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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION SUPERIOR
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO SANTIAGO MARIÑO
EXTESION PORLAMAR
ELECTRICIDAD
ALUMNA:
GENESIS PINO C.I: 24.438.848
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INDICE
INTRODUCCION..................................................................................................................3
HISTORIA DE LA ELECTRICIDAD...................................................................................4
ENERGIA ELECTRICA........................................................................................................7
¿CÓMO SE GENERA LA ENERGÍA ELÉCTRICA?.......................................................81. Generación.................................................................................................................8
2. Transmisión.................................................................................................................83. Distribución.................................................................................................................9
PROBLEMAS MEDIOAMBIENTALES..............................................................................9LA ELECTRICIDAD...........................................................................................................10
CIRCUITO ELECTRICO....................................................................................................12
Circuito elemental.........................................................................................................12Corriente continua:..........................................................................................................13
Corriente alterna:..........................................................................................................13Pilas y baterías:.............................................................................................................13
EL AMPER...........................................................................................................................14
Definición del Amper....................................................................................................14Resistencia.....................................................................................................................14
MAGNITUDES.....................................................................................................................15Intensidad (I):.................................................................................................................15Voltaje (V):.......................................................................................................................15Resistencia (R):.............................................................................................................15Potencia:.........................................................................................................................16Energía:...........................................................................................................................16
EFECTOS DE LA ELECTRICIDAD.................................................................................16
Luz....................................................................................................................................16Calor.................................................................................................................................16Movimiento.....................................................................................................................16
PROBLEMAS RESUELTOS.............................................................................................17CONCLUSION.....................................................................................................................19
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BIBLIOGRAFIA...................................................................................................................20
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INTRODUCCION
Electricidad es la forma en que denominamos a la energía que llega a
nuestros hogares y también la que sostiene todo el proceso industrial, pues
es la que proporciona la fuerza necesaria para hacer funcionar prácticamente
todo tipo de máquinas. En realidad, la electricidad es un fenómeno físico por
el que las distintas partes de la materia ejercen se repelen o se ataren entre
sí, a través de la interacción de partículas subatómicas, algunas de carga
negativa (llamadas protones) y otras de carga positiva (llamadas electrones).
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HISTORIA DE LA ELECTRICIDAD
Los científicos han estudiado la electricidad durante siglos, pero no fue hasta
finales del siglo XIX que la electricidad se empezó a usar de forma práctica y
a estudiarse formalmente. Los principios de la electricidad se empezaron a
comprender gradualmente.
En junio de 1752, Benjamín Franklin hizo un experimento con un papalote en
una noche de tormenta y descubrió que los relámpagos eran electricidad; él
estaba tratando de investigar si los relámpagos se consideraban un
fenómeno eléctrico.
En 1820, Hans Christian Orsted descubrió que la corriente eléctrica crea un
campo magnético. Con este descubrimiento los científicos pudieran
relacionar el magnetismo a los fenómenos eléctricos.
En 1879, Thomas Edison inventó el foco eléctrico. Él perfeccionó un invento
similar pero más antiguo utilizando electricidad de baja corriente, el vacío
dentro de un globo y un filamento pequeño y carbonizado y produjo una
fuente de energía duradera y confiable. En ese momento, la idea del
relámpago eléctrico no era nueva, pero no existía nada que fuera lo
suficientemente práctico para poderse utilizar domésticamente. Edison no
sólo inventó una luz eléctrica incandescente, sino un sistema de iluminación
eléctrico que contenía todos los elementos para hacer que la luz
incandescente fuera segura, económica y práctica. Antes de 1879, la
electricidad por corriente directa (DC) solamente se utilizaba para iluminar
áreas exteriores.
