susana Tapia

1. ENERGÍA
Energía eléctrica
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2. Contenidos
Artículos
Física/Electromagnetismo/Historia del electromagnetismo/Desarrollo histórico de la electricidad 1
Física/Electromagnetismo/Electroscopio 2
Física/Electricidad y electrónica/Ley de Ohm 5
Física/Electricidad y electrónica/Condensadores 7
Física/Electricidad y electrónica/Intensidad de la corriente 8
Física/Electricidad y electrónica/Transformadores 8
Referencias
Fuentes y contribuyentes del artículo 10
Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentes 11
Licencias de artículos
Licencia 12

3. Física/Electromagnetismo/Historia del electromagnetismo/Desarrollo histórico de la electricidad 1
Física/Electromagnetismo/Historia del
electromagnetismo/Desarrollo histórico de la
electricidad
Grecia clásica
Hacia el año 800 a.C. los griegos descubrieron el fenómeno de la electrización por frotamiento. Posteriormente,
Thales de Mileto (624-523 a.C.) observó que el ámbar (en griego ἤλεκτρον, <<electron>>), una especie de resina
fósil, una vez frotado adquiría la propiedad de atraer cuerpos pequeños como el serrín, trozos de papel, etc. Es decir,
descubrió que el ámbar se electriza por frotamiento.
Siglo XVII
Ya en el año 1600, W. Gilbert de Colchester (1540-1603), médico de la reina Isabel I de Inglaterra, descubrió que
otras sustancias además del ámbar, como el vidrio, presentaban la propiedad de electrizarse. Introdujo la palabra
electricidad y llamó vis eléctrica (fuerza del ámbar) a la fuerza misteriosa con que la sustancia frotada atraía las
partículas ligeras.
Siglo XVIII
Un siglo después, Benjamin Franklin (1706-1790) fue el primero en sugerir en 1747 dos tipos de electricidad, a los
que dio el nombre de positiva (la adquirida por el vidrio al ser frotado) y negativa (adquirida por el ámbar). También
introdujo el concepto de carga eléctrica, aunque sin especificar más. Inventó el pararrayos gracias a un experimento
en el que hizo volar una cometa en un dia de tormenta a la que ató una llave metalica, el hilo era tambien metálico y
pudo constatar que la llave se abia cargado electricamente al haberle caido encima un rayo. Presentó la teoría del
fluido único (ésta afirmaba que cualquier fenómeno eléctrico era causado por un fluido eléctrico (la "electricidad
positiva"), mientras que la ausencia del mismo podía considerarse "electricidad negativa") para explicar los dos tipos
de electricidad atmosférica a partir de la observación del comportamiento de las varillas de ámbar, o del conductor
eléctrico, entre otros.
J.Priestley (1733-1804) dedujo que la interacción entre cargas es del mismo tipo que la gravitación y en 1766,
animado por Franklin, publicó Historia de la electricidad
C.Coulomb(1736-1806), ingeniero militar de profesión y hábil experimentador, realizó el primer estudio cuantitativo
sobre las fuerzas existentes entre cargas eléctricas en 1785. Tras una serie de experiencias llevadas a cabo con una
balanza de torsión semejante a la utilizada por Cavendish, llegó a la conclusión de que la fuerza de atracción o
repulsión entre dos cuerpos electrizados dependía de la distancia entre ellos y del grado de electrización que poseían.
Según sus palabras: <<la acción repulsiva entre dos pequeñas esferas cuando se electrizan de manera semejante está
en razon inversa del cuadrado de las distancias>>. El concepto de carga no se conocia con precisión en tiempos de
Coulomb, por tanto, no se había ideado ninguna unidad de carga eléctrica. En la actualidad, las conclusiones de
Coulomb quedan recogidas en la siguiente ley:
La fuerza con que se atraen o se repelen dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto
de dichas cargas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa
El módulo de dicha fuerza vale:
F en Newtons, Q y q en coulombios y r en metros, siendo K la constante de proporcionalidad que depende del medio
interpuesto entre las cargas, en el vacío K=8.987*10^9 Nm^2/C^2 en unidades del SI

