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ÍNDICE.
PÁG.
INTRODUCCIÓN
ELECTRICIDAD 4
MAGNETISMO 4
CIENTÍFICOS QUE EXPERIMENTARON CON LA ELECTRICIDAD 5
TIPOS DE ELECTRICIDAD 9
ELECTROSCOPIO 10
CONDUCTORES 11
AISLADORES 11
ELECTRIZACIÓN 12
CARGA ELECTICA 12
CARACTERÍSTICAS DE LA FUERZA ELECTROESTÁTICA 13
CAMPO ELECTROSTÁTICO 14
IMÁN 15
CAMPO MAGNÉTICO 15
ELECTROIMÁN 16
CONCLUSIÓN
BIBLIOGRAFÍA
INTRODUCCIÓN
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La 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 protones) y otros con carga positiva (los electrones).
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).
ELECTRICIDAD
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La electricidad es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la
presencia y flujo de cargas eléctricas. Se manifiesta en una gran variedad de
fenómenos como los rayos, la electricidad estática, la inducción electromagnética o
el flujo de corriente eléctrica.
Las cargas eléctricas producen campos electromagnéticos que interaccionan
con otras cargas. La electricidad se manifiesta en varios fenómenos:
Carga eléctrica: una propiedad de algunas partículas subatómicas, que
determina su interacción electromagnética. La materia eléctricamente
cargada produce y es influida por los campos electromagnéticos.
Corriente eléctrica: un flujo o desplazamiento de partículas cargadas
eléctricamente; se mide en amperios.
Campo eléctrico: un tipo de campo electromagnético producido por una
carga eléctrica incluso cuando no se está moviendo. El campo eléctrico
produce una fuerza en toda otra carga, menor cuanto mayor sea la distancia
que separa las dos cargas. Además las cargas en movimiento producen
campos magnéticos.
Potencial eléctrico: es la capacidad que tiene un campo eléctrico de realizar
trabajo; se mide en voltios.
Magnetismo: La corriente eléctrica produce campos magnéticos, y los
campos magnéticos variables en el tiempo generan corriente eléctrica.
MAGNETISMO
El magnetismo o energía magnética es un fenómeno físico por el que los
objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos
materiales conocidos que han presentado propiedades magnéticas detectables
fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se
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llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influidos, de mayor o menor
forma, por la presencia de un campo magnético.
El magnetismo también tiene otras manifestaciones en física,
particularmente como uno de los 2 componentes de la radiación electromagnética,
como por ejemplo, la luz.
CIENTÍFICOS QUE EXPERIMENTARON CON LA ELECTRICIDAD Y EL MAGNETISMO
BENJAMIN FRANKLIN
Franklin era escritor, editor, científico y un diplomático americano, que
ayudò a trazar la famosa declaración de independencia y la constitución de los
E.E.U.U..
En 1752 Franklin probò que ese relámpago y la chispa del ámbar era una
misma cosa. La historia de este jalón famoso es familiar, el cual Franklin sujetò un
punto del hierro a una cometa de seda, que él volò durante una tempestad de
truenos, mientras que llevaba en un extremo la cadena de la cometa una clave del
hierro. Cuando centelleaba el aligeramiento, una chispa minúscula saltò de la clave a
su muñeca. El experimento probò la teoría de Franklin, pero era extremadamente
peligrosa; él habría podido morir fácilmente.
GALVANI Y VOLTA
En 1786, Luigi Galvani, profesor italiano de la medicina, encontrò que cuando
la pierna de una rana muerta era tocada por un cuchillo del metal, la pierna saltaba
violentamente. Galvani pensò que los músculos de la rana debían contener algún
tipo de electricidad.
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Antes de 1792 otros científicos italianos, Alessandro Volta, discrepaban con
él, él descubriò que los factores principales en el descubrimiento de Galvani eran los
dos diversos metales - el cuchillo de acero y la placa de lata en donde se encontraba
la rana muerta. En conclusión, la rana mentía.
