Fundamentos de Electricidad: Átomos, Corriente y Materiales Conductores
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Composición de la Materia
La materia está formada por moléculas y estas, a su vez, por átomos. Dependiendo de la composición de la materia, podemos distinguir:
- Elementos: moléculas formadas por un solo tipo de átomo.
- Compuestos: moléculas formadas por varios tipos de átomos.
- Mezclas: distintos tipos de moléculas formadas por distintos átomos.
Estructura del Átomo
Los átomos están formados por:
- Electrones: se encuentran alrededor del núcleo, en movimiento orbital. Definen las características eléctricas del átomo y poseen carga negativa.
- Núcleo: formado por protones y neutrones. Contiene el mismo número de protones que de electrones. Los protones tienen carga positiva. El número de protones determina el número atómico del elemento. La suma de protones y neutrones determina el peso atómico.
*Un isótopo de un átomo es aquel en el que varía el número de neutrones en +1 o -1.
Capacidad de las Órbitas
Las órbitas de los electrones tienen una capacidad máxima:
- Primera órbita: 2 electrones
- Segunda órbita: 8 electrones
- Tercera órbita: 18 electrones
- Cuarta órbita: a partir de 18 electrones
Corriente Eléctrica
La corriente eléctrica es el movimiento ordenado de electrones a través de un conductor. Existen dos sentidos de la corriente:
- Sentido convencional: de positivo a negativo.
- Sentido real: de negativo a positivo.
Tipos de Corriente
- Corriente estática: los electrones están inmóviles en el material. Se obtiene por rozamiento.
- Electricidad dinámica: los electrones se desplazan por el material. Se divide en dos tipos:
- Corriente continua (CC)
- Corriente alterna (CA)
Diferencias entre Corriente Continua (CC) y Corriente Alterna (CA)
| Característica | CC | CA |
| Generación | Reacción química | Variación de un campo magnético |
| Almacenaje | Sí, en pilas, baterías... | No |
| Circulación de cargas | Circulan en el mismo sentido y con la misma polaridad | Sentido variable, polaridad cambiante |
| Cambio de polaridad | Si se cambia, se deteriora el componente | No genera problemas |
Clasificación de los Materiales según su Conductividad
Los materiales se pueden clasificar en función de su capacidad para conducir la electricidad:
- Conductores: los electrones de las últimas capas se desplazan con facilidad (ej. metales).
- Aislantes: no existen electrones libres en el material (ej. vidrio, papel).
- Semiconductores: mediante la adición de una pequeña cantidad de ciertos elementos (proceso conocido como dopado), pueden comportarse como conductores o aislantes. Presentan cristales con carga positiva y negativa.
Magnitudes Eléctricas
Para que exista movimiento de electrones, se necesita una diferencia de tensión entre dos extremos del circuito (diferencia de potencial).
- Voltaje: fuerza electromotriz, diferencia de potencial.
- Intensidad: cantidad de electrones circulando.
- Resistencia: oposición que presenta el circuito al paso de electrones.
Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos que forman una trayectoria cerrada y permiten la circulación de los electrones.