Iniciar sesión Empieza a estudiar
La app de estudio todo en uno
4.8 • +11 mil reviews
Más de 3 millones de descargas
Free
|
|

Electricidad

Want to get better grades?

Nope, I’m not ready yet

Get free, full access to:

  • Flashcards
  • Notes
  • Explanations
  • Study Planner
  • Textbook solutions
Electricidad

La electricidad es una parte importante de nuestra vida cotidiana y se transmite a nuestras ciudades mediante enormes líneas de transmisión. Comprender las bases de la electricidad y las leyes que rigen su funcionamiento es una parte esencial de la física.

¿Cuáles son las bases y leyes de la electricidad?

La electricidad se define como el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y el movimiento de cargas eléctricas.

Los rayos, la electricidad estática, nuestros aparatos electrónicos, las descargas eléctricas y muchos otros fenómenos están relacionados con el flujo de cargas eléctricas.

Veamos algunas de las características de una carga eléctrica individual:

  • Un campo eléctrico E elemental se crea por la existencia de una carga eléctrica individual, que puede ser positiva o negativa. El campo también lo genera un cuerpo con carga eléctrica o un grupo de partículas cargadas.
  • Un campo magnético H se crea por el movimiento de cargas eléctricas. Si las cargas eléctricas no se encuentran en movimiento no se puede generar un campo magnético.
  • Una fuerza vectorial F actúa sobre una carga cuando se coloca en una zona donde hay un campo eléctrico. La ley de Coulomb determina la magnitud de esta fuerza. Si la carga se hallase en movimiento, la fuerza tendría una contribución de un campo magnético, si lo hubiera.

Corriente eléctrica

El flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo se conoce como corriente eléctrica. Se utiliza para alimentar circuitos eléctricos y dispositivos mecánicos.

La carga eléctrica Q que atraviesa una región dividida por el tiempo en el que hemos medido nos da el valor de la corriente, que se mide con la unidad del sistema internacional llamada amperio (A).

Potencial eléctrico

El potencial eléctrico, también conocido como voltaje (V), es el trabajo realizado por una fuerza externa al transportar una unidad de carga eléctrica del punto A al punto B.

Esto se hace contra un campo eléctrico sin aceleración y, generalmente, se mide en voltios (V). La diferencia de potencial eléctrico es análoga a la diferencia de energía potencial en un campo gravitatorio. Esta cantidad suele estar suministrada por dispositivos como pilas o baterías

En muchos de los problemas que te piden resolver en colegios o bachilleres, suele ser una magnitud dada.

Potencia eléctrica

La potencia eléctrica es una medida de la cantidad de energía eléctrica transmitida a través de un circuito eléctrico por unidad de tiempo. Es, por tanto, el trabajo W realizado por el circuito por unidad de tiempo t.

La unidad del sistema internacional de la potencia eléctrica es el vatio (W), que es igual a un Julio (la unidad de trabajo) en un segundo:

La energía eléctrica se produce mediante generadores eléctricos y se transfiere mediante la red eléctrica.

Resistencia y ley de Ohm

La resistencia es la oposición de un medio al flujo de la corriente eléctrica, y varía en función de cada medio. La unidad del sistema internacional de resistencia es el ohmio (Ω).

Una relación importante entre el potencial eléctrico, la corriente y la resistencia es la siguiente: para un potencial eléctrico fijo, la corriente y la resistencia son inversamente proporcionales entre sí. La expresión matemática se conoce como ley de Ohm, y es válida para muchos medios y objetos en cierto rango de intensidad y voltaje.

La ley de Ohm es:

Los conductores que cumplen esta ley, se conocen como conductores óhmicos, mientras que los que la cumplen solo en ciertos regímenes se llaman conductores no óhmicos.

Resistividad

La resistividad (ρ) de un material es una medida característica de la capacidad de resistencia de cada material. En concreto, la resistencia está relacionada con la resistividad para un conductor determinado a través de la relación entre sección transversal y longitud.

La unidad del sistema internacional de la resistividad es el ohmio por metro (Ω / m). La fórmula que relaciona resistividad y resistencia es la siguiente:

Donde: A es la sección transversal de un conductor y l su longitud.