4. Física/Electromagnetismo/Historia del electromagnetismo/Desarrollo histórico de la electricidad 2
Actualidad
En la actualidad, la carga eléctrica es un modelo que utiliza la física para explicar los fenómenos eléctricos. También
se denomina carga eléctrica a cualquier cuerpo electrizado. En general, damos el nombre de carga puntual a todo
cuerpo que esté electrizado cuando no se tienen en cuenta sus dimensiones. La carga positiva es la que tienen los
protones y la carga negativa la de los electrones, pero no es mas que un convenio establecido, como se vio antes, por
B.Franklin
Física/Electromagnetismo/Electroscopio
Descripción
El electroscopio es un instrumento que permite determinar la presencia
de cargas eléctricas y su signo.
Un electroscopio sencillo consiste en una varilla metálica vertical que
tiene una bolita en la parte superior y en el extremo opuesto dos
láminas de oro muy delgadas. La varilla está sostenida en la parte
superior de una caja de vidrio transparente con un armazón de metal en
contacto con tierra. Al acercar un objeto electrizado a la esfera, la
varilla se electrifica y las laminillas cargadas con igual signo que el
objeto se repelen, siendo su divergencia una medida de la cantidad de
carga que han recibido. La fuerza de repulsión electrostática se
equilibra con el peso de las hojas. Si se aleja el objeto de la esfera, las
láminas, al perder la polarización, vuelven a su posición normal.
Cuando un electroscopio se carga con un signo conocido, puede
determinarse el tipo de carga eléctrica de un objeto aproximándolo a la
esfera. Si las laminillas se separan significa que el objeto está cargado
Esquema del funcionamiento del electroscopio
con el mismo tipo de carga que el electroscopio. De lo contrario, si se
juntan, el objeto y el electroscopio tienen signos opuestos.
Un electroscopio cargado pierde gradualmente su carga debido a la conductividad eléctrica del aire producida por su
contenido en iones. Por ello la velocidad con la que se carga un electroscopio en presencia de un campo eléctrico o
se descarga puede ser utilizada para medir la densidad de iones en el aire ambiente. Por este motivo, el electroscopio
se puede utilizar para medir la radiación de fondo en presencia de materiales radiactivos.
El primer electroscopio fue creado por el médico inglés William Gilbert para realizar sus experimentos con cargas
electrostáticas. Actualmente este instrumento no es más que una curiosidad de museo, dando paso a mejores
instrumentos electrónicos.

5. Física/Electromagnetismo/Electroscopio 3
materiales
Tiras de Hojalata o chapa galvanizada: Recorte una tira de hojalata de 5cm de ancho por 26cm de largo, otra del
mismo ancho y 12cm de largo, y una tercera de 4cm de ancho por 8cm de largo. Tornillo de 4cm de largo y cabeza
fresada Tres tuercas que hagan juego Gajo de PVC de 5cm de ancho y 10cm de largo tomado de un caño para
cloacas Seis remaches pop cortos Hojuela fija
Corte en hojalata un rectángulo de 11 x 2 cm Marque las líneas divisorias AB y CD Practique la perforación
mostrada, por donde pasará el tornillo Marque y recorte con cuidado la ventana central, de modo que sus bordes no
presenten irregularidades. Doble la pieza a 90 grados por la línea CD Doble la pieza por la línea AB, y conforme una
media caña de unos 3 milímetros, donde apoyará la hojuela móvil Hojuela móvil: Recórtela en papel obra (de una
hoja de cuaderno) de acuerdo a las medidas indicadas:
Determinación de la carga a partir del ángulo de separación de las
láminas
Un modelo simplificado de
electroscopio consiste en dos pequeñas
esferas de masa m cargadas con cargas
iguales q y del mismo signo que
cuelgan de dos hilos de longitud l, tal
como se indica la figura. A partir de la
medida del ángulo que forma una
esfera con la vertical, se puede calcular
su carga q.
Sobre cada esfera actúan tres fuerzas:
el peso mg, la tensión de la cuerda T y
la fuerza de repulsión eléctrica entre
las bolitas F.
Electroscopio simplificado
En el equilibrio: (1) y (2).
Dividiendo (1) entre (2) miembro a miembro, se obtiene:
Midiendo el ángulo θ se obtiene, a partir de la fórmula anterior, la fuerza de repulsión F entre las dos esferas
cargadas.
Según la Ley de Coulomb: y como y

6. Física/Electromagnetismo/Electroscopio 4
Entonces, como se conoce y ha sido calculado, despejando se obtiene
IDENTIFICACIÓN DEL APARATO
Determinación del ángulo de separación de las láminas a partir de la
carga
Como muestra el apartado anterior se cumple:
Gráfica de comportamiento del electroscopio
con lo cual:
Teniendo en cuenta que y operando apropiadamente, se obtiene:
siendo y
Ésta es una Ecuación de tercer grado que no tiene una solución analítica fácil. Posee una raíz que se puede calcular
aplicando un procedimiento numérico.
Con determinaciones de este tipo se puede dibujar una curva que muestre el comportamiento del electroscopio, en la
cual, leyendo en el eje de las abscisas el valor de , se puede obtener el valor de en el eje de las ordenadas.

