la energia electrica

La energía eléctrica

De todas las formas la energía, la más fácil de utilizar es la energía eléctrica. Sabemos producirla, hacerla circular y transformarla en otras formas de energía. Pero la electricidad es, ante todo, un fenómeno natural.

La energía eléctrica, como toda energía, es el resultado de un trabajo: el de la corriente eléctrica. Pero ¿Qué es esta corriente eléctrica? Es un flujo de partículas en movimiento en un conductor, por ejemplo, un hilo metálico. Estas partículas transportan cargas eléctricas. El estudio de la electricidad comienza, entonces. Por las cargas eléctricas. Esta rama de la física se denomina.

El principio de la electricidad estática

En la antigüedad, los griegos observaron que el ámbar amarillo (una resina fósil) podía, después de ser frotado, atraer a cuerpos muy livianos como virutas de madera o plumas. El nombre griego del ámbar, elektron, se mantuvo para designar la electrización, esta extraña capacidad que tienen algunos cuerpos de atraer a otros, después de haber sido frotados. La electrostática explica este fenómeno. Todos los cuerpos están constituido por pequeños granos de materia: los átomos. Estos están formados por un núcleo, portador de cargas eléctricas positivas, rodeado de partículas más livianas, los electrones, que llevan cargas eléctricas negativas. En cada átomo, las cargas positivas y negativas se equilibran: se dice que el átomo es eléctricamente neutro.

Un átomo puede ceder (es decir dar a otro átomo) o captar (tomar de otro átomo) electrones. Cuando los átomos de un cuerpo captan electrones, el cuerpo se carga de electricidad negativa. Al contrario, cuando sus átomos ceden electrones, el cuerpo se carga de electricidad positiva. Es lo que se produce en la electrización por roce.

Cargas eléctricas positivas y negativas

El ámbar atrae a otros cuerpos por estar cargado de electricidad. El mismo fenómeno se produce cuando un peine de plástico atrae los cabellos o cuando la pantalla de televisión atrae una hoja de papel. ¿Por qué sucede? Las cargas negativas atraen a las cargas positivas y repelan a las cargas negativas. Del mismo modo, las cargas positivas atraen a las negativas y repelan a las cargas positivas. En otras palabras, dos cuerpos que portan cargas del mismo signo se repelan, mientras que dos cuerpos que tienen cargas de signos contrarios se atraen. Esta es la ley fundamental de la electrostática.

Descargas eléctricas pequeñas y grandes

Para separar las cargas positivas de las negativas, hay que administrar energía, pero cuando se unen cargas contrarias, se libera esta misma energía: es la descarga eléctrica, que se manifiesta generalmente por una chispa, breve aparición de luz y calor. Se pueden producir descargar eléctricas mediante experimentos en laboratorio, pero también se generan de forma natural. Cuando nos ponemos una prenda de vestir de fibra sintética, a veces recibimos una pequeña descarga eléctrica. Incluso es posible ver una chispa si esta oscuro. ¿Cómo se explica este fenómeno? El roce del tejido carga eléctricamente toda la prenda, separando las cargas positivas y las negativas. Pero en cuanto esta entra en contacto con la piel, las cargas eléctricas contrarias se encuentran: aparece una descarga.

El rayo es una impresionante descarga eléctrica, que se produce entre el cielo y la tierra y que es acompañada por una fuerte luz: el relámpago.

Para proteger un edificio, se instala un pararrayos en el techo, una punta metálica elevada unida al suelo por un cable metálico aislado del edificio. La chispa es captada por el pararrayos y conducida hasta el suelo.

Conductores y aislantes

Todos los cuerpos pueden se electrizados por roce, pero las cargas eléctricas producidas evolucionan de manera distinta si el cuerpo es conductor o es aislante.

En el caso de los aislantes, como el plástico o la madera, las cargas eléctricas quedan agrupadas sobre la parte frotada y no circulan. En los conductores, los metales especialmente, las cargas eléctricas son móviles; se reparten por toda la superficie del cuerpo.

¿Cómo se inicia una carga?

El escritor y físico aficionado Benjamín Franklin (1706-1790) hizo progresar el estudio de este fenómeno natural. Demostró que el rayo era provocado por el encuentro violento de dos tipos de cargas eléctricas. A las que llamo positivas y negativas. Violentas corrientes de aire agitan las pequeñas gotas de agua en una nube de tormenta. Este roce entre el aire y el agua electriza la nube. Las cargas positivas se reúnen en la parte superior de la nube, mientras que las cargas negativas lo hacen en su base. Estas últimas atraen las cargas positivas del suelo. Terminan por reunirse en una serie muy rápida de chispas violentas: el rayo.