En Física, “La Materia” es aquello de lo que están hechos los objetos que constituyen el Universo observable y el no observable.

Si bien durante un tiempo se consideraba que la materia tenía dos propiedades que juntas la caracterizan: que ocupa un lugar en el

espacio y que tiene masa, en el contexto de la física moderna se entiende por materia cualquier campo, entidad o discontinuidad que se

propaga a través del espacio-tiempo a una velocidad inferior a la de la velocidad de la luz y a la que se pueda asociar

energía. Así todas las formas de materia tienen asociadas una cierta energía pero sólo algunas formas de

materia tienen masa.

La materia másica se organiza jerárquicamente en varios niveles. El nivel más complejo

es la agrupación en moléculas y éstas a su vez son agrupaciones de átomos. Los

constituyentes de los átomos, que sería el siguiente nivel son:

Electrones: partículas leptónicas con carga eléctrica negativa.

Protones: partículas bariónicas con carga eléctrica positiva.

Neutrones: partículas bariónicas sin carga eléctrica (pero con momento magnético).

A partir de aquí hay todo un conjunto de partículas subatómicas que acaban finalmente en los constituyentes últimos de

la materia. Así por ejemplo virtualmente los bariones del núcleo (protones y neutrones) se mantienen unidos gracias a un campo escalar

formado por piones (bosones de espín cero). E igualmente los protones y neutrones, sabemos que no son partículas elementales, sino que

tienen constituyentes de menor nivel que llamamos quarks (que a su vez se mantienen unidos mediante el intercambio

de gluones virtuales).

De acuerdo con la teoría cinética la materia se encuentra formada por moléculas y éstas se encuentran animadas de movimiento.

Debido a este movimiento presentan energía cinética que tiende a separarlas, pero también tienen una energía potencial que tiende a

juntarlas. Por lo tanto el estado físico de una sustancia puede ser:

Sólido: si la energía cinética es menor que la potencial.

Líquido: si la energía cinética y potencial son

aproximadamente iguales.

Gaseoso: si la energía cinética es mayor que la potencial.

La manera más adecuada de definir materia es describiendo sus cualidades:

a) Presenta dimensiones, es decir, ocupa un lugar en el espacio.

b) Presenta inercia: la inercia se define como la resistencia que opone la

materia a modificar su estado de reposo o movimiento.

c) La materia es la causa de la gravedad o gravitación, que consiste en

la atracción que actúa siempre entre objetos materiales aunque estén separados por grandes distancias.

En la actualidad no cabe pensar en el átomo como partícula indivisible, en él existen una serie de partículas subatómicas

de las que protones neutrones y electrones son las más importantes. Los átomos están formados por un núcleo, de tamaño reducido y

cargado positivamente, rodeado por una nube de electrones, que se encuentran en la corteza. La nube de carga electrónica constituye de

este modo casi todo el volumen del átomo, pero, sólo representa una pequeña parte de su masa. Los electrones, particularmente la masa

externa determinan la mayoría de las propiedades mecánicas, eléctrica, químicas, etc., de los átomos, y así, un conocimiento básico de

estructura atómica es importante en el estudio básico de los materiales.

Fuerzas Fundamentales de la Naturaleza. La física es uno de los grandes pilares de las ciencias, fundamental para el conocimiento y

entendimiento de todo lo que nos rodea, así como también una de las ciencias duras y más antiguas de la

historia. Dentro de esta ciencia, antiguamente se consideraron 4 fuerzas fundamentales: tierra, aire, agua y fuego, pero mucho tiempo ha pasado desde aquel entonces, mucho se ha avanzado en la materia y hoy, son

otras las que se consideran como fundamentales.

Fuerza de gravedad. Esta es una fuerza puramente atractiva, ya que dos cuerpos con masa siempre tienden a

atraerse por la fuerza de gravedad, a diferencia de otras fuerzas en las

que también se pueden rechazar los objetos. Esta fuerza es la que mantiene a los planetas orbitando y girando alrededor del Sol, así

como también por ejemplo a nuestro satélite natural, la Luna, que

orbita alrededor de la Tierra. El gran Albert Einstein clarificó el

concepto que teníamos de la fuerza de gravedad en su teoría general

de la relatividad, como la curvatura del espacio-tiempo causada alrededor de cualquier objeto

que tuviera masa.

Fuerza electromagnética. Una de las fuerzas que mejor conocemos y también a las que más habituados estamos,

esta se da a través de partículas que se encuentran cargadas

eléctricamente. Aquí, sin embargo, podemos tener una fuerza de atracción

(partículas de diferente carga) o una fuerza de repulsión (misma carga). En

el pasado se consideraba a la fuerza eléctrica y magnética como fuerzas

distintas, pero James Clerk Maxwell las unificó en 1864, en su llamada

ecuación de Maxwell.

Fuerza nuclear débil. Tal como su nombre lo indica, la fuerza nuclear débil o "interacción

débil" es una fuerza débil si lo comparamos con las otras tres anteriores, aunque

tiene una función muy importante. Esta fuerza actúa a nivel de los núcleos atómicos y

es la que permite la fusión de, por ejemplo, el hidrógeno, que es lo que nos permite no solo disfrutar de la luz del Sol, sino concebir

la existencia misma tal como lo hacemos, siendo

verdaderamente fundamental.

Fuerza nuclear fuerte. Esta es la más fuerte de todas las fuerzas, esta fuerza permite a los nucleones (los protones y los

neutrones) mantenerse unidos a pesar de la fuerza de repulsión que existe entre ellas (los protones

tienen la misma carga eléctrica positiva por lo que se rechazan mutuamente). Esta fuerza se considera de corto alcance, ya que permite que los protones del núcleo se encuentren unidos, por lo que solo afecta al mismo

núcleo. Si tuviera más alcance, entonces haría que todos los núcleos se unieran en un solo gran núcleo, lo cual no sucede. ¡¡Muchos físicos creen que las cuatro fuerzas son en realidad manifestaciones de una sola fuerza, como sucedió al principio con la fuerza eléctrica y magnética que se consideraban diferentes. Incluso existe la teoría de que en el

origen del universo era una sola fuerza, la cual se dividió en las cuatro fuerzas fundamentales de las que hablamos!!

