Tabla de contenidoLa electricidad es el fenómeno físico asociado al movimiento y la interacción de cargas eléctricas. Es un pilar de la ingeniería moderna y, en especial, de la mecatrónica. Al comprender cómo fluye la electricidad y cómo interactúa con diferentes materiales, podemos diseñar sistemas funcionales y eficientes. Hoy profundizaremos en sus principios fundamentales para entender cómo todo lo que nos rodea funciona con base en este recurso invisible pero esencial.
La electricidad es el resultado del movimiento de cargas eléctricas a través de un conductor o la interacción de estas en reposo. Estas cargas, ya sean positivas o negativas, son fundamentales para explicar fenómenos como el magnetismo, la luz y la energía.
Las cargas eléctricas son propiedades fundamentales de partículas subatómicas:
Las cargas eléctricas presentan ciertas propiedades que describen su comportamiento en presencia unas de otras:
Ejemplo:
Un electroimán utiliza estas propiedades para atraer objetos metálicos mediante un campo magnético generado por la electricidad
El flujo de electricidad depende de cómo los materiales interactúan con las cargas eléctricas. Según su capacidad para permitir o restringir este flujo, los materiales se clasifican en:
Conductores:
Permiten el flujo libre de electrones.
Aislantes:
Impiden el movimiento de electrones.
Semiconductores:
Materiales que conducen electricidad bajo ciertas condiciones, esenciales en la electrónica.
Superconductores:
Materiales que, a temperaturas muy bajas, conducen electricidad sin resistencia.
Postes eléctricos
Auriculares
Es el resultado de un desequilibrio de cargas eléctricas en un material.
Flujo continuo de electrones a través de un material conductor. Es la forma de electricidad que alimenta los dispositivos electrónicos y electrodomésticos.
Los cables y alambres son fundamentales para transportar y distribuir electricidad. Mientras que los cables son más gruesos y se utilizan para transportar grandes cantidades de corriente, los alambres son más delgados y se usan en conexiones internas de dispositivos
Cable
Alambre
Flujo de electrones que cambia de dirección periódicamente.
Tipos de enchufes
| Característica | América | Europa |
|---|---|---|
| Voltaje estándar | 110-127 V | 220-240 V |
| Frecuencia | 60 Hz | 50 Hz |
| Forma del enchufe | Principalmente tipo A y B | Varía según el país (por ejemplo, tipo C, E, F en muchos países) |
| Número de fases | Monofásico para la mayoría de las aplicaciones domésticas | Monofásico para la mayoría de las aplicaciones domésticas |
| Sistemas de protección | Uso de circuit breakers y, en algunos lugares, interruptores de circuito de fallo a tierra (GFCI) | Uso común de interruptores diferenciales |
| Colores de cables | - Blanco o gris (neutro) <br> - Negro o rojo (fase) <br> - Verde o desnudo (tierra) | - Azul (neutro) <br> - Marrón o negro (fase) <br> - Verde/amarillo (tierra) |
La "Guerra de las Corrientes" fue un famoso enfrentamiento entre Thomas Edison y Nikola Tesla sobre la mejor manera de distribuir electricidad. Edison defendía la corriente directa (CD), mientras que Tesla apoyaba la corriente alterna (CA), que finalmente se convirtió en el estándar global.
Identificación de Materiales Conductores y Aislantes:
Analiza los diferentes dispositivos electrónicos en tu hogar y clasifícalos en función de si utilizan corriente alterna o corriente directa. Reflexiona sobre las razones por las cuales se utiliza un tipo de corriente u otro.