7. Física/Electricidad y electrónica/Ley de Ohm 5
Física/Electricidad y electrónica/Ley de Ohm
Conductividad
El científico Georg Simon Ohm, mientras experimentaba con materiales conductores, como resultado de su
investigación, llegó a determinar que la relación entre voltaje y corriente era constante y nombró a esta constante
resistencia.
Esta ley fue formulada por Georg Simon Ohm en 1827, en la obra Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet
(Trabajos matemáticos sobre los circuitos eléctricos), basándose en evidencias empíricas. La formulación original,
es:
Siendo la densidad de la corriente, la conductividad eléctrica y el campo eléctrico.
Expresión en función de la resistencia
Como ya se destacó anteriormente, las evidencias empíricas mostraban que (vector densidad de corriente) es
directamente proporcional a (vector campo eléctrico). Para escribir ésta relación en forma de ecuación, es
necesario añadir una constante denominada factor de conductividad eléctrica, que representaremos como σ.
Entonces:
El vector es el vector resultante de los campos que actúan en la sección de alambre que se va a analizar; es decir,
del campo producido por la carga del alambre en sí y del campo externo, producido por una bateria, una pila u otra
fuente de fem. Por lo tanto:
Ahora, sabemos que , donde es un vector unitario de dirección, con lo cual reemplazamos y
multiplicamos toda la ecuación por un :
Los vectores y poseen la misma dirección y sentido, con lo cual su producto escalar puede expresarse como
el producto de sus magnitudes por el coseno del ángulo formado entre ellos. Es decir:
Por lo tanto, se hace la sustitución:
Integrando ambos miembros en la longitud del conductor:
El miembro derecho representa el trabajo total de los campos que actúan en la sección de alambre que se está
analizando, y de cada integral resulta:
y

8. Física/Electricidad y electrónica/Ley de Ohm 6
Donde representa la diferencia de potencial entre los puntos 1 y 2, y representa la fem; por tanto,
podemos escribir:
donde representa la caída de potencial entre los puntos 1 y 2.
Como dijimos anteriormente, σ representa la conductividad, por lo que su inversa representará la resistividad, y la
representaremos como ρ. Así:
Finalmente, la expresión es lo que se conoce como resistencia eléctrica
Podemos escribir la expresión final:
Ley De Ohm
"La intensidad de la corriente es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia en
todos los circuitos o elementos eléctricos".
La ley de Ohm, es una propiedad específica de ciertos materiales.
La relación
es un enunciado de la ley de Ohm. Un conductor cumple con la ley
de Ohm sólo si su curva V-I es lineal; esto es si R es independiente
de V y de I. La relación
sigue siendo la definición general de la resistencia de un
conductor, independientemente de si éste cumple o no con la ley
de Ohm. La intensidad de la corriente eléctrica que circula por un
dispositivo es directamente proporcional a la diferencia de
potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del resistencia R
mismo, según expresa la fórmula siguiente:
En donde, empleando unidades del Sistema internacional:
I = Intensidad en amperios (A)
V = Diferencia de potencial en voltios (V)
R = Resistencia en ohmios (Ω).

9. Física/Electricidad y electrónica/Condensadores 7
Física/Electricidad y electrónica/Condensadores
Condensadores con Dieléctricos
Cuando enfrentamos dos conductores sin que haya contacto físico entre ellos, si entre tales conductores enfrentados
hay algún tipo de dieléctrico se forma un condensador.
Un dieléctrico es un material que no conduce la electricidad, por lo que puede ser utilizado como aislante; por
ejemplo el caucho, el vidrio, el papel, la madera seca, el aire, etc.
Se toma como referencia el valor del condensador cuando no hay nada entre ambos conductores, es decir, cuando
hay vacío.
Cuando un material dieléctrico es insertado en un condensador y lo llena por completo, la capacitancia con respecto
al vacío aumenta. Para un condensador de placas paralelas aumenta en un factor adimensional k, que es conocido
como constante dieléctrica.
Por lo tanto, la capacitancia de un condensador de placas paralelas al que se le ha insertado un dieléctrico entre sus
placas, toma el valor:
En donde:
: constante dieléctrica
:
: área de las placas conductoras
: distancia entre las placas
La constante dieléctrica asume distintos valores para los diferentes dieléctricos.