La Carga Eléctrica.

Es una propiedad física intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de

atracción y repulsión entre ellas por la mediación de campos electromagnéticos. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos, siendo a su vez, generadora de ellos. La

denominada interacción electromagnética entre carga y campo eléctrico es una de las cuatro interacciones fundamentales de la física. Desde el punto de vista del modelo estándar la carga

eléctrica es una medida de la capacidad que posee una partícula para intercambiar fotones.

Una de las principales características de la carga eléctrica es que, en cualquier proceso físico, la carga total de un sistema aislado siempre se conserva. Es decir, la suma algebraica de las cargas

positivas y negativas no varía en el tiempo. La carga eléctrica es de naturaleza discreta, fenómeno

demostrado experimentalmente por Robert Millikan. Por razones históricas, a los electrones se les asignó carga

negativa: –1, también expresada –e. Los protones tienen carga positiva: +1 o +e. A los quarks se les asigna carga fraccionaria: ±1/3 o

±2/3, aunque no se los ha podido observar libres en la naturaleza.

A lo largo de la historia de la ciencia, se han realizado múltiples experimentos y transformaciones en el modelo de la estructura atómica

de la materia, que han permitido establecer algunas propiedades a la carga eléctrica.

Cuantización de la Carga.

Posterior a la confirmación de la existencia del electrón, durante varios años Robert Millikan (1868 - 1953) físico estadounidense, y su

equipo, diseñaron un método experimental para determinar la carga de la partícula. Para ello supusieron que

al electrizar pequeñas gotas de aceite, variando su carga, y comparar las cargas, podrían saber cuántos

electrones tendrían en exceso, y el valor de cada uno. Su experimento consistió en dejar caer pequeñas

gotas electrizadas en una región en la cual la acción de la fuerza de gravedad y el rose del aire fuera igual y

opuesta, para controlar su movimiento (MRU o MRA) mediante una fuerza eléctrica provocada por un par

de placas cargadas positivas y negativas entre las cuales caían. Con los resultados y la intuición, en

1909, llegaron a la conclusión de que la carga de las gotas electrizadas era múltiplo entero de un valor fijo

cuyo valor correspondía a la carga del electrón (o protón).

La carga eléctrica no se puede dividir indefinidamente sino que existe una mínima cantidad de carga o

cuanto de carga, es decir, la carga está cuantizada. Como sabemos la mínima cantidad de carga se llama

electrón. Carga elemental o carga del electrón, es la constante física que corresponde a la unidad mínima

indivisible descarga. Su valor es: e = 1.602 176 462(63) × 10-19 Culombios aunque la carga sea una e magnitud discreta, en la mayoría de las situaciones es considerada como una magnitud continua, ya que la carga elemental es tan pequeña

que cuando se trabaja con magnitudes grandes el error es más que despreciable. Las investigaciones actuales de la física apuntan a que la carga eléctrica es una propiedad cuantizada. El valor de la carga eléctrica de

un cuerpo, representada como q o Q, se mide según el número de electrones que posea en exceso o en defecto, el cual se lo representa

como e. Cualquier carga q que exista físicamente, puede escribirse como siendo N un número entero, positivo o negativo.

Conservación de la Carga.

En concordancia con los resultados experimentales, el principio de conservación de la carga establece que no hay destrucción ni creación neta de carga eléctrica, y afirma que en todo proceso electromagnético la carga total de un sistema

aislado se conserva. En un proceso de electrización, el número total de protones y electrones no se

altera, sólo existe una separación de las cargas eléctricas. Por tanto, no hay destrucción ni creación de carga eléctrica, es decir, la carga total se conserva. Pueden

aparecer cargas eléctricas donde antes no había, pero siempre lo harán de modo que la

carga total del sistema permanezca constante. Además esta conservación es local, ocurre en cualquier región del espacio por pequeña que sea.

Al igual que las otras leyes de conservación, la conservación de la carga eléctrica está asociada a una simetría del lagrangiano,

llamada en física cuántica invariancia gauge. Así por el teorema de Noether a cada simetría del

lagrangiano asociada a un grupo uniparamétrico de transformaciones que dejan el lagrangiano invariante le

corresponde una magnitud conservada.

En el año 1932 se encontraron evidencias concluyentes de una particularidad predicha teóricamente

Paul Dirac, físico ingles (1902 -1984), denominada positrón debido a que tenia cargas +e y masa igual de

la del electrón. Hecho que explica porque cuando la radiación de alta energía gamma (y) (neutra) pasa

cerca de un núcleo atómico, es posible que ocurra la desintegración de un neutrón en dos partículas de

carga: un electrón (-e) y positrón (+e); así mismo la interacción entre un positrón y un electrón puede

resultar en su aniquilación, originándose un par de fotones (radiación gamma) cuya energía equivale a la

masa de ambos. En los dos casos la carga neta sigue siendo la misma.

La electricidad es una forma de energía que se puede trasmitir de un punto a otro. Todos los

cuerpos presentan esta característica, que es propia de las partículas que lo forman,

trasmisión de la corriente eléctrica, son clasificados en conductores y aisladores.

