La corriente eléctrica (página 2)

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El electroscopio es un instrumento cualitativo empleado
para demostrar la presencia de cargas eléctricas. En la
figura 1 se muestra el
instrumento tal como lo utilizó por primera vez el
físico y químico británico Michael Faraday.
El electroscopio está compuesto por dos láminas de
metal muy finas colgadas de un soporte metálico en el
interior de un recipiente de vidrio u otro
material no conductor. Una esfera recoge las cargas
eléctricas del cuerpo cargado que se quiere observar; las
cargas, positivas o negativas, pasan a través del soporte
metálico y llegan a ambas láminas. Al ser iguales,
las cargas se repelen y las láminas se separan. La
distancia entre éstas depende de la cantidad de
carga.

DIFERENCIA DE
POTENCIAL

También llamada tensión eléctrica,
es el trabajo
necesario para desplazar una carga positiva unidad de un punto a
otro en el interior de un campo
eléctrico; en realidad se habla de diferencia de
potencial entre ambos puntos (VA – VB). La unidad de diferencia
de potencial es el volt (V).

Un generador de corriente
eléctrica permite mantener una diferencia de potencial
constante y, en consecuencia, una corriente eléctrica
permanente entre los extremos de un conductor. Sin embargo, para
una determinada diferencia de potencial, los distintos
conductores difieren entre sí en el valor de la
intensidad de corriente obtenida, aunque el campo
eléctrico sea el mismo. Existe una relación de
proporcionalidad, dada por la ley de Ohm, entre
la diferencia de potencial entre los extremos de un conductor y
la intensidad que lo recorre. La constante de proporcionalidad se
denomina resistencia del
conductor y su valor depende de su naturaleza, de
sus dimensiones geométricas y de las condiciones
físicas, especialmente de la temperatura.

La diferencia de potencial entre dos puntos de un
circuito se mide con un voltmetro, instrumento que se coloca
siempre en derivación entre los puntos del circuito cuya
diferencia de potencial se quiere medir.

RESISTENCIA

Propiedad de un objeto o sustancia que hace que se
resista u oponga al paso de una corriente eléctrica. La
resistencia de un circuito eléctrico determina
"según la llamada ley de Ohm"
cuánta corriente fluye en el circuito cuando se le aplica
un voltaje determinado. La unidad de resistencia es el ohm, que
es la resistencia de un conductor si es recorrido por una
corriente de un amper cuando se le aplica una tensión de 1
volt. La abreviatura habitual para la resistencia
eléctrica es R, y el símbolo del ohm es la letra
griega omega, . En algunos cálculos eléctricos se
emplea el inverso de la resistencia, 1/R, que se denomina
conductancia y se representa por G. La unidad de conductancia es
siemens, cuyo símbolo es S. Aún puede encontrarse
en ciertas obras la denominación antigua de esta unidad,
mho.

La resistencia de un conductor viene determinada por una
propiedad de
la sustancia que lo compone, conocida como conductividad, por la
longitud por la superficie transversal del objeto, así
como por la temperatura. A una temperatura dada, la resistencia
es proporcional a la longitud del conductor e inversamente
proporcional a su conductividad y a su superficie transversal.
Generalmente, la resistencia de un material aumenta cuando crece
la temperatura.

El término resistencia también se emplea
cuando se obstaculiza el flujo de un fluido o el flujo de
calor. El
rozamiento crea resistencia al flujo de fluido en una
tubería, y el aislamiento proporciona una resistencia
térmica que reduce el flujo de calor desde una temperatura
más alta a una más baja.

CAPACITANCIA

Relación constante entre la carga
eléctrica que recibe un conductor y el potencial que
adquiere. La capacidad de un condensador se mide en farads y
viene expresada por la fórmula C = q/V, donde q es la
carga (en culombs) de uno de los dos conductores, y V es la
diferencia de potencial (en volts) entre ambos. La capacidad
depende sólo de la superficie de los conductores y del
espesor y la naturaleza del dieléctrico del
condensador.

INDUCTANCIA

Generación de una corriente eléctrica en
un conductor en movimiento en
el interior de un campo
magnético (de aquí el nombre completo, inducción electromagnética). El
efecto fue descubierto por el físico británico
Michael Faraday y condujo directamente al desarrollo del
generador eléctrico rotatorio, que convierte el movimiento
mecánico en energía
eléctrica.

POTENCIA
ELÉCTRICA

El trabajo, o
transferencia de energía, realizado por unidad de tiempo. El
trabajo es igual a la fuerza
aplicada para mover un objeto multiplicada por la distancia a la
que el objeto se desplaza en la dirección de la fuerza. La potencia mide la
rapidez con que se realiza ese trabajo. En términos
matemáticos, la potencia es igual al
trabajo realizado dividido entre el intervalo de tiempo a lo
largo del cual se efectúa dicho trabajo.

El concepto de
potencia no se aplica exclusivamente a situaciones en las que se
desplazan objetos mecánicamente. También resulta
útil, por ejemplo, en electricidad.
Imaginemos un circuito eléctrico con una resistencia. Hay
que realizar una determinada cantidad de trabajo para mover las
cargas eléctricas a través de la resistencia. Para
moverlas más rápidamente "en otras palabras, para
aumentar la corriente que fluye por la resistencia" se necesita
más potencia.

La potencia siempre se expresa en unidades de
energía divididas entre unidades de tiempo. La unidad de
potencia en el Sistema
Internacional es el watt, que equivale a la potencia necesaria
para efectuar 1 joule de trabajo por segundo. Una unidad de
potencia tradicional es el caballo de vapor (CV), que equivale
aproximadamente a 746 watts.