Lo que hoy conocemos como la industria eléctrica moderna comenzó en
1880. Esta industria surge a partir de la evolución de los sistemas de
iluminación exteriores y de los sistemas eléctricos de gas y de carbón
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comerciales. El 4 de septiembre de 1882, Edison encendió el primer sistema
de distribución de energía eléctrica en el mundo, este proporcionaba 110
voltios de corriente directa (DC) a cincuenta y nueve clientes, y así fue como
la primera estación comercial de energía comenzó a funcionar. La estación
se localizaba en la calle Pearl, en la parte baja de Manhattan. Esta
proporcionaba luz y electricidad a una milla a la redonda. La era eléctrica
había comenzado. Esta estación se llamaba "Estación Generadora de
Electricidad Thomas Edison en la Calle Pearl" . La estación contaba con los
cuatro elementos necesarios para el funcionamiento de un sistema moderno
de utilidad eléctrica:
Distribución eficaz
Precio competitivo
Generación central confiable
Utilización final exitosa
A finales del siglo XIX, Nikola Tesla empezó a trabajar con la generación, uso
y transmisión de electricidad de corriente alterna (AC), la cual puede
transmitirse a distancias mucho mayores que la corriente directa (DC). Tesla,
con la ayuda de Westinghouse, introdujo la iluminación interior a nuestros
hogares y a las industrias.
En 1881, Lucien Gaulard de Francia y John Gibbs de Inglaterra hicieron una
demostración de un transformador de energía en Londres. George
Westinghouse se interesó en el transformador y comenzó a experimentar con
redes de corriente alterna, AC, en Pittsburgh. Él trabajó en refinar el diseño
del transformador y en construir una red práctica de energía de corriente
alterna (AC). Westinghouse utilizó el transformador para resolver el problema
de enviar la electricidad a distancias más largas. Esta invención hizo posible
proporcionar electricidad a negocios y hogares que se encontraban lejos de
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las plantas generadoras. En 1886, Westinghouse y William Stanley instalaron
el primer sistema de energía de corriente alterna (AC) de voltaje múltiple en
Great Barrington, Massachusetts. Este sistema obtenía la energía por medio
de un generador hidroeléctrico que producía 500 volts AC. El voltaje se
transmitía en 3,000 volts y después se "bajaba" a 100 voltios para dar
energía a las luces eléctricas. Ese mismo año, Westinghouse formó la
"Compañía de Electricidad y Manufactura Westinghouse" En 1888,
Westinghouse y su ingeniero de cabecera, Oliver Shallenger desarrollaron el
medidor de energía. Este medidor se parecía al medidor de gas y utilizaba la
misma tecnología que utilizamos actualmente.
Westinghouse también influyó en la historia por habilitar el crecimiento del
sistema de ferrocarril y por promover el uso de la electricidad para el
transporte y la energía. En 1896, él también inventó el "Desarrollo
Hidroeléctrico de las Cataratas de Niágara" y comenzó a colocar estaciones
generadoras lejos de los centros de consumo. La planta Niágara transmitía
enormes cantidades de energía a Buffalo, New York (a más de veinte millas
de distancia). Las Cataratas de Niágara demonstraron la superioridad de la
transmisión de energía por medio de electricidad sobre la transmisión con
medios mecánicos, así como la superioridad de la corriente alterna (AC)
sobre la corriente directa (DC). Niágara impuso los estándares para el
tamaño de los generadores y fue el primer gran sistema que proporcionó
electricidad desde un circuito para fines múltiples como los sistemas de
ferrocarril, iluminación y energía.
Westinghouse promovió la distribución de energía de corriente alterna, AC, y
Edison promovió la energía de corriente directa, DC. Ambos entraron en una
guerra llamada "La Guerra de las Corrientes". Edison decía que los sistemas
de alto voltaje eran muy peligrosos, y Westinghouse contrarestó este
argumento diciendo que los riesgos eran manejables y los beneficios eran
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mucho mayores. La batalla continuó por mucho tiempo y parecía que "Redes
de Corriente Alterna Westinghouse" (Westinghouse AC Networks) llevaba la
ventaja, sin embargo, el ultra competitivo Edison hizo un último intento por
vencer a su rival al contratar un ingeniero externo, llamado Harold P. Brown,
para realizar una demonstración pública de la electrocución de animales
utilizando energía de corriente alterna. Esta demonstración llevó a la
invención de la silla eléctrica para la ejecución de prisioneros condenados a
muerte.