Los aisladores son materiales que presentan cierta dificultad al paso de la

electricidad y al movimiento de cargas. Tienen mayor dificultad para ceder o

aceptar electrones. En una u otra medida todo material conduce la electricidad, pero los

aisladores lo hacen con mucha mayor dificultad que los elementos conductores. El aislamiento

eléctrico se produce cuando se cubre un elemento de una instalación eléctrica con un

material que no es conductor de la electricidad, es decir, un

material que resiste el paso de la corriente a través del

elemento que alberga y lo mantiene en su desplazamiento a lo largo del

semiconductor. Dicho material se denomina aislante eléctrico.

Así, tenemos los materiales aislantes como el caucho, la madera, el vidrio, las cerámicas,

las sales en estado sólido, entre otros. Cuando se forman estos componentes todos los electrones

quedan fuertemente unidos a los núcleos atómicos que no permiten su movilidad.

En cambio en los materiales conductores, como en los metales (cobre,

mercurio, hierro, grafito, entre otros),

los electrones de valencia (los de las

capas externas) tienen una débil

interacción electrónica con el núcleo que

les permite tener cierta libertad de

movimiento, su estructura atómica es

una red cristalina conformada por iones

positivos, entre los cuales se movilizan los electrones de conducción “libres” y pueden

aceptarlos o cederlos con facilidad, por lo tanto son materiales que conducen la electricidad.

Para saber si algún elemento no identificado, metal u otro que no se sepa su procedencia, es conductor o no, o si tiene electricidad o no, jamás debe hacerse al tacto de las manos. Para ello hay instrumentos especiales. Los materiales presentan distintos comportamientos ante el movimiento de cargas eléctricas.

TALES DE MILETO

Tales de Mileto o Thales de Miletus (624-543 a. C.) ó (630-550

AC) Fue un filosofo griego, fundador de la escuela jónica,

considerado como uno de los siete sabios de Grecia. Desde el

punto de vista de la electricidad, cerca del

año 600 A.C. fue el primero

en descubrir que si se frota

un trozo de ámbar, éste atrae

objetos más livianos, y

aunque no llego a definir

que era debido a

la distribución de cargas, si

creía que la electricidad

residía en el objeto

frotado. De aquí se ha

derivado el término electricidad, proveniente de la palabra electrón,

que en griego significa ámbar, y que la empezó a emplear hacia el año 1600 D.C., el

físico y médico ingles William Gilbert, cuando encontró

esta propiedad en otros muchos cuerpos.

WILLIAN GILBERT

William Gilbert (1544-1603) A este físico y médico de la

reina Isabel I de Inglaterra, es a quien se le

atribuye realmente el descubrimiento de la electricidad, en

un primer estudio científico sobre los fenómenos eléctricos

que realizó hacia el año 1600, donde además y por primera

vez aplicó el término eléctrico (proveniente del griego

electrón, que significa ámbar) a la fuerza que ejercen

algunas substancias al ser frotadas. Este científico verifico

que muchas substancias se comportaban como el ámbar al

ser frotadas, atrayendo objetos livianos, mientras que otras

no ejercían atracción alguna, aplicando el término eléctrica

a la fuerza que ejercían estas substancias una vez frotadas.

Clasificó dichas substancias: llamando a los primeros

cuerpos eléctricos (actualmente aislantes) y a las segundas

aneléctricos (actualmente conductores). Fue el primero en

realizar experimentos de electrostática y magnetismo, y

quizás su aportación más importante a la ciencia fue la de

demostrar experimentalmente el magnetismo terrestre.

También fue el primero en emplear los términos "energía eléctrica", "atracción eléctrica" o "polo

magnético". Su obra "The Magnete" fue la primera obra científica escrita en Inglaterra.

BENJAMÍN FRANKLIN

Benjamín Franklin (1706-1790) Este polifacético norteamericano: político,

impresor, editor y físico, investigó los fenómenos eléctricos e invento el

pararrayos. Desarrollo una teoría según la

cual la electricidad era un fluido único

existente en toda materia y califico a las

substancias en eléctricamente positivas y

eléctricamente negativas, de acuerdo con el

exceso o defecto de ese fluido. Confirmo

también que las tormentas eran fenómenos

de tipo eléctrico y demostró, por medio de su célebre

cometa, que los rayos eran descargas eléctricas de tipo electrostático.

CHARLES DE COULOMB

Charles Agustín de Coulomb (1736-1806)

Este físico e ingeniero francés, nacido en

Angulema fue el primero en establecer

las leyes cuantitativas de la

electrostática, además de realizar

muchas investigaciones sobre:

magnetismo, rozamiento y electricidad.

En 1777 inventó la balanza de torsión

para medir la fuerza de atracción o repulsión que ejercen entre sí

dos cargas eléctricas, y estableció la función que liga esta fuerza

con la distancia. Con este invento, culminado en 1785, Coulomb

pudo establecer el principio, que rige la interacción entre las

cargas eléctricas, actualmente conocido como ley de Coulomb: F

= k (q q') / d2. Coulomb también estudio la electrización por

frotamiento y la polarización, e introdujo el concepto de

momento magnético. También colaboró en

la planificación del sistema métrico decimal de pesas y medidas.

La unidad de medida de carga eléctrica, el culombio, recibió este nombre en su honor. Su primera

publicación, "Investigaciones sobre la mejor manera de fabricar agujas imantadas" (1777), contiene el

germen de sus trabajos posteriores sobre la existencia del campo desmagnetizante. En su "teoría de

las máquinas simples" (1779), Estudia los problemas del rotamiento. Redactó luego de

siete memorias en la que establece las bases experimentales y teóricas del magnetismo y de la

electrostática. Descubrió la ley que le ha hecho famoso, desarrolló la teoría de la electrización

superficial de los conductores. En 1789, al estudiar la acción del campo terrestre sobre una aguja

imantada, introdujo la noción de momento magnético; creó la teoría de la polarización.

