Fenomemos electricos

Historia de la electricidad

La historia de la electricidad como rama de la física comenzó con observaciones aisladas y simples especulaciones o intuiciones médicas, como el uso de peces eléctricos en enfermedades como la gota y el dolor de cabeza, u objetos arqueológicos de interpretación discutible (la batería de Bagdad).8 Tales de Mileto fue el primero en observar los fenómenos eléctricos cuando, al frotar una barra de ámbar con un paño, notó que la barra podía atraer objetos livianos.2 4

Mientras la electricidad era todavía considerada poco más que un espectáculo de salón, las primeras aproximaciones científicas al fenómeno fueron hechas en los siglos XVII y XVIII por investigadores sistemáticos como Gilbert, von Guericke, Henry Cavendish, Du Fay, van Musschenbroek y Watson. Estas observaciones empiezan a dar sus frutos con Galvani, Volta, Coulomb y Franklin, y, ya a comienzos del siglo XIX, con Ampère, Faraday y Ohm. No obstante, el desarrollo de una teoría que unificara la electricidad con el magnetismo como dos manifestaciones de un mismo fenómeno no se alcanzó hasta la formulación de las ecuaciones de Maxwell (1861-1865).

Los desarrollos tecnológicos que produjeron la primera revolución industrial no hicieron uso de la electricidad. Su primera aplicación práctica generalizada fue el telégrafo eléctrico de Samuel Morse(1833), que revolucionó las telecomunicaciones. La generación masiva de electricidad comenzó cuando, a fines del siglo XIX, se extendió la iluminación eléctrica de las calles y las casas. La creciente sucesión de aplicaciones que esta disponibilidad produjo hizo de la electricidad una de las principales fuerzas motrices de la segunda revolución industrial. Más que de grandes teóricos, como Lord Kelvin, fue éste el momento de grandes inventores como Gramme, Westinghouse, von Siemens y Alexander Graham Bell. Entre ellos destacaron Nikola Tesla y Thomas Alva Edison, cuya revolucionaria manera de entender la relación entre investigación y mercado capitalista convirtió la innovación tecnológica en una actividad industrial. Tesla, un inventor serbio-americano, descubrió el principio del campo magnético rotatorio en 1882, que es la base de la maquinaria de corriente alterna. También inventó el sistema de motores y generadores de corriente alterna polifásica que da energía a la sociedad moderna.

Electricidad La electricidad (del griego ήλεκτρον elektron, cuyo significado es 

ámbar) es unfenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros.1 2 3 4 Se puede observar de forma natural en fenómenos atmosféricos, por ejemplo los rayos, que son descargas eléctricas producidas por la transferencia de energía entre la ionosfera y la superficie terrestre (proceso complejo del que los rayos solo forman una parte). Otros mecanismos eléctricos naturales los podemos encontrar en procesos biológicos, como el funcionamiento del sistema nervioso. Es la base del funcionamiento de muchas máquinas, desde pequeños electrodomésticos hasta sistemas de gran potencia como los trenes de alta velocidad, y de todos los dispositivos electrónicos.5 Además es esencial para la producción de sustancias químicas como el aluminio y el cloro.

También se denomina electricidad a la rama de la física que estudia las leyes que rigen el fenómeno y a la rama de la tecnología que la usa en aplicaciones prácticas. Desde que, en 1831, Faraday descubriera la forma de producir corrientes eléctricas porinducción —fenómeno que permite transformar energía mecánica en energía eléctrica— se ha convertido en una de las formas de energía más importantes para el desarrollo tecnológico debido a su facilidad de generación y distribución y a su gran número de aplicaciones.

Como se origina La electricidad es originada por las cargas

eléctricas, en reposo o en movimiento, y las interacciones entre ellas. Cuando varias cargas eléctricas están en reposo relativo se ejercen entre ellas fuerzas electrostáticas. Cuando las cargas eléctricas están en movimiento relativo se ejercen tambiénfuerzas magnéticas. Se conocen dos tipos de cargas eléctricas: positivas y negativas. Los átomos que conforman la materia contienen partículas subatómicas positivas (protones), negativas (electrones) y neutras (neutrones). También hay partículas elementales cargadas que en condiciones normales no son estables, por lo que se manifiestan sólo en determinados procesos como los rayos cósmicos y lasdesintegraciones radiactivas.6

