Corriente eléctrica
Copia y pega:
Toda
materia (la materia no es sólida), está compuesta por una serie de
partículas sobre las que actúan una serie de fuerzas.
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Las
explicaciones se realizan de forma muy simple y pragmática:
Las
explicaciones se realizan de forma muy simple y pragmática:
👀
Corriente eléctrica
Toda
materia (la materia no es sólida), está compuesta por una serie de
partículas sobre las que actúan una serie de fuerzas.
El
núcleo atómico está compuesto de partículas más pequeñas).
Estas partículas, antes de observar su estado subatómico
(neutrones, protones y electrones en su orbital, aparecen en su
estado macro (dónde aún no actúa el mundo cuántico). Las
partículas componentes de esta partículas más pequeñas, se llaman
quarks, solo para protones y neutrones).
Aquí nuestro
gran protagonista, se llama electrón. Los electrones, no son bolitas
que dan vueltas y giran alrededor de otras bolitas (olvida ese modelo
que te hicieron creer en los colegios).
▪ Fuerza:
La solicitación (influencia) que hace variar el
estado físico de una o varias partículas (no solo su movimiento).
▪ Trabajo:
Cambio en el estado físico que
percibimos como movimiento de una o varias partículas,
producido por una solicitación (definición muy simple).
La fuerza y el trabajo
están íntimamente relacionados.
▪ El concepto de Energía: tiene varias definiciones
(clásica, relativista, cuántica), aquí la definimos como la
capacidad que tiene una o algunas partículas para ejecutar un
trabajo.
▪ Potencial
eléctrico:
Canalización de la fuerza física que debe hacer una fuerza
electromagnética para mover una partícula cargada de energía
eléctrica desde un punto hasta otro punto (en realidad, las
partículas (electrones) casi ni se mueven).
▪ Campo eléctrico:
Región del espacio en la que interactúa
la fuerza electromagnética con una o varias partículas cargadas de
energía eléctrica.
▪
Intensidad de corriente:
Cantidad de carga eléctrica que pasa a través de un
conductor eléctrico por unidad de tiempo.
▪ También debemos tener en cuenta que cuando
un campo tiene suficiente energía en un punto particular (como el
campo eléctrico), afecta a una partícula o partículas,
excitándolas ( "creando" por ejemplo un
electrón).
Nombremos a la gran desconocida:
La
gravedad (la fuerza más débil (según dicen) y más desconocida,
quizá no sea tan débil y se necesita un nuevo modelo para
describirla, o tal vez el teórico gravitón no se desplegó junto a
otras partículas del Cosmos) o quizá, otra cosa.
Es la
que permitirá el uso de naves interestelares a una sociedad espacial
((antigravedad, motores Warp) pero esto es meterse, en estos
momentos, en el mundo de la ciencia ficción y de la fantasía, no lo
sería tanto si descubriéramos el antigravitón).
Aunque aquí
creemos que la propulsión de un futuro no tan lejano (de naves
espaciales que harán viajes interplanetarios) pasa por la vela
(solar o no).
Ver apartado: 👀
Propulsores de
naves y sondas espaciales
en este blog.
Aquí (a la
gravedad), la vamos a llamar fuerza, aunque no lo sea.
En
cualquier lugar del Cosmos (al menos en nuestra “vecindad”
galáctica, nuestro planeta u otro planeta), las leyes físicas
obedecen a determinados grupos de fuerzas fundamentales (de momento
no está demostrado que exista otra fuerza fundamental, aunque como
decía Carl Sagan, "el Cosmos es un desconocido con múltiples
secretos que se nos escapan", actualmente (2024) hemos
descubierto agujeros negros supermasivos que parece que cumplan otras
leyes de la física).
De forma puramente especulativa, es
posible, que todo lo que creemos conocer e incluso las teorías que
formulamos para resolverlo, sea todo falso o casi todo. Es posible
que todo sea mucho más simple de lo que se formula y se intenta
solucionar (es posible que los métodos que se usan sean demasiado
complejos y absurdos, es posible que sean necesarios otros, más
complejos y absurdos o más simples y absurdos). No te confundas,
creemos que la dirección correcta la marca la cuántica:
• La fuerza nuclear fuerte (es la que hace que los núcleos
atómicos permanezcan unidos, siendo los gluones (partículas
transmisoras de fuerza o bosones) las partículas responsables de la
existencia de esta fuerza fuerte).
• La fuerza
nuclear débil o fuerza débil (es la fuerza responsable de
determinada desintegración de la materia).
• La
fuerza de la gravedad. (Sabemos que no es una fuerza).
• La fuerza electromagnética.
Los fotones, son las
partículas asociadas al campo electromagnético (partícula
transmisora de fuerza o bosón).
Cuando el campo
electromagnético se excita, se crean fotones, íntimamente
relacionados con el electrón.
Aquí nos centramos en la
fuerza electromagnética (muy simplificadamente) y en el electrón
(desapareado).
¿Qué es la corriente eléctrica?