OTTO VON GUERICKE

OttoVon Guericke (1602-1686)

Este físico alemán, nacido en Magdenburgo, fue el creador de la

primera máquina electrostática capaz de producir una descarga

eléctrica, allá por el año 1672. Esta máquina estaba formada por una

esfera de azufre movida por una manivela, sobre la cual se inducía una

carga al apoyar una mano sobre ella.

Este científico se dedicó también al estudio de la presión atmosférica,

inventando la primera bomba de aire. También demostró la existencia

de la presión atmosférica, por el medio de los denominados

hemisferios de Magdeburgo. Y como hombre polifacético de su

tiempo también se dedico a la astronomía, principalmente en el

estudio de la predicción de la aparición periódica de los cometas.

STEPHEN GRAY

Stephen Gray (1666-1736)

Este físico ingles estudio

principalmente la conductibilidad de

los cuerpos y, después de muchos

experimentos, fue el primero en

transmitir electricidad a través de un

conductor en 1729. Experimentos que realizó junto a Jean

Desaguliers, y que la primera vez consistio en electrificar un

corcho, conectado al uno de los extremos de un hilo metálico, de mas de 200 m

de longitud, por medio de un tubo de vidrio, previamente electrificado por frotación, que aplicó al otro

extremo del conductor.

MICHAEL FARADAY

Michael Faraday (1791-1867)

Este físico y químico inglés, que fue discípulo del

químico Humphry Davy, es conocido

principalmente por su descubrimiento de la

inducción electromagnética, que ha permitido la

construcción de generadores y motores eléctricos,

y de las leyes de la electrólisis; por lo que es

considerado como el verdadero fundador del

electromagnetismo y de la electroquímica.

Trabaja sin que la Veas: LA CORRIENTE ELÉCTRICA.

La mayor parte de las aplicaciones prácticas de la electricidad se

fundamenta de las cargas en movimiento, lo que llamamos Corriente Eléctrica. Un

sinfín de artefactos electrónicos, utilizados en nuestras casas, escuelas,

comercios, ciudades, industrias, y mucho más, funcionan gracias al trabajo de

los campos eléctricos sobre los electrones que circulan permanentemente

por el cableado de estos aparatos de manera silenciosa. De ahí la importancia de

conocer y de comprender de que estamos hablando cuando nos referimos a la Corriente

Eléctrica.

Cuando conectamos una fuente mediante cables a distintos elementos la corriente recorre lo que se llama un circuito. El

transporte de cargas implica la transferencia de energía a una tasa que se conoce como potencia eléctrica. La transformación de esta

energía en los elementos del circuito se pone de manifiesto en fenómenos como luz, movimiento, calor, entre otros.

Corriente Eléctrica.

La corriente eléctrica es el flujo de portadores de carga eléctrica, normalmente a través de un cable metálico o cualquier otro

conductor eléctrico, debido a la diferencia de potencial creada por un generador de corriente. Históricamente, la corriente eléctrica se

definió como un flujo de cargas positivas y se fijó el sentido convencional de circulación de la corriente como un flujo de cargas desde el polo

positivo al negativo. Sin embargo posteriormente se observó, gracias al efecto Hall, que en los metales los portadores de carga son negativos,

estos son los electrones, los cuales fluyen en sentido contrario al convencional. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento

de cargas, produce un campo magnético.

Efectos de la Corriente Eléctrica.

Efecto calorífico. Los hilos conductores se calientan al pasar por

ellos la corriente eléctrica. Este efecto se aprovecha en radiadores, cocinas eléctricas y,

en general, en todos los electrodomésticos utilizados como sistemas de calefacción. Sin

embargo, este efecto tiene también

consecuencias negativas, puesto

que, al calentarse, los hilos disipan

energía. En una bombilla de incandescencia esto eleva el consumo energético.

Efecto químico. La corriente eléctrica puede inducir cambios químicos

en las sustancias. Esto se aprovecha en una pila, que produce electricidad a partir de

cambios químicos, o en galvanotecnia, la técnica empleada para recubrir de metal una

pieza.

Efecto luminoso. En una lámpara fluorescente, el paso de corriente

produce luz.

Efecto magnético (electromagnetismo). Es el más importante desde el punto de vista tecnológico. Una corriente

eléctrica tiene efectos magnéticos (es capaz de atraer o repeler un imán). Por otra parte, el movimiento relativo entre un imán y una bobina

(un hilo metálico arrollado) se aprovecha en las máquinas eléctricas para producir movimiento o para generar electricidad.

Intensidad de la Corriente Eléctrica.

Se denomina intensidad de corriente eléctrica a la carga eléctrica que pasa a través de una sección del conductor en la unidad

de tiempo. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C·s-1 (culombios partido por segundo), unidad que se denomina amperio.

Si la intensidad es constante en el tiempo se dice que la corriente es continua; en caso contrario, se llama variable. Si no se

produce almacenamiento ni disminución de carga en ningún punto del conductor, la corriente es

estacionaria.

Se mide con un galvanómetro que, calibrado en amperios, se

llama amperímetro y en el circuito se coloca en serie con el conductor

cuya intensidad se desea medir. El valor I de la intensidad instantánea

será:

Si la intensidad permanece constante, en cuyo caso se denota Im,

utilizando incrementos finitos de tiempo se puede definir como:

Si la intensidad es variable la fórmula anterior da el valor medio de la intensidad en el intervalo de tiempo considerado.

Unidades de la Corriente Eléctrica.