El rayo corresponde a una descarga eléctrica en la atmósfera, que se produce entre una nube y la superficie, o entre dos nubes. El aire, desde el punto de vista eléctrico es un buen aislante. Sin embargo, cuando la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos supera un cierto valor límite, se produce una masiva descarga eléctrica en la forma de un rayo. En la situación mas común, cuando la descarga se produce entre la base de una nube y el suelo, esta. tiene su origen en una separación de cargas eléctricas en la nube, con la carga negativa acumulada en la base de la misma. Esta separación induce la acumulación de una carga eléctrica positiva en la superficie del terreno debajo de la nube, generando de paso un gradiente creciente de potencial eléctrico. Cuando el gradiente de potencial alcanza un valor del orden de 3 millones de volts por metro se produce una violenta y rápida descarga eléctrica en la forma de un rayo, el cual en realidad esta constituido por una secuencia muy rápida de descargas sucesivas a través del mismo canal.

Rayos, relámpagos y truenos

El aumento de temperatura en los puntos por donde

pasa la descarga (hasta un valor cercano a 30.000 C) y

el brusco aumento de presión debido al

calentamiento asociado generan una gran

luminosidad (relámpago) y ondas de sonido que

constituyen el trueno. La velocidad de propagación del sonido en el aire es del orden de 340 m/s, de modo que el tiempo transcurrido

entre la ocurrencia del relámpago y el trueno

permite estimar la distancia del observador al punto de

ocurrencia del rayo. En Chile, la región con mayor

frecuencia de estos fenómenos es el Altiplano de las regiones I y II donde

se registra una fuerte actividad eléctrica asociada

a la nubosidad conectiva que se desarrolla durante el

periodo de lluvia, en el verano.

los recientes eventos nos proveen un excelente caso de estudio de las fuerzas cósmicas que podrían estar detrás de grandes tormentas como los ciclones, huracanes, tormentas de nieve y mucho más. Los recientes eventos de los que hablo incluyen la mayor tormenta de nieve que haya caído en el centro oeste y el este de EEUU así como también el castigo del Ciclón Yasi sobre el este de Australia a comienzos de esta semana. Ambas tormentas crecieron a enormes tamaños durante un período de tiempo que coincidió con una tormenta solar que azotó a la Tierra después de la Luna Nueva. Aunque pueda parecer extraño, esta no es la primera vez que estos alineamientos celestiales en conjunto con la actividad solar han causado tales eventos. Si existe una relación entre estos factores, según como sospechamos, entonces esto da en gran parte una vuelta a lo que comúnmente se cree sobre el clima terrestre y, como veremos, incluso de la geología. 

ciclones

Cómo protegerse de tormentas eléctricas

La lluvia, el mal tiempo y las tormentas son fenómenos naturales que se escapan de nuestro control. Pero lo que sí podemos controlar es lo que hacemos cuando suceden. ¿Te ha advertido tu mamá o tu abuelita que debes correr bajo techo cuando relampaguea? ¿O colgar el teléfono en cuanto escuches los truenos? ¿Sabes qué? Tienen razón. Muchas personas, no hacen caso y se olvidan del sabio proverbio que dice: más vale precaver que tener que lamentar. Aprende lo que tienes que hacer en caso de una tormenta eléctrica.

¿Te asustan los rayos y los relámpagos? Convierte ese miedo en un cauteloso respeto y aprende a protegerte. Te conviene saber que los relámpagos alcanzan a unas 400 personas al año (en los Estados Unidos) y de esos casos, entre 55 y 60 pierden la vida.  Los que sobreviven la descarga eléctrica muchas veces tienen que aprender a vivir con discapacidades y daños neurológicos permanentes. ¿Por qué arriesgarse? A continuación te brindamos varias medidas de seguridad recomendadas por la Administración Nacional del Océano y la Atmósfera (NOAA por su sigla en inglés).

 Fenómenos eléctricos en la atmósfera

La superficie de la tierra está cargada negativamente y sobre ella existe un campo eléctrico de forma vertical de aproximadamente 100 volt por metro a nivel del mar. Sin embargo, este campo eléctrico se debilita mientras nos encontremos a mayor altitud. Desde la superficie (a nivel del mar) hasta la parte alta de la atmósfera existen 50.000 metros aproximadamente con una diferencia de potencial de unos 400.000 volts. Por tanto, la tierra actúa como capacitor esférico con cargas negativas de un millón de couloumbs y con cargas positivas en la atmósfera. 

Por otro lado la densidad de la corriente eléctrica en la atmósfera es de 10 microamperes por metro cuadrado paralelo a la tierra, producto del campo eléctrico y de la conductividad (iones en el campo eléctrico produciendo corriente), esta pasa del cielo a la tierra. La ionización entonces, aumenta a cada unidad de volumen por altura y es producida fundamentalmente por los rayos cósmicos. 