CAMPO
ELÉCTRICO

Región en la que se ejerce sobre un objeto una
fuerza gravitatoria, magnética, electrostática o de otro tipo. Se supone
que estas regiones están recorridas por líneas de
fuerza imaginarias, muy juntas donde el campo es más
intenso y más espaciadas donde es más débil.
El concepto de campo fue muy desarrollado por James Clerk
Maxwell, físico británico del siglo XIX, en su
teoría
electromagnética.

FRECUENCIA

Término empleado en física para indicar
el número de veces que se repite en un segundo cualquier
fenómeno periódico.
La frecuencia es muy importante en muchas áreas de la
física, como la mecánica o el estudio de las ondas de sonido.

Las frecuencias de los objetos oscilantes abarcan una
amplísima gama de valores. Los
temblores de los terremotos
pueden tener una frecuencia inferior a 1, mientras que las
veloces oscilaciones electromagnéticas de los rayos gamma
pueden tener frecuencias de 1020 o más. En casi todas las
formas de vibración mecánica existe una relación entre
la frecuencia y las dimensiones físicas del objeto que
vibra. Por ejemplo, el tiempo que necesita un péndulo para
realizar una oscilación completa depende en parte de la
longitud del péndulo; la frecuencia de vibración de
la cuerda de un instrumento musical está determinada en
parte por la longitud de la cuerda. En general, cuanto más
corto es el objeto, mayor es la frecuencia de
vibración.

En todas las clases de movimiento ondulatorio, la
frecuencia de la onda suele darse indicando el número de
crestas de onda que pasan por un punto determinado cada segundo.
La velocidad de
la onda y su frecuencia y longitud de onda están
relacionadas entre sí. La longitud de onda (la distancia
entre dos crestas consecutivas) es inversamente proporcional a la
frecuencia y directamente proporcional a la velocidad. En
términos matemáticos, esta relación se
expresa por la ecuación v = f, donde v es la velocidad, f
es la frecuencia y (la letra griega lambda) es la longitud de
onda. A partir de esta ecuación puede hallarse cualquiera
de las tres cantidades si se conocen las otras dos.

La frecuencia se expresa en hertz (Hz); una frecuencia
de 1 Hz significa que existe 1 ciclo u oscilación por
segundo. La unidad se llama así en honor del físico
alemán Heinrich Rudolf Hertz, el primero en demostrar la
naturaleza de la propagación de las ondas
electromagnéticas. Las unidades como kilohertz (kHz)
"miles de ciclos por segundo", megahertz (MHz) "millones de
ciclos por segundo" y gigahertz (GHz) "miles de millones de
ciclos por segundo" se usan para describir fenómenos de
alta frecuencia como las ondas de radio. Estas
ondas y otros tipos de radiación
electromagnética pueden caracterizarse por sus
longitudes de onda o por sus frecuencias. Las ondas
electromagnéticas de frecuencias extremadamente elevadas,
como la luz o los
rayos X,
suelen describirse mediante sus longitudes de onda, que
frecuentemente se expresan en nanómetros (un
nanómetro, abreviado nm, es una milmillonésima de
metro). Una onda electromagnética con una longitud de onda
de 1 nm tiene una frecuencia de aproximadamente 300 millones de
GHz.

PERIODO

Espacio de tiempo limitado y determinado por la
ocurrencia de algún fenómeno que se repite
regularmente, como el que transcurre entre dos pleamares o entre
dos máximos consecutivos de intensidad en una corriente
eléctrica alterna, el que emplea un péndulo en su
movimiento de vaivén, el que tarda un planeta en efectuar
su movimiento de revolución, etc.

CONCLUSIÓN

Los componentes electrónicos han venido
evolucionando a través del tiempo tanto que cada
día más pequeños y complejos son los
circuitos
eléctricos, esto se debe a que los componentes son
elaborados con la finalidad de realizar diversas tareas dentro
del circuito en el caso de los circuitos
integrados su desarrollo ha revolucionado los campos de las
comunicaciones, la gestión
de la información y la informática. Los circuitos
integrados han permitido reducir el tamaño de los
dispositivos con el consiguiente descenso de los costes de
fabricación y de mantenimiento
de los sistemas. Al
mismo tiempo, ofrecen mayor velocidad y fiabilidad. Los relojes
digitales, las computadoras
portátiles y los juegos
electrónicos son sistemas basados en microprocesadores.

Otro avance importante es la digitalización de
las señales
de sonido, proceso en el
cual la frecuencia y la amplitud de una señal de sonido se
codifica digitalmente mediante técnicas
de muestreo
adecuadas, es decir, técnicas para medir la amplitud de la
señal a intervalos muy cortos. La música grabada de
forma digital, como la de los discos compactos, se caracteriza
por una fidelidad que no era posible alcanzar con los métodos de
grabación directa. De igual manera pasa con los transistores, ha
reemplazado casi completamente al tubo de vacío en la
mayoría de sus aplicaciones. Al incorporar un conjunto de
materiales
semiconductores y contactos eléctricos, el
transistor
permite las mismas funciones que el
tubo de vacío, pero con un coste, peso y potencia
más bajos, y una mayor fiabilidad.

Un asunto interesante que aparece en el estudio de la
conducción de electricidad es que algunos materiales en
ciertas condiciones físicas no conducen electricidad. Sin
embargo, alterándose estas condiciones el mismo material
puede pasar a conducir electricidad. Un ejemplo simple a ser
considerado es la sal de cocina, NaCl. Esta sal, a la temperatura
ambiente, es
un pésimo conductor de electricidad y es caracterizado
como un aislante. Sin embargo, basta fundirlo o disolverlo en
agua que se
nota una conducción de electricidad en proporción
elevada. Fenómenos como éste llevaron a los
cientistas del siglo pasado a cuestionar si el mecanismo de
conducción de electricidad en metales era el
mismo observado, por ejemplo, en el NaCl.