De acuerdo con la ecuación no es más que el cociente entre una unidad de carga eléctrica (Coulomb) y

una unidad de tiempo (s). Se ha venido en llamar a esta unidad Ampere (A), pudiéndose decir:

Un Ampere, es la corriente que circula, cuando por la sección transversal del conductor atraviesa la carga de un 1 Coulomb en cada

segundo. Frecuentemente son utilizados sub.-múltiplos del Amperio tales como el miliamperio (mA) y el microamperio (A). Existe

otro concepto importante llamado densidad de corriente, el cual definimos de la manera siguiente:

La densidad de corriente es la cantidad de corriente que circula por unidad de área o sesión. Si llamamos (J) a la dens idad de

corriente (I) a la intensidad de corriente y (S) a la sección transversal podemos escribir la ecuación:

Circuitos eléctricos

La manera más simple de conectar componentes eléctricos es disponerlos de forma lineal, uno detrás del otro. Este tipo de circuito

se denomina "circuito en serie", como el que aparece a la izquierda de la ilustración. Si una de las bombillas del circuito deja de funcionar, la

otra también lo hará debido a que se interrumpe el paso de corriente por el circuito. Otra manera de conectarlo sería que cada bombilla

tuviera su propio suministro eléctrico, de forma totalmente independiente, y así, si una de ellas se funde, la otra puede continuar funcionando.

Este circuito se denomina "circuito en paralelo", y se muestra a la derecha de la ilustración.

La corriente fluye por un

circuito eléctrico siguiendo

varias leyes definidas. La ley básica

del flujo de la corriente es la ley de

Ohm, así llamada en honor a su

descubridor, el físico alemán George

Ohm. Según la ley de Ohm, la

cantidad de corriente que fluye por

un circuito formado por resistencias

puras es directamente proporcional

a la fuerza electromotriz aplicada al

circuito, e inversamente proporcional a la resistencia total del circuito. Esta ley suele expresarse mediante la fórmula I = V/R, siendo I la

intensidad de corriente en amperios, V la fuerza electromotriz en voltios y R la resistencia en ohmios. La ley de Ohm se aplica a todos

los circuitos eléctricos, tanto a los de corriente continua (CC) como a los de corriente alterna (CA), aunque para el análisis de circuitos

complejos y circuitos de CA deben emplearse principios adicionales que incluyen inductancias y capacitancias.

Un circuito en serie es aquél en que los dispositivos o elementos del circuito están dispuestos de tal manera que la totalidad de la

corriente pasa a través de cada elemento sin división ni derivación en circuitos paralelos. Cuando en un circuito hay dos o más resistencias

en serie, la resistencia total se calcula sumando los valores de dichas resistencias.

En un circuito en paralelo los dispositivos eléctricos, por ejemplo las lámparas incandescentes o las celdas de una batería, están

dispuestos de manera que todos los polos, electrodos y terminales positivos (+) se unen en un único conductor, y todos los negativos (-) en

otro, de forma que cada unidad se encuentra, en realidad, en una derivación paralela. El valor de dos resistencias iguales en paralelo es igual

a la mitad del valor de las resistencias componentes y, en cada caso, el valor de las resistencias en paralelo es menor que el valor de la más

pequeña de cada una de las resistencias implicadas. En los circuitos de CA, o circuitos de corrientes variables, deben considerarse otros

componentes del circuito además de la resistencia.

Resistencia Eléctrica.

Cuando aplicamos una diferencia de potencial a un conducto

encontramos que la corriente será mayor cuando mayor sea el voltaje. La

oposición al paso de la corriente se expresa mediante la relación entre el

voltaje y la corriente eléctrica y es una propiedad del conductor que

llamamos la resistencia eléctrica:

R= V/I

El concepto de resistencia eléctrica nace de la

existencia de aislantes y conductores, y del hecho de que, entre los conductores, unos ofrecen más

facilidad que otros al paso de la corriente. Cuando entre los extremos de un conductor se establece

una Diferencia de Potencial (d.d.p), a través del mismo circula una corriente cuya intensidad I

depende del material del que esta hecho el conductor y sus dimensiones. Si se modifica la diferencia

de potencial, la intensidad también varia pero el cociente de la d.d.p. de la intensidad se mantiene

constante. Se denomina resistencia del conductor a la razón entre la diferencia de potencial o tensión

aplicada en los extremos de un conductor, VB – VA, y la intensidad I que circula por él; que se representa por R. Esta definición es válida para

cualquier conductor, sea un electrolito, un gas ionizado o un conductor metálico. La ley de proporcionalidad entre la de d.d.p. aplicada y la

intensidad que circula por el conductor constituye la ley Ohm. De acuerdo con lo anterior escribiremos:

R= VB – VA / I En el sistema internacional, la unidad de resistencia se denomina Ohmio u Ohm (símbolo, ), siendo un ohmio la

resistencia de un conductor que bajo una diferencia de potencial de un voltio permite el paso de un amperio.

Magnitud Tipo Símbolo Unidad en el S.I. Equivalencia entre unidades del S.I.

Resistencia Escalar R Ohm (W) 1 Ohm = 1 V/A

Nikola Tesla, el "verdadero padre de la

electricidad"

"Ni Edison ni nadie, fue Nikola Tesla el que consiguió que la

electricidad se convirtiera en la herramienta de transformación del mundo", ha

afirmado Miguel Ángel Delgado, comisario de la exposición "Nikola Tesla: suyo es

el futuro", que albergará Fundación Telefónica desde mañana hasta febrero de

2015. "Él fue el padre de la electricidad, quien permitió que esa tecnología llegara a nuestras casas", ha añadido Delgado, que junto a María Santoyo

se ha encargado de organizar esta muestra sobre la vida, los descubrimientos y las influencias de Tesla en la cultura popular.

Este matemático e ingeniero serbio fue un "innovador en su época", ya que muchas de las cosas de las que hablaba "sus contemporáneos no

las entendían, pero ahora están cobrando sentido", ha dicho el comisario.

Este recorrido por el espacio y tiempo de Tesla servirá, en palabras de Santoyo, "para comprender la figura de Tesla como generador de

cultura y de inspiración, que todavía dará que hablar en el siglo XXII".