Volta demostrò que cuando la humedad viene entre dos diversos metales, la
electricidad està creada. Esto lo condujo a inventar la primera batería eléctrica, la
pila voltaica, que él hizo de las hojas finas del cobre y del cinc separados por una
pasta húmeda. De esta manera, una nueva clase de electricidad fue descubierta.
Electricidad que fluía constantemente como una corriente del agua, en vez de
descargarse en una sola chispa o choque. Volta mostrò que la electricidad se podría
utilizar para viajar a partir de un lugar a otro por el alambre, de tal modo hizo una
contribución muy importante a la ciencia de la electricidad. La unidad de potencia
eléctrica es el voltio, se nombra a consecuencia de Volta.
MICHAEL FARADAY
El crédito para generar la corriente eléctrica en una escala práctica es para el
famoso científico inglés, Michael Faraday. Faraday estuvo interesado grandemente
en la invención del electroimán, pero su mente brillante tomò experimentos
anteriores aún más importantes. Si la electricidad podía producir magnetismo, ¿por
què no podría el magnetismo crear electricidad?. En 1831, Faraday encontrò la
solución. La electricidad se podía producir con magnetismo por el movimiento.
THOMAS EDISON Y JOSEPH SWAM
Cerca de 40 años pasaron antes de que un generador realmente práctico
de la D.C. (corriente directa) fuera construido por Thomas Edison en América.
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Muchas invenciones hizo Edison incluyendo el fonógrafo y un telégrafo de
impresión mejorado. En 1878 de Joseph Swam, un científico británico, inventò la
lámpara de filamento incandescente y en el plazo de doce meses Edison hizo un
descubrimiento similar en América.
JAMES WATT
Cuando el generador de Edison fue juntado con el motor de vapor de Watt, la
producción eléctrica en escala se convirtiò en un asunto práctico. James Watt, el
inventor escocés del motor que condensaba el vapor, naciò en 1736. Sus mejoras a
los motores de vapor fueron patentadas durante 15 años, comenzando en 1769 y su
nombre fue dado a la unidad eléctrica de la potencia, el Vatio.
ANDRE AMPERE
El Amperio de Andre Marie, matemático francés que se dedicò al estudio de
la electricidad y del magnetismo, era el primer para explicar la teoría electro-
dinamica. Un monumento permanente al amperio es el uso de su nombre para la
unidad de la corriente eléctrica.
GEORG SIMON OHM
Dio una relación (Ley de Ohm) que liga la tensión entre dos puntos de un
circuito y la intensidad de corriente que pasa por él, definiendo la resistencia
eléctrica
GUSTAV KIRCHOFF
Físico alemán que ideó las leyes de Kirchoff, con respecto a la distribución de
corriente eléctrica en un circuito eléctrico con derivaciones.
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TALES DE MILETO
El primer filósofo que estudió el fenómeno del magnetismo fue Tales de
Mileto, filósofo griego que vivió entre 625 a. C. y 545 a. C.1 En China, la primera
referencia a este fenómeno se encuentra en un manuscrito del siglo IV a. C. titulado
Libro del amo del valle del diablo: «La magnetita atrae al hierro hacia sí o es atraída
por éste».2 La primera mención sobre la atracción de una aguja aparece en un
trabajo realizado entre los años 20 y 100 de nuestra era: «La magnetita atrae a la
aguja».
SHEN KUA
El científico Shen Kua (1031-1095) escribió sobre la brújula de aguja
magnética y mejoró la precisión en la navegación empleando el concepto
astronómico del norte absoluto. Hacia el siglo XII los chinos ya habían desarrollado la
técnica lo suficiente como para utilizar la brújula para mejorar la navegación.
Alexander Neckham fue el primer europeo en conseguir desarrollar esta técnica en
1187.
PETER PEREGRINUS DE MARICOURT
Peter Peregrinus de Maricourt, fue un estudioso francés del siglo XIII que
realizó experimentos sobre magnetismo y escribió el primer tratado existente para
las propiedades de imanes. Su trabajo se destaca por la primera discusión detallada
de una brújula.