La conductividad σ es el valor inverso de la resistividad; se define como la propiedad que determina la facilidad con que un conductor permite el flujo de carga.

Su fórmula es:

Componentes de circuitos eléctricos

Un componente de un circuito eléctrico es un dispositivo u objeto que se utiliza en los circuitos para almacenar energía, limitar el flujo de corriente o desempeñar otras funciones útiles.

Algunos ejemplos de componentes de circuitos son:

  • Resistencias: se utilizan para obstruir el flujo de corriente. Debido a ciertas propiedades, se pueden utilizar con distintos fines (las bombillas, por ejemplo, son resistencias que emiten luz si, suficiente intensidad las atraviesa).
  • Condensadores: se utilizan para almacenar energía eléctrica.
  • Diodos: permiten el flujo de corriente en una sola dirección. Las luces LED son un ejemplo de ello.
  • Fuentes: son dispositivos que generan voltaje/diferencia de potencial, como baterías o pilas.
  • Inductores: se utilizan para almacenar energía de un campo magnético generado por la corriente que fluye a través de un circuito.

Superconductividad

  • La superconductividad es la propiedad de un conductor de ofrecer una resistencia prácticamente nula al flujo de corriente.
  • Los superconductores, por tanto, son materiales que pueden conducir de manera ideal a una temperatura conocida como temperatura crítica.

Para conocer las temperaturas críticas de algunos materiales, consulta la siguiente tabla:

Material
Temperatura crítica en Kelvin
Galio
1.1
Plomo
7.2
Mercurio
4.2
Tungsteno
0.01

Tabla 1: materiales y temperaturas.

Las temperaturas críticas encontradas hasta ahora para cualquier material conductor son muy bajas, normalmente muy por debajo de cero Celsius y muy cerca de cero Kelvin (-273,15 Celsius); Esto dificulta poder utilizar superconductores para diversos fines.

¿Cuál es la historia de la electricidad?

Se han dedicado casi 300 años de estudio y desarrollo a la forma en que generamos, distribuimos, instalamos y utilizamos la electricidad, así como a los dispositivos que alimenta.

La electricidad se estudió y utilizó por primera vez en el siglo XVIII. Cientos de científicos de Inglaterra, Europa y el norte de América estudiaron la electricidad en la naturaleza durante los siguientes 150 años; pero, generarla fuera de la naturaleza supuso un reto.

La generación de electricidad no ocurrió de forma generalizada hasta finales del siglo XIX. Los eruditos internacionales dedicados al estudio científico puro y los empresarios que hicieron sus propios descubrimientos importantes o crearon, promovieron y vendieron productos basados en las ideas de otras personas ayudaron a allanar el camino para el amplio uso comercial de la electricidad.

He aquí una cronología de la evolución de la electricidad hasta finales del siglo XIX, donde Maxwell consiguió unificar la electricidad y el magnetismo. Esto sentó las bases del desarrollo de la teoría de relatividad especial de Einstein:

  • 1752: Benjamin Franklin demuestra que el rayo y la electricidad son el mismo fenómeno.
  • 1800: Alessandro Volta inventa la primera pila.
  • 1821: Michael Faraday crea el primer motor eléctrico.
  • 1826: Georg Ohm descubre la relación entre la resistencia, la corriente y la tensión. Esto se conoce como ley de Ohm.
  • 1831: Michael Faraday inventa el anillo de inducción.
  • 1832: Primera dinamo inventada en Francia por Hippolyte Pixii.
  • 1834: Primer motor americano de corriente es construido por Thomas Davenport.
  • 1835: Relé eléctrico inventado por Joseph Henry.
  • 1839: William Robert Grove inventa la primera pila de combustible.
  • 1860s: James Clerk Maxwell desarrolla la teoría de los campos electromagnéticos.
  • 1876: Charles F. Brush inventa la dinamo de bobina abierta.
  • 1878: La primera bombilla incandescente, inventada por Joseph Swan, se muestra a la Sociedad Química de Newcastle.
  • 1879: Thomas Edison inventa la bombilla incandescente que funciona 40 horas.
  • 1879: Se inventa la lámpara de arco voltaico.
  • 1881: Se inventa el tranvía eléctrico por Gustave Trouvé.
  • 1882: Apertura de la primera central eléctrica.
  • 1883: Se inventa la bobina de Tesla.
  • 1884: Se inventa el alternador eléctrico.
  • 1886: Se desarrolla el transformador de bobina de inducción y el sistema eléctrico de corriente alterna.
  • 1888: Nikola Tesla inventa el primer sistema moderno de corriente alterna.
  • 1893: La corriente alterna se utiliza por primera vez para iluminar las farolas.
  • 1897: J. J. Thomson descubre el electrón.