Una figura que, durante sus años en Nueva York, fue considerada como una de las favoritas de los salones de sociedad más importantes y que

mantuvo amistades con gente influyente en su época como el escritor y periodista Mark Twain.

"Aunque murió en el olvido, fue un personaje muy célebre en la nueva sociedad de principios del siglo XX", ha recordado Santoyo.

De entre todas las invenciones de Nikola Tesla destaca el motor de inducción de corriente alterna, el sistema que hoy en día permite usar

la electricidad en el hogar y que ideó en contraposición al modelo de corriente continua que planteaba Thomas Alva Edison.

Según Delgado, Tesla descubrió la electricidad cuando era un niño, observando "la corriente estática que se producía cuando acariciaba a su

gato" y por esa razón dedicó "los ochenta años de su vida a averiguar las maravillas ocultas tras esas chispas".

Este inventor también tuvo mucho que decir en el prototipo de la radio pues "registró las patentes necesarias para su invención...; es

más, una sentencia del Tribunal Supremo de los Estados Unidos reconoce que Marconi le robó el invento", ha comentado

Además, se le considera pionero en tecnologías visionarias como la robótica, las armas teledirigidas, las lámparas de bajo consumo o la

transmisión inalámbrica de electricidad, entre otras.

Santoyo ha comentado que la exposición, alojada en 900 metros cuadrados, comprende diversas secciones con las que se ilustra "con gran

importancia de la iconografía" su vida, sus inventos, sus influencias "como hito de innovación para la cultura" y una muestra de la actividad

de cinco científicos españoles "brillantes como Tesla" que también cayeron en el olvido.

Esta exhibición se complementa con el libro 'Teslapedia', editado por Turner, y que cuenta con una aplicación digital gratuita desarrollada por

la Universidad Politécnica de Valencia.

Aunque se han realizado otras exposiciones sobre el inventor, ésta cuenta con la colaboración del Museo de Belgrado, que "ha cedido piezas y objetos personales que nunca habían salido de Serbia", ha declarado Santoyo.

"Nikola Tesla: suyo es el futuro" es la segunda exposición de la temporada en el centro de Fundación Telefónica en Madrid, cuya responsable

de exposiciones, Laura Fernández, ha recalcado que "es un hito, porque es una de las muestras más completas del inventor".

La entidad ha organizado una serie de actividades complementarias a la exposición, entre las que se incluyen tres proyecciones sobre

Tesla, una pieza de micro-teatro, coloquios y talleres educativos para el público infantil y adulto.

La bobina de Tesla, un tipo de transformador resonante.

Lo primero explicar que es un LED, o mejor dicho un diodo LED. Los diodos son componentes electrónicos que permiten el paso de la

corriente en un solo sentido, en sentido contrario no deja pasar la corriente (como si fuera un interruptor abierto). Un diodo Led es un diodo que además de permitir el paso de la corriente solo un un sentido, en el sentido en el que la corriente pasa por el diodo, este emite luz. Cuando

se conecta un diodo en el sentido que permite el paso de la corriente se dice que está polarizado directamente.

Ahora si la definición correcta será: Un diodo Led es un diodo que cuando está polarizado directamente emite Además la

palabra LED viene del ingles Light Emitting Diode que traducido al español es Diodo Emisor de Luz.

Los Led se usan como indicadores en muchos dispositivos y en iluminación. Los primeros Led emitían luz roja de baja intensidad, pero los dispositivos actuales emiten luz de alto brillo en el espectro infrarrojo, visible y ultravioleta. Debido a su capacidad de operación a altas

frecuencias, son también útiles en tecnologías avanzadas de comunicaciones y control. Los Led

infrarrojos también se usan en unidades de control remoto de muchos productos comerciales

incluyendo equipos de audio y video. Formas de determinar la polaridad de un

Led.

Existen tres formas principales de conocer la polaridad de un Led:

La pata más larga siempre va a ser el ánodo.

En el lado del cátodo, la base del Led tiene un borde plano.

Dentro del Led, la plaqueta indica el ánodo. Se puede reconocer porque es más

pequeña que el yunque, que indica el cátodo.

Ventajas

Los Led presentan muchas ventajas sobre las fuentes de luz incandescente y fluorescente, tales como: el bajo consumo de energía, un

mayor tiempo de vida, tamaño reducido, resistencia a las vibraciones, reducida emisión de calor, no contienen mercurio (el cual al exponerse

en el medio ambiente es altamente nocivo y posibilita el envenenamiento por mercurio), en comparación con la tecnología fluorescente, no

crean campos magnéticos altos como la tecnología de inducción magnética, con los cuales se crea mayor radiación residual hacia el ser

humano; reducen ruidos en las líneas eléctricas, son especiales para utilizarse con sistemas fotovoltaicos (paneles solares) en comparación

con cualquier otra tecnología actual; no les afecta el encendido intermitente (es decir pueden funcionar como luces estroboscópicas) y esto

no reduce su vida promedio, son especiales para sistemas anti-explosión ya que cuentan con un material resistente, y en la mayoría de los

colores (a excepción de los Led azules), cuentan con un alto nivel de fiabilidad y duración.

Desventajas

Según un estudio reciente parece ser que los Led que emiten una frecuencia de luz muy azul, pueden ser dañinos para la vista y provocar contaminación lumínica. Los Led con

la potencia suficiente para la iluminación de interiores son relativamente caros y requieren una corriente eléctrica más precisa, por su sistema electrónico para

funcionar con voltaje alterno, y requieren de disipadores de calor cada vez más

eficientes en comparación con las bombillas fluorescentes de potencia equiparable.