¿cuál es la función de las tormentas eléctricas? 

En el aire flotan núcleos, que correspondan a partículas de polvo que viajan cargadas y se combinan con los cristales de cloruro de sodio (la sal) derivados del oleaje marino formando macro-iones, los cuales varían el potencial del aire; el cual es máximo a las 19:00 (hora de Greenwich). Por tanto, la conductividad lateral en la parte superior de la atmósfera aumenta para evitar diferencias de potencial locales en la parte baja (sectores aislados). 

La corriente eléctrica carga positivamente la superficie de la tierra con 1750 amperes. Si sólo existiese dicha carga, la tierra se descargaría en menos de una hora. Es por eso que existen las tormentas eléctricas. El 90% de los rayos que se generan llevan cargas negativas produciendo diariamente 40.000 tormentas (100 rayos por segundo) siendo el máximo de actividad a la hora señalada inicialmente. 

Carga eléctrica

La carga eléctrica es una propiedad que poseen algunas partículas subatómicas y que se manifiesta mediante las fuerzas observadas entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos siendo, a su vez, generadora de ellos. La interacción entre carga y campo eléctrico es la fuente de una de las cuatro interacciones fundamentales, la interacción electromagnética. La partícula que transporta la información de estas interacciones es el fotón. Estas fuerzas son de alcance infinito y no se manifiestan de forma inmediata, sino que tardan un tiempo , donde  es la velocidad de la luz en el medio en el que se transmite y  la distancia entre las cargas.

Las dos partículas elementales cargadas que existen en la materia y que se encuentran de forma natural en la Tierra son el electrón y el protón, aunque pueden encontrarse otras partículas cargadas procedentes del exterior (como los muones o los piones). Todos los hadrones (como el protón y el neutrón) además, están constituidos por partículas cargadas más pequeñas llamadas quarks, sin embargo estas no pueden encontrarse libres en la naturaleza.

Cuando un átomo gana o pierde un electrón, queda cargado eléctricamente. A estos átomos cargados se les denomina iones.

Los trabajos de investigación realizados en la segunda mitad del siglo XIX por el premio Nobel de Física Joseph John Thomson, que le llevaron en 1897 a descubrir el electrón, y de Robert Millikan a medir su carga, determinaron la naturaleza discreta de la carga eléctrica.11

Fundamentos básicos sobre electricidad

ELECTRICIDAD: Esta aprovecha los fenómenos eléctricos para obtener energía o potenciacon las cuales podemos darle movimiento a cualquier aparato eléctrico.

A partir de ahora podran encontrar en estas paginas un pequeño curso sobre electricidad, Para los que gustan de hacer sus propias instalaciones electricas va dirigido y espero que sea de utilidad, y recuerden tomar todas las medidas de seguridad para evitar accidentes.

Como en toda actividad, en el trabajo eléctrico, recalcámos, debemos de tener precauciones y reducir los riesgos a "0". Cuando la electricidad se maneja inteligentemente, es segura. Para que una persona pueda considerarse un electricista competente, debe de aplicar algunas reglas, mismas que se dan a continuación en este tutorial sobre electricidad:

1.- Se debe de usar ropa adecuada para este trabajo.

2.- NO usar en el cuerpo piezas de metal, ejemplo, cadenas, relojes, anillos, etc. ya que podrian ocasionar un corto circuito.

3.- Cuando se trabaja cerca de partes con corriente o maquinaria, usar ropa ajustada y zapatos antideslizantes.

4.- De preferencia, trabajar sin energía.

5.- Al trabajar en lìneas de alta tensión, aunque se haya desconectado el circuito, se debe de conectar ( el electricista ) a tierra con un buen conductor.

6.- Es conveniente trabajar con guantes adecuados cuando se trabaja cerca de líneas de alto voltaje y proteger los cables con un material aislante.

7.- Si no se tiene la seguridad del voltaje, o si esta desactivado, no correr riesgos.

8.- Deberan abrirse los interruptores completamente, no a la mitad y no cerrarlos hasta estar seguro de las condiciones del circuito.

9.- Si se desconoce el circuito o si es una conexión complicada, familiarizarse primero y que todo este correcto. hacer un diagrama del circuito y estudiarlo detenidamente, si hay otra persona, pedirle que verifique las conexiones o bien el diagrama.

10.- Hacer uso de herramientas adecuadas ( barras aisladoras ) para el manejo de interruptores de alta potencia.