ohm2
  • 15. Resistividad de un material La experiencia nos muestra que si consideramos un conductor como el mostrado en la figura , el valor de su resistencia dependerá de su longitud y del área de su sección transversal. conductor La resistencia de un conductor depende de L y de R Al realizar mediciones cuidadosas se observa que la resistencia de un material es directamente proporcional a su longitud e inversamente proporcional al área de su sección transversal, es decir: formula Donde p se denomina “resistividad eléctrica” del material. Su unidad en el SIU es ohm2m. La resistividad es una propiedad característica del material que constituye el conductor, es decir, cada sustancia posee un valor diferente de
  • 16. Si se tienen varios alambres de la misma longitud y del mismo grosor, pero hechos de diferente material, el de menor resistividad será el de menor resistencia. Es decir, que cuanto menor sea la resistividad de un material, tanto menor será la