WILLIAM GILBERT
En el siglo XVII, William Gilbert utilizó los estudios sistemáticos acerca de las
características de los imanes. Observó que la máxima atracción ejercida por los
imanes sobre trozos de hierro se realiza en las llamadas "polos de imán".
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OTROS
El conocimiento del magnetismo se mantuvo limitado a los imanes, hasta que
en 1820, Hans Christian Ørsted, profesor de la Universidad de Copenhague,
descubrió que un hilo conductor sobre el que circulaba una corriente ejercía una
perturbación magnética a su alrededor, que llegaba a poder mover una aguja
magnética situada en ese entorno. Muchos otros experimentos siguieron con André-
Marie Ampère, Carl Friedrich Gauss, Michael Faraday y otros que encontraron
vínculos entre el magnetismo y la electricidad.
James Clerk Maxwell sintetizó y explicó estas observaciones en sus
ecuaciones de Maxwell. Unificó el magnetismo y la electricidad en un solo campo, el
electromagnetismo. En 1905, Einstein usó estas leyes para comprobar su teoría de la
relatividad especial, en el proceso mostró que la electricidad y el magnetismo
estaban fundamentalmente vinculadas.
TIPOS DE ELECTRICIDAD
Electricidad Estática
Los objetos neutros pueden cargarse por fricción, por contacto con un objeto
cargada positiva o negativamente o por inducción (en el conductor en movimiento
en el interior de un campo magnético, en este caso la carga inducida tiene una
polaridad opuesta a la carga que genera.)
El fenómeno puede ser tan vivo que provoque chispas visibles en la
oscuridad, como cuando pasamos rápidamente la mano sobre el lomo del gatito
regalón o cuando nos sacamos violentamente el chaleco de fibras plásticas.
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Electricidad Dinámica:
Este tipo de electricidad que podemos manejar y controlar, de tal modo que
produzca determinados efectos. Existen muchas fuerzas que generan electricidad
dinámica, entre ellas:
La energía química a través de todos los tipos de pilas conocidos. La energía
magnética a través de los gigantescos alternadores de una usina eléctrica, el dínamo
de la bicicleta o el microgenerador formado por un micrófono dinámico o la cápsula
de tocadiscos magnética.
La energía térmica que provoca la generación de tensiones eléctricas en dos
metales distintos al ser calentados. La energía luminosa que en las celdas solares
provoca el desprendimiento de electrones. Muy usadas hoy en día en las naves
espaciales.
La energía mecánica que provoca la generación de tensiones en ciertas
sustancias llamadas piezoeléctricas; al ser golpeadas violentamente. Se emplean en
sistemas de encendido de cocinas, automóviles, encendedores, etc., también en las
cápsulas de tocadiscos del tipo cristal o cerámica.
ELECTROSCOPIO
El electroscopio es un instrumento que se utiliza para saber si un cuerpo está
electrizado y el signo de su carga.
El electroscopio consiste en una varilla metálica vertical que tiene una esfera
en la parte superior y en el extremo opuesto dos láminas de oro o de aluminio muy
delgadas. La varilla está sostenida en la parte superior de una caja de vidrio
transparente con un armazón de cobre en contacto con tierra. Al acercar un objeto
electrizado a la esfera, la varilla se electriza y las laminillas cargadas con igual signo
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de electricidad se repelen, separándose, siendo su divergencia una medida de la
cantidad de carga que han recibido. La fuerza de repulsión electrostática se equilibra
con el peso de las hojas. Si se aleja el objeto de la esfera, las láminas, al perder la
polarización, vuelven a su posición normal.
Cuando un electroscopio se carga con un signo conocido, puede
determinarse el tipo de carga eléctrica de un objeto aproximándolo a la esfera. Si las
laminillas se separan significa que el objeto está cargado con el mismo tipo de carga
que el electroscopio. De lo contrario, si se juntan, el objeto y el electroscopio tienen
signos opuestos.
