La electricidad es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas.
El movimiento o flujo de electrones produce esta forma de energía. Los electrones son partículas diminutas en los átomos. Su movimiento genera una carga eléctrica o voltaje que libera energía.
Los electrones son partículas subatómicas que giran alrededor del núcleo de un átomo. Tienen carga negativa y, si experimentan una fuerza de atracción o repulsión, pueden moverse de un átomo a otro de un material conductor. Generar electricidad significa generar este movimiento de electrones.
Hay dos tipos principales de electricidad:
- Electricidad Estática – Carga eléctrica en reposo; no fluye.
- Electricidad dinámica : Flujo de cargas eléctricas a través de un material conductor como un cable de cobre; implica una corriente continua .
Las centrales eléctricas son instalaciones capaces de generar electricidad. Estas centrales pueden utilizar energías renovables, como la solar, la eólica, la hidroeléctrica o las no renovables (fósiles o nucleares).
Electricidad estática
La electricidad estática se refiere a la acumulación de carga eléctrica en la superficie de un material, generalmente un aislante, una sustancia que impide el libre flujo de la corriente eléctrica. En este estado, la carga eléctrica permanece estacionaria, ya que el material carece de los electrones libres necesarios para una corriente continua.
Este fenómeno se produce debido a un desequilibrio entre las cargas positivas (protones) y negativas (electrones) dentro o entre objetos. Cuando se produce dicho desequilibrio, puede generarse un potencial eléctrico estático (voltaje) entre diferentes partes del mismo material o entre dos objetos separados.
Un objeto con carga estática puede tener carga positiva (habiendo perdido electrones) o negativa (habiendo ganado electrones), pero no puede ser neutro mientras esté cargado. Estas cargas estacionarias ejercen fuerzas electrostáticas:
- Las cargas iguales se repelen entre sí
- Las cargas opuestas se atraen
Debido a que no hay un flujo continuo de electrones, la electricidad estática no produce magnetismo, a diferencia de la electricidad dinámica (basada en la corriente).
Un objeto cargado estáticamente aún puede influir en los conductores cercanos a través de la inducción electrostática, en la cual redistribuye las cargas dentro del material conductor cercano sin contacto directo.
La naturaleza tiende a restablecer el equilibrio mediante una descarga de electricidad estática: un movimiento repentino o gradual de cargas que neutraliza el desequilibrio. Por ejemplo, al tocar un objeto con carga estática, se puede sentir una pequeña descarga eléctrica causada por una rápida transferencia de electrones. El crujido que se oye se debe al rápido calentamiento y expansión del aire a medida que la energía eléctrica se libera en forma de chispa.
¿Cómo se produce la electricidad estática?
La electricidad estática se genera comúnmente por la fricción entre dos materiales aislantes, como un globo de goma y una superficie de plástico. Al frotarse, los electrones se transfieren de un objeto a otro, creando un desequilibrio de cargas (Aula de Física).
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El material que pierde electrones se carga positivamente.
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El material que gana electrones se carga negativamente.
Estas cargas permanecen en las superficies de los materiales porque los aislantes impiden el libre flujo de electrones. Esto explica por qué un globo cargado puede adherirse a una pared o atraer pequeños trozos de papel: la fuerza electrostática actúa a distancia.
Como las cargas no fluyen, sino que permanecen estáticas, este fenómeno se denomina electricidad estática, distinguiéndose claramente de la electricidad dinámica, donde la corriente eléctrica fluye a través de circuitos conductores.
Electricidad dinámica
La electricidad dinámica se refiere al flujo continuo de cargas eléctricas, típicamente electrones, a través de un material conductor. En términos sencillos, es lo que comúnmente conocemos como corriente eléctrica. Este tipo de electricidad alimenta hogares, industrias y prácticamente todos los sistemas electrónicos modernos.
Cuando los electrones se liberan o se impulsan desde una fuente y fluyen a través de un conductor, se produce electricidad dinámica. Es la forma de electricidad que las compañías eléctricas suministran a hogares y negocios mediante líneas de transmisión.
En la electricidad dinámica, los electrones se mueven a través de un circuito eléctrico compuesto por materiales que facilitan el paso de cargas eléctricas, como cables de cobre o aluminio. Este flujo de electrones se conoce como corriente eléctrica y existe en dos formas principales:
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Corriente continua (CC): En este tipo, los electrones fluyen en una dirección constante. Un ejemplo común es la electricidad generada por un panel solar o una batería.
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Corriente alterna (CA): En esta corriente, los electrones invierten su dirección periódicamente, alternando entre positivo y negativo. La CA es la forma estándar de electricidad utilizada en hogares y redes eléctricas de todo el mundo.
La electricidad dinámica es esencial para la vida moderna. Alimenta las luces, los electrodomésticos, los sistemas de comunicación, el transporte y prácticamente todos los dispositivos digitales que usamos hoy.