Historia

Primeras observaciones. Henry Joseph Round (1881-1966) fue la primera persona en observar luz

emitida por un diodo de carburo de silicio en 1907. Desarrollo: Oleg Vladimírovich Lósev (1903-1942) desarrolló el

primer Led en 1927. Invención: Nick Holonyak inventó el Led en 1962 mientras trabajaba como científico asesor en un laboratorio de General Electric en Syracuse (Nueva York). Led rojos, verdes y amarillos. En los años sesenta el Led se comenzó a producir industrialmente. Solo se podían construir de color rojo, verde y amarillo, con poca intensidad de luz y se limitaba su utilización a mandos a distancia (controles

remotos) y electrodomésticos, como indicadores para señalar el encendido y apagado. Led ultravioletas y azules: A finales de los años

noventa se inventaron los Led ultravioletas y azules. Led blancos: Gracias a la invención de los Led azules se dio el paso al desarrollo del Led blanco, que es un Led de luz azul con recubrimiento de fósforo que produce una luz amarilla. La mezcla del azul y el amarillo (colores

complementarios en el espectro RGB) produce una luz blanquecina denominada «luz de luna» que consigue alta luminosidad (7 lúmenes

unidad), con lo cual se ha logrado ampliar su utilización en otros sistemas de iluminación. Premio nobel de física: El 7 de octubre de 2014, los

japoneses Isamu Akasaki, Hiroshi Amano y Shuji Nakamura (este último nacionalizado estadounidense), han sido distinguidos con el Premio

Nobel de Física 2014 por inventar el diodo emisor de luz LED azul, anunció la Real Academia de las Ciencias de Suecia.

Explicación detallada de funcionamiento

El funcionamiento normal consiste en que, en los

materiales conductores, un electrón, al pasar de la banda

de conducción a la de valencia, pierde energía; esta energía

perdida se manifiesta en forma de un fotón desprendido,

con una amplitud, una dirección y una fase aleatoria. El que

esa energía perdida, cuando pasa un electrón de la banda de conducción a la de valencia, se manifieste como un fotón

desprendido o como otra forma de energía (calor por

ejemplo) depende principalmente del tipo de material

semiconductor. Cuando un diodo semiconductor se polariza

directamente, los huecos de la zona positiva se mueven

hacia la zona negativa y los electrones se mueven de la

zona negativa hacia la zona positiva; ambos

desplazamientos de cargas constituyen la corriente que

circula por el diodo.

Si los electrones y huecos están en la misma región,

pueden recombinarse, es decir, los electrones pueden pasar a "ocupar" los huecos "cayendo"

desde un nivel energético superior a otro inferior más estable. Este proceso emite con frecuencia un fotón en semiconductores de banda

prohibida directa (direct bandgap) con la energía correspondiente a su banda prohibida (véase semiconductor). Esto no quiere decir que en

los demás semiconductores (semiconductores de banda prohibida indirecta (indirect bandgap) no se produzcan emisiones en forma de

fotones; sin embargo, estas emisiones son mucho más probables en los semiconductores de banda prohibida directa (como el nitruro de

galio) que en los semiconductores de banda prohibida indirecta (como el silicio).

La emisión espontánea, por tanto, no se produce de forma notable en todos los diodos y solo es visible en diodos como los Led de luz

visible, que tienen una disposición constructiva especial con el propósito de evitar que la radiación sea reabsorbida por el material

circundante, y una energía de la banda prohibida coincidente con la correspondiente al espectro visible. En otros diodos, la energía se libera

principalmente en forma de calor, radiación infrarroja o radiación ultravioleta. En el caso de que el diodo libere la energía en forma de

radiación ultravioleta, se puede conseguir aprovechar esta radiación para producir radiación visible mediante sustancias fluorescentes o fosforescentes que absorban la radiación ultravioleta emitida por el diodo y posteriormente emitan luz visible.

El dispositivo semiconductor está comúnmente encapsulado en una cubierta de plástico de mayor resistencia que las de vidrio que

usualmente se emplean en las lámparas incandescentes. Aunque el plástico puede estar coloreado, es solo por razones estéticas, ya que ello

no influye en el color de la luz emitida. Usualmente un Led es una fuente de luz compuesta con diferentes partes, razón por la cual el patrón de

intensidad de la luz emitida puede ser bastante complejo.

Para obtener buena intensidad luminosa debe escogerse bien la corriente que atraviesa el Led. Para ello hay que tener en cuenta que

el voltaje de operación va desde 1,8 hasta 3,8 voltios aproximadamente (lo que está relacionado con el material de fabricación y el color de la

luz que emite) y la gama de intensidades que debe circular por él varía según su aplicación. Los valores típicos de

corriente directa de polarización de un led corriente están comprendidos entre los 10 y los 40 mA. En general, los

Led suelen tener mejor eficiencia cuanto menor es la corriente que circula por ellos, con lo cual, en su operación de

forma optimizada, se suele buscar un compromiso entre la intensidad luminosa que producen (mayor cuanto más grande es la intensidad que circula por ellos) y la eficiencia (mayor cuanto menor es la intensidad que circula

por ellos). El primer Led que emitía en el espectro visible fue desarrollado por el ingeniero de General

Electric Nick Holonyak en 1962.

A:ánodo

B:cátodo

1:lente/encapsulado epóxico

(cápsula plástica).

2:contacto metálico (hilo

conductor).

3:cavidad reflectora (copa

reflectora).

4:terminación del

semiconductor

5:yunque

6:poste

7:marco conductor

8:borde plano

Circuito básico de polarización directa de un solo Led.