De
forma simplificada, la corriente eléctrica es el movimiento continuo
de una serie de partículas cargadas con este tipo de energía
(llamada eléctrica). Esta energía eléctrica siempre que esté en
movimiento, genera, a su alrededor, una energía asociada llamada
magnética.
Existen dos tipos de corriente eléctrica,
provenientes de esta energía eléctrica, (como veremos dependen de
la dirección de una serie de partículas cargadas con energía de
este tipo).
La corriente continua o directa:
• La corriente continua o directa, es, por ejemplo, la energía
eléctrica generada por alguna batería (como un limón, una patata,
una pequeña batería o pila... ).
Por tanto, la corriente
eléctrica continua es el movimiento continuo de estas partículas
cargadas con esta energía, siempre en la misma dirección, a través
de dos puntos unidos por un conductor (se dice que esos puntos se
encuentran cargados eléctricamente es decir tienen un potencial, uno
debe tener mayor o menor potencial que el otro punto (se produce un
trabajo de estas partículas cargadas para moverse de un punto a
otro, será mayor o menor), aunque, ya sabéis que esto no es
totalmente verdadero).
Por ejemplo usando dos varillas, una de
un metal (magnesio) y otra de otro metal (cobre), clavadas en un
limón, se producirá, entre las dos varillas una aparición de
partículas. Ya que los limones son medios ácidos y permiten una
mayor fluidez de las partículas cargadas eléctricamente, de una
varilla de magnesio hacía la otra de cobre ), veremos que una
bombilla de corriente continua, conectada al limón, se ilumina.
¿En
qué se basa?
Como habéis adivinado, en el movimiento de las
cargas eléctricas.
Al introducir las varillas en el limón se
produce una reacción química por la que fluyen partículas o cargas
cargadas eléctricamente a través del ácido de la fruta, su nombre
es Redox:
Las cargas se mueven entre los dos metales (varillas
de metal de magnesio y cobre), haciendo que uno ceda cargas negativas
(reducción) al otro metal que las quiere (oxidación)), es decir,
las partículas cargadas que pierde el magnesio fluyen hacia el
cobre.
Si usamos dos limones, uniéndolos mediante un conductor
(hilo de cobre), conseguimos una “batería o pila”.
Ese
flujo de partículas cargadas genera una intensidad de corriente, un
campo eléctrico y un campo magnético al mismo tiempo.
Como
hemos visto la corriente eléctrica, es un gran volumen de partículas
cargadas que se trasladan (a muy poquita velocidad) desde el punto de
mayor o menor potencial a un punto de menor o mayor potencial,
depende de si la carga de la/s partícula/s es positiva o negativa
(como con los metales que forman la batería de fruta).
La
corriente alterna:
• La corriente alterna se
parece a la continua en que las partículas cargadas también fluyen
de un punto a otro (a muy poquita velocidad). Y es diferente de la
corriente continua porque las partículas cargadas fluyen en ambos
sentidos entre los dos puntos de diferente potencial.
La
corriente eléctrica decae al cambiar de dirección las partículas
cargadas hasta que fluyen en el sentido contrario, es decir durante
un tiempo el flujo de las partículas cargadas viaja de un punto a
otro, con una tensión eléctrica positiva (durante la mitad de ese
tiempo) y la diferencia de tensión eléctrica es negativa la otra
mitad de ese tiempo.
• Inducción
electromagnética y espiras:
En este momento debemos hablar de
la fuerza electromotriz (f.e.m), que convierte la energía obtenida
mecánicamente en corriente eléctrica (al darle vueltas a alguna
manivela, manualmente o por medio de un motor de gasolina, por
ejemplo).
Es decir, al hacer girar una espira (unida a la
manivela) dentro de un campo magnético (imanes opuestos y
enfrentados), se genera una fuerza:
la fuerza electromotriz
(f.e.m. , que es una fuerza electromagnética) hace que cambien de
sentido las partículas cargadas eléctricamente tantas veces como se
le de vueltas a la espira unida a la manivela. O sea, se consigue
mediante el flujo de una serie de partículas cargadas eléctricamente
por un conductor que se mueve a través de un campo magnético.
Este
modelo (energía eléctrica alterna) es el que trae la electricidad a
tú casa. La energía que enciende tú bombilla, tú motor, tú
microondas, tú lavadora o el aparato eléctrico que sea. (No se usa
directamente así al "entrar" en tú aparato eléctrico,
porque muchos aparatos necesitan convertirla en corriente eléctrica
directa o continua o se quemarían).
Esta energía eléctrica
fluye alrededor del medio por el que circulan las partículas
cargadas eléctricamente. El campo electromagnético inducido por la
corriente que circula por el conductor, se puede detectar por fuera
del medio (ya sean cables u otro conductor). Las partículas cargadas
eléctricamente viajan a muy poca velocidad por los cables o medio,
pero no viajan por fuera el conductor que sea (tampoco circulan por
el centro del conductor, si la corriente es continua, estas cargas se
reparten más uniformemente).
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