ENERGIA ELECTRICALa energía eléctrica es una fuente de energía renovable que se obtiene
mediante el movimiento de cargas eléctricas (electrones positivos y
negativos) que se produce en el interior de materiales conductores (por
ejemplo, cables metálicos como el cobre).
Encender un ordenador, iluminar nuestra casa o mantener frescos los
alimentos de nuestro frigorífico, son acciones cotidianas que las podemos
hacer gracias a la energía eléctrica. Dicha forma de energía es la más
empleada por el ser humano en su rutina diaria, pero, ¿sabemos qué es, de
dónde proviene y cómo se genera la energía eléctrica?
energía eléctrica: cableado eléctrico La energía eléctrica es causada por el
movimiento de las cargas eléctricas (electrones positivos y negativos) en el
interior de materiales conductores. Es decir, cada vez que se acciona el
interruptor de nuestra lámpara, se cierra un circuito eléctrico y se genera el
movimiento de electrones a través de cables metálicos, como el cobre.
Además del metal, para que exista este transporte y se pueda encender una
bombilla, es necesario un generador o una pila que impulse el movimiento de
los electrones en un sentido dado.
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Siguiendo el principio de conservación de la energía en el que se indica que
ésta no se crea ni se destruye, sólo se transforma de unas formas en otras,
se explica que la energía eléctrica pueda convertirse en energía luminosa,
mecánica y térmica. A esto hay que añadir su facilidad con la que se genera
y se transporta. No obstante, y a pesar de ser una de las energías más
utilizadas por el ser humano debido a su aplicación en una diversa gama de
productos y aparatos cotidianos, esta energía tiene la dificultad de almacenar
la electricidad. Este inconveniente provoca que la oferta tenga que ser igual
que la demanda. Como consecuencia, es necesario ya no sólo una
coordinación en la producción de energía eléctrica, sino también entre las
decisiones que se tomen para llevar cabo una inversión en la generación y
en transporte de dicho bien.
¿CÓMO SE GENERA LA ENERGÍA ELÉCTRICA?1. Generación.
La energía eléctrica se obtiene en las centrales de generación, las cuales
están determinadas por la fuente de energía que se utiliza para mover el
motor. A su vez, estas fuentes de energías pueden ser renovables o no. En
el grupo de las renovables se encuentran las centrales hidráulicas (hacen
uso de la fuerza mecánica del agua), eólicas (viento), solares (sol) y de
biomasa (quema de compuestos orgánicos de la naturaleza como
combustible). Cada una de estas fuentes indicadas se pueden regenerar de
manera natural o artificial.
Frente a éstas últimas, se encuentran las centrales que utilizan fuentes de
energía que no son renovables. Es decir, aquellas que tienen un uso ilimitado
en el planeta y cuya velocidad de consumo es mayor que la de su
regeneración. En esta segunda formación se agrupan las centrales térmicas
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(se produce electricidad a partir de recursos limitados como el carbón, el
petróleo, gas natural y otros combustibles fósiles) y las nucleares (a través
de fisión y fusión nuclear).
2. Transmisión. Una vez que se ha generado la energía eléctrica por alguna de las técnicas
precedentes, se procede a dar paso a la fase de transmisión. Para ello, se
envía la energía a las subestaciones ubicadas en las centrales generadoras
por medio de líneas de transmisión, las cuales pueden estar elevadas (si se
encuentran en torres de sustentación) o subterráneas. Estas líneas de alta
tensión trasmiten grandes cantidades de energía y se despliegan a lo largo
de distancias considerables.
3. Distribución.
El último paso antes de obtener la electricidad en los hogares es el que
corresponde a la distribución. Este sistema de suministro eléctrico tiene
como función abastecer de energía desde la subestación de distribución
hasta los usuarios finales.
