La materia es todo aquello que constituye el mundo físico que nos rodea y que posee una serie de cualidades capaces de impresionar nuestros sentidos o nuestros aparatos de medida. Para comprender mejor a la materia, la podemos clasificar de manera sencilla, en elementos y compuestos. Los elementos están formados por uno o más átomos iguales que mantienen sus propiedades químicas. Actualmente se conocen 92 elementos en la naturaleza y un poco más de quince elementos creados en laboratorios de investigación. Ejemplos de elementos: oxígeno, cobre, hierro, sodio, mercurio, cloro, carbono, uranio, etc. Los compuestos son combinaciones de dos o más átomos diferentes; esta combinación de dos o más átomos produce una sustancia con propiedades químicas muy diferentes a cada uno de los átomos que la forman. Actualmente existe una cantidad casi infinita de compuestos y cada día se inventan más. Ejemplos de compuestos: aire, agua, acero, bronce, ácido sulfúrico, azúcar, plástico, etc.

1. TECSUP - PFR Electricidad
1
UNIDAD I
PARÁMETROS FUNDAMENTALES DE LA
ELECTRICIDAD Y SU MEDICIÓN
1. LA MATERIA
Figura 1 La naturaleza
La materia es todo aquello que constituye el mundo físico que nos rodea y que
posee una serie de cualidades capaces de impresionar nuestros sentidos o
nuestros aparatos de medida.
Para comprender mejor a la materia, la podemos clasificar de manera sencilla, en
elementos y compuestos.
Los elementos están formados por uno o más átomos iguales que mantienen sus
propiedades químicas.
Actualmente se conocen 92 elementos en la naturaleza y un poco más de quince
elementos creados en laboratorios de investigación. Ejemplos de elementos:
oxígeno, cobre, hierro, sodio, mercurio, cloro, carbono, uranio, etc.
Los compuestos son combinaciones de dos o más átomos diferentes; esta
combinación de dos o más átomos produce una sustancia con propiedades
químicas muy diferentes a cada uno de los átomos que la forman.
Actualmente existe una cantidad casi infinita de compuestos y cada día se
inventan más.
Ejemplos de compuestos: aire, agua, acero, bronce, ácido sulfúrico, azúcar,
plástico, etc.

2. Electricidad TECSUP - PFR
2
Figura 2 La materia
1.1 EL ÁTOMO
Figura 3 El átomo
El átomo es la partícula más pequeña de un elemento que aún mantiene las
propiedades químicas de éste.
A la combinación de dos o más átomos iguales o diferentes se le denomina:
molécula. Por ejemplo: el agua está formada por un átomo de oxígeno y
dos de hidrógeno (H2O).
Los átomos son tan pequeños que no pueden observarse aún con los
instrumentos ópticos más poderosos, por esta razón, durante la historia de
la humanidad se han desarrollado muchos modelos teóricos sobre su
estructura; actualmente el modelo que aceptamos es el que aprendimos en
las aulas del colegio, el llamado modelo de Bohr:
Figura 4 Partes del átomo
Núcleo: protones y
neutrones
Corteza
(órbitas): electrones
Materia
Elementos Compuestos
moléculas
de cobre
átomos de
hidrógeno moléculas de agua

3. TECSUP - PFR Electricidad
3
Según Bohr, el átomo está formado por un núcleo y una corteza.
En el núcleo se encuentran los protones y neutrones. En la corteza se
encuentran los electrones, recorriendo trayectorias circulares o elípticas
(órbitas).
Los electrones se mueven alrededor del núcleo a gran velocidad, dando la
sensación de formar una corteza. Por eso, si se pudiera "ver" un átomo desde
afuera, parecería casi una esfera.
Figura 5 Forma del átomo
La diferencia entre uno y otro elemento radica, básicamente, en la cantidad de
protones y electrones que tenga el átomo en el núcleo y en las órbitas,
respectivamente.
Hidrógeno Carbono Cobre
1 protón 6 protones 29 protones
1 electrón 6 electrones 29 electrones
6 neutrones 34 neutrones
Figura 6 Composición de algunos los átomos
2. CARGA ELÉCTRICA
Figura 7 Descargas eléctricas
La carga eléctrica es una propiedad de la materia con la que pueden explicarse
todos los fenómenos eléctricos.
Forma casi esférica del átomo

4. Electricidad TECSUP - PFR
4
Observe la siguiente figura del átomo de hidrógeno (un protón en el núcleo y
un electrón en su órbita externa):
Fuerza centrífuga
Fuerza de atracción
Figura 8 Fuerzas sobre un electrón
El electrón que gira alrededor del núcleo (protón) tiende a salir fuera de su
órbita (fuerza centrífuga), sin embargo, mantiene su trayectoria circular. Esto
significa que existe una fuerza de sentido contrario al de la fuerza centrífuga
originado por la presencia del protón y electrón.
Aquí es cuando se considera que el protón transporta una carga eléctrica
positiva, el electrón transporta una carga eléctrica negativa y el neutrón no
transporta carga eléctrica, es neutro.
Tomando en cuenta que el protón transporta una carga eléctrica positiva y el
electrón una carga eléctrica negativa, deducimos:
Figura 9 Fuerzas entre partículas atómicas
En general, cuerpos con cargas del mismo signo, se repelen y cuerpo con
cargas de signo contrario, se atraen.
Pero, ¿Cómo se pueden cargar los cuerpos?
+ + (Repulsión)
Protón Protón
- - (Repulsión)
Electrón Electrón
+ - (Atracción)
Protón Electrón

