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Montaje de circuitos eléctricos básicos de maniobra y fuerza

Caso práctico

Parece que hoy vamos a tener un día despejado, algo que resulta inólito porque casi siempre está nublado o lloviendo. Al menos, eso beneficia a nuestra futura energía - comenta Lorenzo, mientras camina hasta el despacho con Marisol.

Tras unos minutos de charla para amenizar la jornada, dice Marisol. - Al tema, ¿qué dudas me traes hoy?

- Pues la verdad es que estoy un poco oxidado y cuando he visto los planos y la documentación con los cálculos, ... me he venido abajo, y te he llamado- dice sonriendo Lorenzo.

- Bueno, ¿y por dónde empezamos?

- Pues si me haces un resumen de todo para recordar…- responde con mirada suplicante.

- Muy bien, pero luego te toca invitar a la comida- sonríe Marisol. -La utilización de energía eléctrica es algo muy reciente en la historia humana. La primera central eléctrica con éxito comercial fue construida por Edison en 1882, en la ciudad de Nueva York. La central ofrecía electricidad a las casas y negocios del barrio, algo que no había pasado hasta entonces en ningún otro lugar del mundo. Poco a poco, los vecinos, las tiendas, los talleres fueron conectándose a la central para disfrutar de la iluminación eléctrica recién desarrollada. Fue el inicio de la electrificación, cuyo éxito sería enorme ...-

- Gracias por la lección de historia, muy interesante; pero tal vez algo de este siglo- interrumpe Lorenzo.

- Entonces y como tienes prisa, jajaj empecemos por lo básico, conceptos que ya conoces, como el circuito eléctrico…

¿Qué es la electricidad?

La electricidad constituye una forma de energía que está presente en casi todas las actividades humanas de una sociedad desarrollada. Gran parte de los aparatos y máquinas que utilizamos funcionan gracias a ella. Entre sus ventajas cabe mencionar la facilidad con la que se transforma en otras formas de energía, así como la relativa sencillez con la que se genera y se hace llegar hasta los puntos de consumo. Sin embargo, la energía eléctrica no está exenta de inconvenientes: desde su tan debatido origen hasta los riesgos de accidentes, potencialmente graves.

Ilustración de un átomo de Rutherford
Wikipedia (CC0)


Carga eléctrica

Cuando un átomo tiene el mismo número de electrones que de protones, se dice que es eléctricamente neutro. Debido a fuerzas externas, los átomos pueden ganar o perder electrones, transformándose en iones. Si se produce un exceso de electrones, el átomo queda cargado negativamente (ión negativo); en caso contrario, el átomo queda cargado positivamente (ión positivo). Es posible producir, por frotamiento, un transvase de electrones de ciertos materiales a otros; cuando eso ocurre, el material receptor queda cargado negativamente. Este fenómeno se conoce con el nombre de electricidad estática.

En ocasiones, como consecuencia de un aporte de energía externa, se liberan electrones de la última capa (llamada capa de valencia), que "fluyen" o se mueven libremente de un átomo a otro. Este fenómeno es conocido como corriente eléctrica.

La carga eléctrica o cantidad de electricidad (Q) que posee un cuerpo cargado es el exceso o defecto de electrones que este presenta. La unidad de carga es el culombio (C). La carga de un electrón equivale a 1,6·10 ^ (-19) C.

Ley de Coulomb

Las cargas eléctricas del mismo signo se repelen, mientras que las de distinto signo se atraen. La ley de Coulomb permite cuantificar esta atracción o repulsión entre cargas eléctricas, mediante la siguiente expresión:

dónde F es la fuerza de atracción o repulsión, expresada en newtons (N); r, la distancia de separación de las cargas eléctricas, en metros (m); q1 y q2, las cargas eléctricas, en culombios (C), y k, una constante, en N · m ^ 2/C ^2

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