Un electroscopio pierde gradualmente su carga debido a la conductividad
eléctrica del aire producida por su contenido en iones. Por ello la velocidad con la
que se carga un electroscopio en presencia de un campo eléctrico o se descarga
puede ser utilizada para medir la densidad de iones en el aire ambiente. Por este
motivo, el electroscopio se puede utilizar para medir la radiación de fondo en
presencia de materiales radiactivos. El electroscopio de hojuelas de oro fue
inventado por William Guilbert en 1600.
CONDUCTORES
Los elementos conductores tienen facilidad para permitir el movimiento de
cargas y sus átomos se caracterizan por tener muchos electrones libres y aceptarlos
o cederlos con facilidad, por lo tanto son materiales que conducen la electricidad.
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
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electrones. En una u otra medida todo material conduce la electricidad, pero los
aisladores lo hacen con mucha mayor dificultad que los elementos conductores.
ELECTRIZACIÓN
En física, se denomina electrización al efecto de ganar o perder cargas
eléctricas, normalmente electrones, producido por un cuerpo eléctricamente
neutro.
Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros (número de electrones igual al
número de protones), ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga
negativa. Si se frota una barra de vidrio con un paño de seda, hay un traspaso de
electrones del vidrio a la seda. Si se frota un lápiz de pasta con un paño de lana, hay
un traspaso de electrones del paño al lápiz. Ejemplo: Un globo lo frotas en tu cabeza
y luego lo pones cerca de la cabeza de una persona, veras que su cabello se levanta.
El vidrio adquiere una carga eléctrica positiva al perder un determinado
número de cargas negativas (electrones); estas cargas negativas son atraídas por la
seda, con lo cual se satura de cargas negativas. Al quedar cargados eléctricamente
ambos cuerpos, ejercen una influencia eléctrica en una zona determinada que
depende de la cantidad de carga ganada o perdida, dicha zona se llama campo
eléctrico, una explicación sobre los materiales y como se cargan puede hallarse en el
efecto triboeléctrico.
CARGA ELECTICA
La carga eléctrica es una propiedad física intrínseca de algunas partículas
subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas.
La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos,
siendo a su vez, generadora de ellos. La denominada interacción
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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.
Qi=Qf
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.
CARACTERÍSTICAS DE LA FUERZA ELECTROESTÁTICA
Los átomos que están presentes en todos los cuerpos, están compuestos
de electrones, protones y neutrones. Los tres tienen masa pero solamente el
electrón y el protón tienen carga. El protón tiene carga positiva y el electrón tiene
carga negativa.
Si se colocan dos electrones (carga negativa los dos) a una distancia "r", estos
se repelerán con una fuerza "F".
Esta fuerza depende de la distancia "r" entre los electrones y la carga de
ambos. Esta fuerza "F" es llamada Fuerza electrostática. Si en vez de
utilizar electrones se utilizan protones, la fuerza será también de repulsión pues las
cargas son iguales. (positivas las dos)
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La fuerza cambiará de repulsiva a atractiva, si en vez de poner dos elementos
de carga igual, se ponen se cargas opuestas. (un electrón y un protón)
El que la fuerza electrostática sea de atracción o de repulsióndepende de
los signos de las cargas:
- cargas negativas frente a frente se repelen
- cargas positivas frente a frente se repelen
- carga positiva frente a carga negativa se atraen
- un electrón con un neutrón no generan ninguna fuerza
- un protón con un neutrón no generan ninguna fuerza
Acordarse que el neutrón es "neutro", no tiene carga.
CAMPO ELECTROSTÁTICO
Las cargas eléctricas no precisan de ningún medio material para influir entre
ellas y por ello las fuerzas eléctricas son consideradas fuerzas de acción a distancia.
En virtud de ello se recurre al concepto de campo electrostático para facilitar la
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descripción, en términos físicos, de la influencia que una o más cargas ejercen sobre
el espacio que las rodea.
IMÁN
Un imán es un cuerpo o dispositivo con un magnetismo significativo, de
forma que tiende a juntarse con otros imanes o metales ferromagnéticos (por
ejemplo, hierro, cobalto, níquel y aleaciones). Puede ser natural o artificial.