5. TECSUP - PFR Electricidad
5
Si Ud. observa la figura de la página anterior, notará que el número de
protones de un átomo es igual al número de electrones, por lo tanto, la carga
neta del átomo es: cero. Si tuviéramos un cuerpo formado por muchos átomos,
este sería, en principio, un cuerpo neutro por poseer tantas cargas positivas
(protones) como negativas (electrones).
Entonces, para cargar eléctricamente un cuerpo habría que agregar o retirar
electrones de las últimas órbitas de sus átomos. Si agregamos electrones, el
átomo se cargará negativamente. Si retiramos electrones, el átomo se cargará
positivamente, suponiendo que el átomo, inicialmente, es neutro.
Ahora, realice Ud. una experiencia en casa. Coloque sobre una mesa, un trozo
muy pequeño de papel (3 mm x 2 mm aproximadamente), luego frote sobre
una franela un lapicero de plástico o bakelita y acérquelo al trozo de papel,
¿Qué ocurrió?
3. GENERACIÓN DE TENSIÓN
Para explicar la manera cómo se obtiene tensión eléctrica, utilizaremos el
esquema del generador de Van de Graaff:
Figura 10 Generador de Van de Graaff
En este esquema se aprecian dos rodillos, uno metálico y otro de plexiglás,
unidos por una cinta de goma, de tal manera unidos que si giramos la manivela
Conductor metálico
Borne de
conexión
Manivela
Borne de
conexión
Conductor
metálico
Campana
metálica
Rodillo de plexiglás
Cinta de goma
Rodillo de metal

6. Electricidad TECSUP - PFR
6
del rodillo metálico, la cinta de goma transmite el movimiento al rodillo de
plexiglás. La cinta de goma frota contra el rodillo de plexiglás "robándole"
electrones que son "capturados" por el rodillo metálico y el conductor de la
parte inferior quedando cargados eléctricamente negativos. Sobre el rodillo de
plexiglás y la cinta, se ubica una campana metálica que "cede" electrones al
rodillo inferior, quedando esta campana y el conductor superior cargados
eléctricamente positivos.
Una fuente de tensión tiene por misión, separar cargas eléctricas en dos
bornes. En general, a una fuente de tensión se le simboliza así:
Figura 11 Símbolos de fuentes de tensión, según las normas
Segúnla
norma IEC
Segúnla
norma NEMA

7. TECSUP - PFR Electricidad
7
4. RESUMEN
1. Cargas de igual signo se repelen.
2. Cargas de diferente signo se atraen.
3. Los átomos son las partículas más pequeñas de un elemento que aún
presentan las propiedades químicas de éste.
4. Las moléculas son combinaciones de átomos diferentes o iguales.
5. El átomo se compone de un núcleo y una corteza.
6. El núcleo se compone de protones y neutrones.
7. Alrededor del núcleo se mueven los electrones describiendo trayectorias
(órbitas) circulares o elípticas.
8. El átomo parece desde fuera una esfera.
9. Los electrones son partículas atómicas de la corteza con carga negativa.
10. Los protones son partículas atómicas del núcleo con carga positiva.
11. Los neutrones son partículas atómicas del núcleo eléctricamente neutras.
12. La tensión eléctrica se origina por separación de cargas.

8. Electricidad TECSUP - PFR
8
5. PRUEBA DE AUTOCOMPROBACIÓN
1. ¿Cuál es la partícula atómica, más pequeña, capaz
de transportar cargas eléctricas negativas?
2. ¿A que se denomina molécula?
3. ¿Qué tipo de cargas transporta el protón y el
electrón?
4. ¿Cómo queda un cuerpo cargado eléctricamente?
5. ¿Cómo separa las cargas eléctricas el generador de
Van de Graaff?

9. TECSUP - PFR Electricidad
9
6. RESPUESTAS A LAS PREGUNTAS DE AUTOCOMPROBACIÓN
1. El electrón.
2. A la combinación de dos o más átomos iguales o diferentes se
le denomina: molécula.
3. el protón transporta una carga eléctrica positiva y el electrón
una carga eléctrica negativa.
4. Para cargar eléctricamente un cuerpo habría que agregar o
retirar electrones de las últimas órbitas de sus átomos
5. Por frotación y traslados de electrones.

10. Electricidad TECSUP - PFR
10
ANOTACIONES:
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................