Electricidad - Puntos clave

  • Un campo eléctrico se crea por la existencia de una carga eléctrica.
  • El campo eléctrico incide en la carga eléctrica, si esta se mueve dentro de él.
  • La unidad SI de la energía eléctrica es el vatio con símbolo W, que equivale a julios por segundo.
  • La energía eléctrica es la energía aprovechada por el movimiento de los electrones.
  • La resistencia es la oposición de un medio al flujo de la corriente eléctrica, y varía en función de cada medio.
  • Un componente de un circuito eléctrico es un dispositivo u objeto que se utiliza en los circuitos para almacenar energía, limitar el flujo de corriente o desempeñar otras funciones útiles.
  • La superconductividad es la propiedad de un conductor de ofrecer una resistencia prácticamente nula al flujo de corriente.
  • La electricidad se estudió y utilizó por primera vez en el siglo XVIII y su estudio duró hasta finales del siglo XIX, cuando Maxwell consiguió unificar la electricidad y el magnetismo, lo que sentó las bases del desarrollo de la teoría de relatividad especial de Einstein.

Preguntas frecuentes sobre Electricidad

Es el conjunto de fenómenos generados por la presencia de cargas eléctricas: la generación de campos eléctricos, las diferencias de potencial eléctricas, la corriente generada por el flujo de cargas eléctricas...

La potencia eléctrica es una medida de la cantidad de energía eléctrica transmitida a través de un circuito eléctrico por unidad de tiempo. Es, por tanto, el trabajo W realizado por el circuito por unidad de tiempo t.  Se calcula con la siguiente ecuación:

P=W/t.

Algunos de los principios de la electricidad son: 

  • Un campo eléctrico E elemental se crea por la existencia de una carga eléctrica individual, que puede ser positiva o negativa. El campo también lo genera un cuerpo con carga eléctrica o un grupo de partículas cargadas.
  • Un campo magnético H se crea por el movimiento de cargas eléctricas. Si las cargas eléctricas no se encuentran en movimiento no se puede generar un campo magnético.
  • Una fuerza vectorial F actúa sobre una carga cuando se coloca en una zona donde hay un campo eléctrico. La ley de Coulomb determina la magnitud de esta fuerza. Si la carga se hallase en movimiento, la fuerza tendría una contribución de un campo magnético, si lo hubiera.

La ley de Ohm relaciona la resistencia con el voltaje y la corriente que circula, y nos dice que para un potencial eléctrico fijo, la corriente y la resistencia son inversamente proporcionales entre sí.  


Esto se expresa mediante la siguiente ecuación:  R=V/I

El flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo se conoce como corriente eléctrica I. Se utiliza para alimentar circuitos eléctricos y dispositivos mecánicos. 


La corriente eléctrica está presente en tu vida diaria, ya que es la responsable de que tus electrodomésticos (como la televisión, nevera, etc.) reciban energía. 

Cuestionario final de Electricidad

Pregunta

La mayoría de los conductores tienen temperaturas críticas en las que presentan superconductividad. ¿Las temperaturas suelen estar cerca de qué valor?

Mostrar respuesta

Answer

Están cerca de cero grados centígrados.

Show question

Pregunta

¿Qué es la potencia eléctrica?

Mostrar respuesta

Answer

La velocidad a la que se transfiere la energía eléctrica, a través de un circuito eléctrico.

Show question

Pregunta

¿Qué es la superconductividad?