PROBLEMAS MEDIOAMBIENTALESHoy en día, los transportes, supermercados, empresas, industrias y la mayor
parte de los hogares del mundo dependen del suministro de energía
eléctrica. Sin embargo, satisfacer esta demanda global está comenzando a
pasar factura al medioambiente del planeta. La generación de energía
eléctrica se sigue obteniendo, en gran medida, por la quema de combustibles
fósiles (petróleo, gas y carbón). Esta combustión está expulsando a la
atmósfera gases contaminantes, como el dióxido de carbono, el cual es
considerado por muchos científicos como el responsable del recalentamiento
de la Tierra. En este mismo grupo de fuentes de energías no renovables, se
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encuentran las centrales nucleares, las cuales siguen despertando gran
preocupación por el almacenamiento a largo plazo de sus residuos, así como
por la posibilidad de que se produzcan accidentes que acarreen la liberación
de agentes radioactivos al entorno. Ejemplos como el de Chérnóbil (Ucrania)
y Fukushima (Japón) ponen la voz de alarma sobre las graves
consecuencias que pueden tener para el medio ambiente y la sociedad. En
este sentido, cada vez es más frecuente que los gobiernos de diferentes
países comiencen a apostar por el desarrollo de energías renovables como
la eólica y solar.
LA ELECTRICIDADLa palabra electricidad podemos dejar patente que tiene su origen
etimológico en el término griego elektron que puede traducirse como
“ámbar”. Partiendo del mismo se establece que la persona que acuñó este
término fue más concretamente el científico inglés William Gilbert quien en el
siglo XVI habló de “eléctrico” para mencionar los fenómenos de cargas de
atracción que descubrieron ya los griegos.
La electricidad es una propiedad física manifestada a través de la atracción o
del rechazo que ejercen entre sí las distintas partes de la materia. El origen
de esta propiedad se encuentra en la presencia de componentes con carga
negativa (denominados electrones) y otros con carga positiva (los protones).
La electricidad, por otra parte, es el nombre que recibe una clase de energía
que se basa en dicha propiedad física y que se manifiesta tanto en
movimiento (la corriente) como en estado de reposo (la estática). Como
fuente energética, la electricidad puede usarse para la iluminación o para
producir calor, por ejemplo.
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No sólo el hombre genera electricidad manipulando distintos factores: la
naturaleza produce esta energía en las tormentas, cuando la transferencia
energética que se produce entre una parte de la atmósfera y la superficie del
planeta provoca una descarga de electricidad en forma de rayo. La
electricidad natural también se halla en el funcionamiento biológico y permite
el desarrollo y la actividad del sistema nervioso.
Más allá de estos fenómenos naturales, el ser humano se ha dedicado a
generar electricidad para poner en marcha todo tipo de máquinas, artefactos
y sistemas de transporte.
Como decimos, hoy la electricidad es fundamental pues gracias a la misma
llevamos a cabo un sinfín de tareas y tenemos posibilidad de disfrutar de
aplicaciones que nos facilitan y hacen mejor nuestra calidad de vida. Así,
gracias a aquella tenemos iluminación y podemos hacer uso de una serie de
dispositivos tales como lavadoras, frigoríficos, televisores, ordenadores o
sistemas de aire acondicionado.
Está claro, por tanto, que la electricidad se ha convertido en un elemento
indispensable en este sentido y ello ha traído consigo graves consecuencias.
En concreto, nos referimos al hecho de que la necesidad que tenemos de la
misma para desarrollar nuestro día a día ha supuesto que la misma se tenga
que producir masivamente para satisfacer la demanda que existe en todo el
mundo. Un hecho que perjudica notablemente el medio ambiente.
Por ello, en la actualidad se está desarrollando una serie de proyectos e
iniciativas de diversa índole con el claro objetivo de utilizar los recursos
naturales existentes para generar dicha electricidad sin necesidad de dañar
nuestro entorno. Así, por ejemplo, existen paneles que captan la energía del
sol para poder poner en funcionamiento desde la luz de un hogar hasta un
sistema de climatización.
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Se conoce como conductividad eléctrica, por otra parte, a la capacidad que
tiene un material para posibilitar que la corriente de electricidad pase a través
de su superficie. La facultad contraria, que aparece cuando los electrones
son resistentes al movimiento de la corriente, se conoce como resistividad.
Los conductores eléctricos, por lo tanto, son aquellos materiales que, cuando
están en contacto con un cuerpo cargado de electricidad, transmiten dicha
energía hacia la totalidad de su superficie.
