Este documento presenta información básica sobre la electricidad. Explica que la electricidad se produce cuando una fuente de energía externa separa electrones de los átomos. Las seis fuentes que pueden causar esta separación son el calor, el rozamiento, la acción química, la luz, la presión y el magnetismo. Luego describe brevemente cómo cada una de estas fuentes puede producir una separación de electrones y generar así electricidad.

1. Con este artículo sobre la electricidad básica tenemos la intención de iniciar una serie de
publicaciones periódicas que aparecerán en esta página Web de forma trimestral.
Estos artículos tienen la intención de contribuir a la formación y divulgación entre los
aficionados y los profesionales del mundo del automóvil, y aliviar en la medida de lo posible la
curiosidad entorno a las nuevas tecnologías, acercándoselas con claridad y sencillez de
conceptos.
Entrega Nº 1
Conceptos de Electricidad Básica (1ª Parte)
EL ÁTOMO
La teoría electrónica
De acuerdo con la teoría electrónica, todos los fenómenos eléctricos y electrónicos son
causados, bien por el movimiento de los electrones de un lugar a otro, bien por la existencia de
un número excesivo o insuficiente de electrones en un determinado lugar y en un instante dado.
Representación de un átomo.
Toda la materia está compuesta de átomos cuyos tamaños, grados de complejidad estructural
y peso pueden ser muy diferentes, pero todos ellos se parecen en lo referente a su
composición, ya que están formados por un núcleo (que es diferente de uno a otro átomo entre
los correspondientes a los 116 elementos químicos existentes en la naturaleza o que han sido
creados por el hombre) y de un número variable de electrones que se mueven alrededor de
este núcleo.

2. La estructura del átomo
Tenemos ahora el átomo más pequeño de la naturaleza, el hidrógeno. Para verlo sería
necesario una enorme ampliación.
Si pudiéramos verlo por un microscopio, aparecería como un sol con un planeta girando
alrededor de él. El “sol” representa el núcleo del átomo y el “planeta” el único electrón que
posee el átomo de hidrógeno.
Este electrón (lo mismo que todos los que se pueden encontrar en cualquier parte del
universo) tiene una carga negativa de electricidad, mientras el núcleo tiene una carga positiva.
En todos los átomos, los electrones cargados negativamente giran alrededor de su núcleo
cargado positivamente a distancias muy grandes si las comparamos con los tamaños de los
núcleos y de los propios electrones, lo que significa que la mayor parte del volumen que ocupa
cualquier átomo, por pequeño que sea, está formado por espacio vacío.
El núcleo de un átomo contiene a su vez un cierto número de partículas llamadas “protones”,
cada una de las cuales posee una carga positiva de electricidad (conjuntamente con un
número de otras partículas que no posen carga eléctrica). El número de protones del núcleo es
exactamente igual al número de electrones que giran en órbitas alrededor de él; la
consecuencia es que, en condiciones normales, el átomo está eléctricamente equilibrado, es
decir, el número de cargas eléctricas positivas es el mismo que el de negativas.
Corriente eléctrica.
Los componentes de los átomos permanecen agrupados por el efecto de poderosas fuerzas de
atracción existentes entre el núcleo y sus electrones. Los electrones situados en las órbitas
exteriores de un átomo son atraídos por su núcleo con menos fuerza que los electrones cuyas
órbitas están más cercanas al núcleo.
En ciertos materiales (denominados conductores eléctricos) estos electrones exteriores están
débilmente ligados al núcleo, que pueden separarse fácilmente de él y quedar errantes entre
los otros átomos, moviéndose fortuitamente.
Estos electrones se denominan electrones libres, y es precisamente el movimiento de estos
electrones libres lo que constituye la corriente eléctrica.

3. COMO SE PRODUCE LA ELECTRICIDAD
En los átomos de cada trocito de material existentes en el universo hay enormes cantidades de
electricidad latente o, por decirlo así, durmiendo. Sin embargo, en tanto que estos átomos
permanezcan “eléctricamente equilibrados”, esta electricidad no puede ser liberada ni
aprovechada en el uso práctico.
Para que esto ocurra es necesario que sea aplicada de una forma de energía externa a una
cantidad dada de átomos, de modo que separe de su núcleo positivo algunos de sus electrones
negativos. De esta manera, la energía externa aplicada originará energía eléctrica.
Las seis fuentes de energía externa que son capaces de separar los electrones negativos de
los núcleos positivos de un átomo son:
• El calor
• El rozamiento
• La acción química
• La luz
• La presión
• El magnetismo
COMO PRODUCE ELECTRICIDAD EL CALOR
La primera fuente de energía externa que puede separar los electrones de su átomo es el calor
y la manera más usual de aplicar el calor para este fin es aplicarlo en la zona donde dos
metales diferentes están unidos.
Por ejemplo, si se retuercen los extremos de un hilo de cobre y un hilo de hierro formando una
unión, y se calienta esta unión, aparecerá una carga eléctrica.
El que esta carga sea mayor o menor dependerá de la diferencia de temperatura entre la unión
y los extremos opuesto de los hilos, cuanto mayor sea la diferencia de temperatura, mayor será
la carga.
Una unión de este tipo se llama termopar y producirá electricidad mientras se le aplique calor.
Esta relación puede emplearse para la medida precisa de temperaturas mediante un termopar
en el que una de las uniones se mantiene a una temperatura de referencia conocida (por
ejemplo, un baño de hielo) y la otra se coloca en el lugar cuya temperatura quiere medirse.