Circuito básico para polarizar varios Led de manera directa. Para conectar Led de modo que iluminen de forma continua, deben

estar polarizados directamente, es decir, con el polo positivo de la fuente de alimentación conectada al ánodo y el polo negativo conectado al cátodo. Además, la fuente de alimentación debe suministrarle una tensión o diferencia de potencial superior a su tensión umbral. Por otro lado, se debe garantizar que la corriente que circula por ellos no exceda los límites admisibles, lo que dañaría irreversiblemente al Led. (Esto se puede hacer de manera sencilla con una resistencia R en serie con los Led). En las dos imágenes pueden verse unos circuitos sencillos que

muestran cómo polarizar directamente Led. La diferencia de potencial varía de acuerdo a las especificaciones relacionadas con el color y la

potencia soportada. En términos generales, pueden considerarse de forma aproximada los siguientes valores de diferencia de potencial:

Cabe recordar que también pueden conectarse varios en serie, sumándose las diferencias de

potencial en cada uno. También se pueden hacer configuraciones en paralelo, aunque este tipo de configuraciones no son muy recomendadas para diseños de circuitos con Led eficientes.

Ejemplos prácticos:

1- Se desea conectar cuatro LED rojos de alto brillo a una batería de 12V. Para este caso tendremos los siguientes valores:

2- Se desea conectar dos LED verdes de alto brillo a una fuente de 12V Para este caso tendremos los siguientes valores: En la actualidad se pueden acondicionar o

incorporarse en un porcentaje mayor al 90 % a todas las tecnologías de iluminación actuales, casas, oficinas, industrias, edificios, restaurantes, arenas, teatros, plazas comerciales,

gasolineras, calles y avenidas, estadios (en algunos casos por las dimensiones del estadio no es posible porque quedarían espacios oscuros), conciertos, discotecas, casinos, hoteles, carreteras, luces de tráfico o de semáforos, señalizaciones viales, universidades, colegios, escuelas, estacionamientos, aeropuertos, sistemas híbridos, celulares, pantallas de casa o domésticas, monitores, cámaras de vigilancia, supermercados, en transportes (bicicletas, motocicletas, automóviles, camiones tráiler, etc.), en linternas de mano, para crear pantallas electrónicas de Led (tanto informativas como publicitarias) y para cuestiones arquitectónicas especiales o de arte culturales . Todas estas aplicaciones se dan gracias a su diseño compacto.

Ya sabiendo esto y siempre teniendo en cuenta la seguridad; te enseñamos paso a paso para que hagas luces decorativas para tu lugar preferido: MATERIALES: * Led: Normal y tricolor *Cable: 20cm rojo y negro. * Cargador de Celular. *Cinta Aislante.

Pasó A Paso. Identifica en los Led, la polaridad. (información en páginas Anteriores) Corta las patas de los Led. Conecta en serie los Led, teniendo en cuenta que la secuencia debe ser Positivo-Negativo consecutivamente.(En cada conexión

coloca cinta aislante.) Al final de la secuencia, te tienen que quedar dos patas libres, de dos Led distintos, una pata debe ser negativa y una positiva. Coloca el cable rojo a la pata positiva y el cable negro a la pata negativa. Por último identifica la polaridad del cargador y coloca la parte positiva al cable rojo, y la negativa al cable negro. Y LISTO.

Nota: recuerda pedir ayuda a un adulto, y te recomendamos ver tutoriales en internet y así tendrás una mejor ilustración.

Rojo = 1,8 a 2,2 voltios. Anaranjado = 2,1 a 2,2

voltios. Amarillo = 2,1 a 2,4 voltios. Verde = 2 a 3,5 voltios. Azul = 3,5 a 3,8 voltios. Blanco = 3,6 voltios.

IMPACTO AMBIENTAL Y SOCIAL DE LA ELECTRCIDAD.

Los beneficios que se han derivado del conocimiento científico y tecnológico sobre la energía eléctrica son muchos. Ahora, centraremos tu atención en otra idea: “No Hay Beneficio Sin Riesgo, estos Son Inevitables, tenemos que

MINIMISARLOS”.

A nivel de producción, en las centrales eléctricas, cada tipo de fuente de energía tiene su propio riesgo ambiental y social. Por ejemplo, la disminución de los recursos no renovables (fósiles,

nuclear); el impacto por la degradación de la energía; del deterioro de los ecosistemas con las grandes represas, las torres eólicas o las plantas nucleares; los riesgos laborales;

los desechos derivados de la producción.

La trasmisión de la electricidad se requiere de miles de kilómetros de cableados, torres altas de tensión,

transformadores. Ella implica que: por efecto Joule se va degradando la energía, se genera campos electromagnéticos

cuyo efecto sobre los seres vivos expuesto aun esta estudiado, se rompe con la belleza de la naturaleza, entre otros.

En los centros de consumo, si bien nos beneficiamos de la energía eléctrica, por lo general, lo hacemos si estar

conscientes de la inversión que ha significado para el estado este bien, de lo que implica su mantenimiento, y menos aun, del impacto ambiental. En Venezuela, el consumo de energía eléctrica por ambiente se estima en un 30% por encima del

promedio de los países de la región, esto amerita una reflexión crítica de todos comportamientos.

Por otra parte, desconocemos cómo funciona la distribución a nivel residencial e industrial, puede implicar riesgos como: instalaciones eléctricas inadecuadas

que violan las leyes de la naturaleza (cortocircuitos, apagones, daños personales, entre otros); falta de mantenimiento; mas consumo de lo

necesario. Es nuestro deber asumir modos de vidas y producción social responsables que contribuyan con el menor incremento en la degradación de la

energía y del ambiente.

La educación es importante para poder tomar decisiones responsables en todas las cadenas de producción y uso de esta energía. Tú puedes contribuir, desde tu rol centro de la sociedad bien sea como legislador, productor o consumidor de la

energía. Los conocimientos sobre ciencia y tecnología deben estar al servicio de la ciudadanía, con sentido crítico y responsable para el buen vivir. Tenemos que evaluar en todas nuestras acciones y en los desarrollos los pros y los

contras, para tomar las decisiones que menos impacto tengan.