CIRCUITO ELECTRICOEl circuito eléctrico es el recorrido preestablecido por por el que se desplazan
las cargas eléctricas
Circuito elementalLas cargas eléctricas que constituyen una corriente eléctrica pasan de un
punto que tiene mayor potencial eléctrico a otro que tiene un potencial
inferior. Para mantener permanentemente esa diferencia de potencial,
llamada también voltaje o tensión entre los extremos de un conductor, se
necesita un dispositivo llamado generador (pilas, baterías, dinamos,
alternadores...) que tome las cargas que llegan a un extremo y las impulse
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hasta el otro. El flujo de cargas eléctricas por un conductor constituye una
corriente eléctrica.
Se distinguen dos tipos de corrientes:
Corriente continua: Es aquella corriente en donde los electrones circulan en la misma cantidad y
sentido, es decir, que fluye en una misma dirección. Su polaridad es
invariable y hace que fluya una corriente de amplitud relativamente constante
a través de una carga. A este tipo de corriente se le conoce como corriente
continua (cc) o corriente directa (cd), y es generada por una pila o batería.
Este tipo de corriente es muy utilizada en los aparatos electrónicos portátiles
que requieren de un voltaje relativamente pequeño. Generalmente estos
aparatos no pueden tener cambios de polaridad, ya que puede acarrear
daños irreversibles en el equipo.
Corriente alterna: La corriente alterna es aquella que circula durante un tiempo en un sentido y
después en sentido opuesto, volviéndose a repetir el mismo proceso en
forma constante. Su polaridad se invierte periódicamente, haciendo que la
corriente fluya alternativamente en una dirección y luego en la otra. Se
conoce en castellano por la abreviación CA y en inglés por la de AC.
Pilas y baterías: Las pilas y las baterías son un tipo de generadores que se utilizan como
fuentes de electricidad.
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Las baterías, por medio de una reacción química producen, en su terminal
negativo, una gran cantidad de electrones (que tienen carga negativa) y en
su terminal positivo se produce una gran ausencia de electrones (lo que
causa que este terminal sea de carga positiva).
EL AMPERDe acuerdo con la Ley de Ohm, la corriente eléctrica en amper ( A ) que
circula por un circuito está estrechamente relacionada con el voltaje o tensión
( V ) y la resistencia en ohm () de la carga o consumidor conectado al
circuito.
Definición del AmperUn amper ( 1 A ) se define como la corriente que produce una tensión de un
volt ( 1 V ), cuando se aplica a una resistencia de un ohm ( 1 ).
Un Amper equivale una carga eléctrica de un coulomb por segundo (
1C/seg ) circulando por un circuito eléctrico, o lo que es igual, 6 300 000 000
000 000 000 = ( 6,3 · 1017 ) (seis mil trescientos billones) de electrones por
segundo fluyendo por el conductor de dicho circuito. Por tanto, la intensidad (
I ) de una corriente eléctrica equivale a la cantidad de carga eléctrica ( Q ) en
coulomb que fluye por un circuito cerrado en una unidad de tiempo.
Los submúltiplos más utilizados del Amper son los siguientes:
mili Amper (mA) = 10-3 A = 0,001 Amper
micro Amper (mA) = 10-6 A = 0, 000 000 1 Amper
Resistencia.La resistencia de un material es una medida que indica la facilidad con que
una corriente eléctrica puede fluir a través de él.
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La resistencia de un conductor es directamente proporcional a su longitud e
inversamente proporcional a su sección y varía con la temperatura.
MAGNITUDESIntensidad (I):La intensidad de corriente o corriente eléctrica se define como la cantidad de
carga eléctrica (electrones) que pasa por un conductor en la unidad de
tiempo. Su unidad de medida es el Amperio (A) y el aparato con el que se
mide recibe el nombre de Amperímetro.
Voltaje (V): El voltaje o tensión representa la diferencia de potencial existente entre dos
puntos de un circuito eléctrico. La tensión se mide en Voltios (V) y su aparato
de medida es el Voltímetro.