4. COMO PRODUCE ELECTRICIDAD EL ROZAMIENTO
La segunda fuente de energía externa que puede separar los electrones de su átomo es el
rozamiento.
Si se frotan entre sí materiales diferentes, se puede conseguir que los electrones que
pertenecen a uno de los dos materiales salgan de sus órbitas, transferirlos al otro material y
retenerlos en él. Naturalmente el material que pierde los electrones adquiere una carga positiva
y el material que los captura, adquiere una carga negativa.
La distribución resultante de carga eléctrica recibe el nombre de electricidad estática.
Entre los materiales que adquieren fácilmente electricidad estática se incluyen el vidrio, el
ámbar, el caucho, las ceras, la franela, la seda, el rayón y el nylon.

5. COMO PRODUCE ELECTRICIDAD LA ACCIÓN QUÍMICA
La tercera fuente de energía externa que puede separar los electrones de su átomo es la
acción química.
La acción o reacción química que tiene lugar en las pilas y baterías se aprovecha en la práctica
para producir electricidad.
Cuando dos o más pilas se conectan entre sí se forma una batería.
Observando las partes de una pila y los electrones, veríamos que el líquido llamado electrolito
está expulsando los electrones de una de las placas y conduciéndolos a la otra placa. El
resultado de esta acción es un exceso de electrones, o carga negativa, en una de las placas,
por lo que el hilo unido a esta placa se llama Terminal negativo. La otra placa se pierde
electrones y se carga positivamente, por lo que el hilo unido a ella se le denomina Terminal
positivo.

6. COMO PRODUCE ELECTRICIDAD LA LUZ
La cuarta fuente de energía externa que puede separar los electrones de su átomo es la luz.
La manera más usual de utilizar la luz para producir electricidad, consiste en emplear una clase
especial de célula o pila que contiene material fotosensible, el cual tiene la propiedad de crear
una carga eléctrica cuando la luz incide en él.
Esta fotocélula consiste en un conjunto metálico en forma de disco que s e compone de tres
capas de material diferentes. Una de las capas exteriores es de hierro y la otra está formada
por una película de material a través del cual puede pasar la luz. La capa interior o intermedia
del conjunto está formada por una aleación de selenio.
COMO PRODUCE ELECTRICIDAD LA PRESIÓN
La quinta fuente de energía externa que puede separar los electrones de su átomo es la
presión.
Cuando hablamos por teléfono o delante de cualquier otro tipo de micrófono análogo, las ondas
de presión de la energía sonora que la voz genera ponen en movimiento a un diafragma. El
movimiento del diafragma se puede utilizar para generar una carga eléctrica de la manera
siguiente:
Existen en la naturaleza ciertos materiales cuyos cristales generan una carga eléctrica cuando
se ejerce presión sobre ellos (como ocurre cuando se mueve el diafragma). Son ejemplos el
cuarzo, la turmalina, las sales de Rochelle. Si se colocase un cristal de uno de estos
materiales entre las placas metálicas y se ejerciese presión sobre las placas de la manera
ilustrada en la figura, aparecerían cargas eléctricas opuestas en las placas. La cantidad de
estas cargas eléctricas dependerá de la magnitud de la presión ejercida.

7. COMO PRODUCE ELECTRICIDAD EL MAGNETISMO
La sexta fuente (y la más comúnmente utilizada) de energía externa que puede separar los
electrones de su átomo es el magnetismo.
El propio magnetismo no se utiliza como fuente directa de esta energía externa. Son
producidas grandes cantidades de energía eléctrica en las máquinas giratorias llamadas
generadores, en virtud de una acción que tiene lugar entre el devanado del generados y
algunos potentes imanes colocados en éste de manera apropiada. Como es natural para que el
generador entregue energía eléctrica, debe recibir energía mecánica. Esta energía mecánica
puede serle suministrada mediante una turbina hidráulica, un motor de combustión interna o
una turbina de vapor.
Al girara el generador, hace uso de las propiedades del magnetismo para la suficiente energía
externa al átomo para separar de él alguno de sus electrones, lo que hace posible la obtención
de la corriente eléctrica.

8. En resumen, se produce energía eléctrica cuando un electrón de la orbita exterior de un átomo
es obligado a salir de ella por una fuente externa de energía.
Las seis fuentes de energía externa que actualmente se pueden utilizar para producir la
electricidad son las siguientes:
CALOR. Se produce la electricidad calentando la unión de un termopar.
ROZAMIENTO. Se produce electricidad estática mediante el roce o fricción de dos materiales.
ACCIÓN QUÍMICA. En una pila o en un acumulador eléctrico.
LUZ. Se produce electricidad cuando la luz incide en un material fotosensible.
PRESIÓN. Se produce electricidad aplicando presión a ciertas clases de cristales.
MAGNETISMO. Se produce electricidad mediante movimiento relativo de un imán y una bobina
de hilo conductor cuando son cortadas las líneas del campo magnético del imán por el hilo
conductor.