10. Física/Electricidad y electrónica/Intensidad de la corriente 8
Física/Electricidad y electrónica/Intensidad de la
corriente
La intensidad de la corriente es la cantidad de electricidad que fluye por la sección transversal de un conductor en un
determinado tiempo. La cantidad de electricidad se mide en Culombios en honor a Charles-Augustin de Coulumb y
es igual al 6,241506 · 10^18 electrones.
Para medir la intensidad se utiliza un galvanómetro con escala en Amperios, o lo que es lo mismo, un Amperímetro,
y se conecta en serie en el circuito.
La intensidad está relaccionada por la Ley de Ohm con la resistencia y la diferencia de potencial.
La fórmula más usada de las que se pueden derivar otras tantas es: V = I / R.
Kirchhoff demostró a través de sus Leyes, que la cantidad de intensidad que entra en un circuito es igual a la que
sale.
Física/Electricidad y
electrónica/Transformadores
El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto de nivel de voltaje, en
energía alterna de otro nivel de voltaje, por medio de la acción de un campo magnético. Está constituido por dos o
más bobinas de alambre, aisladas entre sí eléctricamente por lo general arrolladas alrededor de un mismo núcleo de
material ferromagnético. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se
establece en el núcleo.
Relación de Transformación
La relación de transformación (a) nos indica el aumento ó decremento que sufre el valor de la tensión de salida con
respecto a la tensión de entrada, esto quiere decir, por cada volt de entrada cuántos volts hay en la salida del
transformador.
Donde: (Np) es el número de espiras del devanado primario, (Ns) es el número de espiras del devanado secundario,
(Vp) es la tensión en el devanado primario ó tensión de entrada, (Vs) es la tensión en el devanado secundario ó
tensión de salida, (Ip) es la corriente en el devanado primario ó corriente de entrada, e (Is) es la corriente en el
devanado secundario ó corriente de salida.

11. Física/Electricidad y electrónica/Transformadores 9
Clasificacion de transformadores
Transformadores elevadores
Este tipo de transformadores nos permiten, como su nombre lo dice elevar la tensión de salida con respecto a la
tensión de entrada. Esto quiere decir que la relación de transformación de estos transformadores es menor a uno.
Transformadores variables
También llamados "Variacs", toman una línea de voltaje fijo (en la entrada) y proveen de voltaje de salida variable
ajustable, dentro de dos valores.

12. Fuentes y contribuyentes del artículo 10
Fuentes y contribuyentes del artículo
Física/Electromagnetismo/Historia del electromagnetismo/Desarrollo histórico de la electricidad Fuente: http://es.wikibooks.org/w/index.php?oldid=148168 Contribuyentes: 1 ediciones
anónimas
Física/Electromagnetismo/Electroscopio Fuente: http://es.wikibooks.org/w/index.php?oldid=149416 Contribuyentes: Der Künstler, Migp, Taichi, Wutsje, 15 ediciones anónimas
Física/Electricidad y electrónica/Ley de Ohm Fuente: http://es.wikibooks.org/w/index.php?oldid=153096 Contribuyentes: Allforrous, Migp, NuclearWarfare, 2 ediciones anónimas
Física/Electricidad y electrónica/Condensadores Fuente: http://es.wikibooks.org/w/index.php?oldid=154899 Contribuyentes: Allforrous, AndresSepulveda, 6 ediciones anónimas
Física/Electricidad y electrónica/Intensidad de la corriente Fuente: http://es.wikibooks.org/w/index.php?oldid=129887 Contribuyentes: Cerverros, Dferg, 1 ediciones anónimas
Física/Electricidad y electrónica/Transformadores Fuente: http://es.wikibooks.org/w/index.php?oldid=157994 Contribuyentes: Allforrous, 1 ediciones anónimas

13. Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentes 11
Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentes
Imagen:Electroscope.png Fuente: http://es.wikibooks.org/w/index.php?title=Archivo:Electroscope.png Licencia: Creative Commons Attribution-Sharealike 2.5 Contribuyentes: User:Stw
Imagen:Electrosimp.png Fuente: http://es.wikibooks.org/w/index.php?title=Archivo:Electrosimp.png Licencia: Creative Commons Attribution-Sharealike 2.5 Contribuyentes: Chanchocan,
Pieter Kuiper, Tano4595, Wst
Imagen:Grafica_de_electroscopio.PNG Fuente: http://es.wikibooks.org/w/index.php?title=Archivo:Grafica_de_electroscopio.PNG Licencia: Creative Commons Attribution-Sharealike 2.5
Contribuyentes: Chanchocan, Mdd, Tano4595, Wst
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14. Licencia 12
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