CAMPO MAGNÉTICO
Un campo magnético es una descripción matemática de la influencia
magnética de las corrientes eléctricas y de los materiales magnéticos. El campo
magnético en cualquier punto está especificado por dos valores, la dirección y
la magnitud; de tal forma que es un campo vectorial. Específicamente, el campo
magnético es un vector axial, como lo son los momentos mecánicos y los campos
rotacionales. El campo magnético es más comúnmente definido en términos de
la fuerza de Lorentz ejercida en cargas eléctricas. Campo magnético puede referirse
a dos separados pero muy relacionados símbolos B y H.
Los campos magnéticos son producidos por cualquier carga eléctrica en
movimiento y el momento magnético intrínseco de laspartículas
elementales asociadas con una propiedad cuántica fundamental, su espin. En
la relatividad especial, campos eléctricos y magnéticos son dos aspectos
interrelacionados de un objeto, llamado el tensor electromagnético. Las fuerzas
magnéticas dan información sobre la carga que lleva un material a través del efecto
Hall. La interacción de los campos magnéticos en dispositivos eléctricos tales como
transformadores es estudiada en la disciplina de circuitos magnéticos.
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ELECTROIMÁN
El electroimán es un tipo de imán en el que el campo magnético se produce
mediante el flujo de una corriente eléctrica, desapareciendo en cuanto cesa dicha
corriente.
En 1819, el físico danés Hans Christian Ørsted descubrió que una corriente
eléctrica que circula por un conductor produce un efecto magnético que puede ser
detectado con la ayuda de una brújula. Basado en sus observaciones, el físico
Estadounidense Joseph Henry inventó el electroimán en 1825. El primer electroimán
era un trozo de hierro con forma de herradura envuelto por una bobina enrollada
sobre él. Henry envolvió los cables por los que hizo circular la corriente de una
batería. Henry podía regular su electroimán, lo que supuso el principio del uso de la
energía eléctrica en máquinas útiles y controlables, estableciendo los cimientos para
las comunicaciones electrónicas a gran escala.
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CONCLUSIÓN
La electricidad es un fenómeno físico que se manifiesta naturalmente en los
rayos, las descargas eléctricas producidas por el rozamiento (electricidad estática) y
en el funcionamiento de los sistemas nerviosos de los animales, incluidos los seres
humanos. También se denomina electricidad a la rama de la ciencia que lo estudia y
la rama de la tecnología que lo aplica. Desde que, en 1831, Faraday descubriera la
forma de producir corrientes eléctricas por inducción, se ha convertido en una de las
formas de energía más importantes para el desarrollo tecnológico debido a su
facilidad de generación, distribución y al gran número de aplicaciones que tiene.
El origen de la electricidad son las cargas eléctricas, estáticas o en
movimiento, y su interacción. Una carga eléctrica en reposo produce fuerzas sobre
otras cargas. Si la carga eléctrica está en movimiento, produce también fuerzas
magnéticas. Hay sólo dos tipos de carga eléctrica, las positivas y las negativas. Las
cargas eléctricas elementales son los protones y los electrones, responsables de la
formación de los átomos y moléculas, pero también hay otras partículas elementales
cargadas. Electricidad y magnetismo son sólo dos aspectos diferentes del mismo
fenómeno electromagnético descrito por las ecuaciones de Maxwell. El movimiento
de una carga eléctrica con velocidad constante produce un campo magnético, la
variación de un campo magnético produce un campo eléctrico y el movimiento
acelerado de cargas eléctricas genera ondas electromagnéticas (como en las
descargas de rayos que pueden escucharse en los receptores de radio AM). Debido a
las crecientes aplicaciones de la electricidad en la generación de potencia, las
telecomunicaciones y el procesamiento de información, uno de los principales
desafíos contemporáneos es generarla de modo más eficiente y con el mínimo de
perjuicios para el medio ambiente.
BIBLIOGRAFÍA
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http://definicion.de/electricidad/
http://es.wikipedia.org/wiki/Electricidad
http://www.definicionabc.com/general/electricidad.php
http://es.wikipedia.org/wiki/Magnetismo
http://www.rena.edu.ve/TerceraEtapa/Fisica/Magnetismo.html
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