Resistencia (R): Se define la resistencia eléctrica como la mayor o menor dificultad que opone
un cuerpo, al paso de la corriente eléctrica. Los materiales que presentan
una gran oposición al paso de la electricidad reciben el nombre de aislante, y
en consecuencia tienen una elevada resistencia eléctrica. Por el contrario,
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llamamos conductores a los materiales que apenas oponen resistencia al
paso de la corriente. La unidad de media de la resistencia eléctrica es el
Ohmio (Ω), y su aparato de medida el Ohmímetro.
Potencia:La potencia eléctrica es la capacidad que tiene un aparato para transformar
la energía eléctrica en otro tipo de energía. Cuanto más rápido sea capaz de
realizar esta transformación mayor será la potencia del mismo. Para
calcularla mediante la siguiente expresión: P = V ∙ I. Su unidad de medida es
el Watio (w) y el aparato de medida el Watímetro.
Energía: La energía es la potencia consumida por unidad de tiempo, y responde a la
siguiente expresión: E = P ∙ t. Se mide en Kilowatio-hora, mediante el
contador de la luz instalado por la compañía eléctrica.
EFECTOS DE LA ELECTRICIDADLuzAl atravesar la corriente eléctrica, el filamento de una bombilla lo calienta
hasta tal extremo que lo pone incandescente, y como consecuencia de ello
produce luz. Los tubos fluorescentes contienen un gas que tiene la propiedad
de producir luz, al paso de la corriente eléctrica.
CalorCuando un conductor es atravesado por una corriente eléctrica, se produce
un calentamiento del mismo que es debido a su resistencia eléctrica. En este
fenómeno se basa el funcionamiento de los equipos electrodomésticos como
son: plancha, Horno, secador, tostador, etc.
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MovimientoSi hacemos circular una corriente eléctrica por un conductor, en forma de
espira situado dentro un campo magnético, el mismo gira . Debido a este
fenómeno electromagnético que constituye el principio de funcionamiento de
los motores eléctricos, se transforma la electricidad en movimiento y
viceversa.
PROBLEMAS RESUELTOS
1 . -Sobre un resistor de 10 ohm se mantiene una corriente de 5 A durante 4 minutos. ¿Cuántos coulomb y cuantos electrones pasan a través de la sección transversal del resistor durante ese tiempo?
Solución
Tenemos:
Recuerde que:donde tenemos
Así:
2.-E n una resistencia de 12 Ω la corriente aumenta de 1 A a 2 A en un intervalo de tiempo de 2s. ¿Cuál es la energía térmica generada en ese intervalo?
Solución
Problema 1
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Como la corriente varia linealmente, tenemos:
por lo tanto
Así la energía disipada es:
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CONCLUSION
La electricidad es una forma de energía que, a pesar de su conocimiento y
su dominio son relativamente recientes, se encuentra en todas las facetas y
actividades de cualquier sociedad desarrollada. La utilización de la
electricidad represento una importante evolución en las soluciones
tecnológicas que dan respuestas a les necesidades de la humanidad.
La electricidad es una forma de energía. Energía es poder hacer que las
cosas se muevan y de hacer que las cosas funcionen. Para entender qué es
la electricidad debemos comenzar con los átomos. Los átomos son
pequeñas partículas que son muy difíciles de ver, y son los elementos con
los que está hecho todo a nuestro alrededor.
Pero la Electricidad no se resume simplemente a este bien aprovechable,
sino que está relativo a un análisis Físico y Químico del comportamiento de
las distintas sustancias en particular, como también al análisis del
comportamiento de las conocidas como Cargas Eléctricas, que consisten en
fuerzas que generan una Atracción y Repulsión siendo representadas
mediante vectores con sentido y dirección dependiendo el Campo Eléctrico
que conformen.
Una de las cualidades de la presencia de Electricidad en un cuerpo es la
formación del denominado Campo Magnético, siendo su variación la
causante de la conocida como Corriente Eléctrica, mediante un fenómeno de
Magnetismo, que puede generar la realización de un trabajo específico
mediante la medición de un Potencial Eléctrico.
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BIBLIOGRAFIA
REFERENCIAS ELECTRONICAS CONSULTADAS
https://twenergy.com/energia/energia-electrica
https://twenergy.com/a/que-es-la-energia-electrica-381
http://definicion.de/electricidad/
https://www.ecured.cu/Electricidad