Mostrar respuesta

Answer

La superconductividad es la propiedad de un conductor de ofrecer una resistencia nula al flujo de corriente a una determinada temperatura.

Show question

Pregunta

¿Cuál es la unidad del sistema internacional de resistividad?

Mostrar respuesta

Answer

El Ohmio por metro (Ω/m).

Show question

Pregunta

¿Qué es la resistividad?

Mostrar respuesta

Answer

La resistividad (ρ) de un material es la característica que mide la obstrucción característica de un medio al flujo de corriente. Se relaciona con la resistencia, a través de la sección transversal y la longitud del conductor.

Show question

Pregunta

¿Cuál es la unidad del sistema internacional de la resistencia?

Mostrar respuesta

Answer

El Ohmio (Ω).

Show question

Pregunta

¿Qué es la resistencia?

Mostrar respuesta

Answer

La resistencia contra el flujo de corriente.

Show question

Pregunta

¿Cuál es la unidad del sistema internacional de la diferencia de potencial o voltaje?

Mostrar respuesta

Answer

La unidad del sistema internacional de la diferencia de potencial o voltaje es el Voltio (V).

Show question

Pregunta

¿Qué es la diferencia de potencial eléctrico?

Mostrar respuesta

Answer

La diferencia de potencial eléctrico es el trabajo realizado por unidad de carga, al transportar dicha carga de un punto a otro del circuito.

Show question

Pregunta

¿Cuál es la unidad del sistema internacional de una corriente eléctrica?

Mostrar respuesta

Answer

La unidad del sistema internacional de la corriente eléctrica es el Amperio (A).

Show question

Pregunta

¿Qué es una corriente eléctrica?

Mostrar respuesta

Answer

Una corriente eléctrica es el flujo de carga eléctrica en un circuito por unidad de tiempo.

Show question

Pregunta

¿Qué es la energía eléctrica?

Mostrar respuesta

Answer

La energía eléctrica es la energía generada por el movimiento de cargas. Se puede obtener a partir de la potencia eléctrica (y viceversa).

Show question

Pregunta

¿Cuál es la unidad del sistema internacional de la potencia eléctrica?

Mostrar respuesta

Answer

Los Vatios (W), que equivalen a Julios (J) por segundo (s).

Show question

Pregunta

¿Qué ley mide la cantidad de fuerza que actúa sobre una carga generada por otra carga?

Mostrar respuesta

Answer

La ley de Coulomb.

Show question

Pregunta

¿Cómo se crea un campo magnético?

Mostrar respuesta

Answer

Al mover cargas eléctricas.

Show question

Pregunta

¿Desde cuándo se sabe que la electricidad y el rayo son el mismo fenómeno? ¿Quién hizo este descubrimiento?

Mostrar respuesta

Answer

Desde 1752. Benjamín Franklin.

Show question

60%

de los usuarios no aprueban el cuestionario de Electricidad... ¿Lo conseguirás tú?

Empezar cuestionario

Scopri i migliori contenuti per le tue materie

No hay necesidad de copiar si tienes todo lo necesario para triunfar. Todo en una sola app.

Plan de estudios

Siempre preparado y a tiempo con planes de estudio individualizados.

Cuestionarios

Pon a prueba tus conocimientos con cuestionarios entretenidos.

Flashcards

Crea y encuentra fichas de repaso en tiempo récord.

Apuntes

Crea apuntes organizados más rápido que nunca.

Sets de estudio

Todos tus materiales de estudio en un solo lugar.

Documentos

Sube todos los documentos que quieras y guárdalos online.

Análisis de estudio

Identifica cuáles son tus puntos fuertes y débiles a la hora de estudiar.

Objetivos semanales

Fíjate objetivos de estudio y gana puntos al alcanzarlos.

Recordatorios

Deja de procrastinar con nuestros recordatorios de estudio.

Premios

Gana puntos, desbloquea insignias y sube de nivel mientras estudias.

Magic Marker

Cree tarjetas didácticas o flashcards de forma automática.

Formato inteligente

Crea apuntes y resúmenes organizados con nuestras plantillas.

Regístrate para poder subrayar y tomar apuntes. Es 100% gratis.