Propiedades Eléctricas de la Materia

La Carga Eléctrica

Los cuerpos en estado normal son neutros. Al ser frotados, se electrizan, es decir, presentan carga eléctrica. Entonces, se puede afirmar que:

• La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de la materia.
• Existen dos tipos de cargas eléctricas: positivas y negativas.
• Los cuerpos cargados con distinto signo de carga eléctrica se atraen, y con el mismo signo, se repelen.
• En todo proceso de electrización, la carga eléctrica total permanece constante, es decir, ni se crea ni se destruye (Principio de Conservación de la Carga).

Dispositivos para la Comprobación de Carga Eléctrica

Los dispositivos utilizados para comprobar la existencia de carga eléctrica son:

• Péndulo eléctrico: Se trata de un péndulo construido con una pequeña bola de papel, corcho o médula de saúco que cuelga de un soporte mediante un hilo de seda o de algodón.
• Electroscopio: Consiste en un recipiente de vidrio con un tapón de corcho atravesado por una barra metálica. En su extremo superior posee una bola metálica, y en el inferior, unas láminas metálicas (de oro o de aluminio) que pueden moverse libremente. Al cargarse las láminas con el mismo tipo de carga, estas se repelen y se abren.
• Electrómetro: Se trata de un electroscopio dotado de una escala. Su diseño es parecido al del electroscopio, aunque difiere en que una de las láminas es móvil y puede desplazarse sobre una escala graduada.

Clasificación de Materiales: Conductores, Aislantes y Semiconductores

La electrización consiste en la pérdida o ganancia de electrones, pero para que esto se produzca, los electrones deben moverse.

• Conductores: Son los cuerpos que permiten el movimiento de los electrones en su interior.
• Aislantes: Son los cuerpos que no permiten el movimiento de los electrones en su interior.
• Semiconductores: Poseen características intermedias entre los otros dos. Se comportan como aislantes en condiciones normales, pero con pequeñas variaciones de estas condiciones (aumento de la temperatura, la luz) se convierten en conductores.

Campo Eléctrico

La fuerza que se crea entre cargas eléctricas no necesita de ningún medio material para que se produzca, de ahí que las fuerzas eléctricas sean consideradas fuerzas de acción a distancia.

El campo eléctrico es la región del espacio que rodea a una carga o conjunto de cargas donde se sienten sus efectos.

Potencial Eléctrico

Se define como el trabajo que hay que realizar para transportar la carga de prueba positiva desde el infinito hasta dicho punto. La unidad de potencial en el Sistema Internacional (*SI*) es el voltio (*V*), que equivale a 1 julio/culombio.

Corriente Eléctrica

Es el movimiento de electrones a través de un conductor. Para que se produzca una corriente eléctrica, debe existir un desequilibrio eléctrico entre dos puntos, es decir, un punto muy negativo y otro muy positivo. Para que la corriente se mantenga, es necesario que exista un desequilibrio de cargas entre dos puntos, lo cual se consigue mediante un generador eléctrico.

Un generador eléctrico es un dispositivo capaz de transformar un tipo determinado de energía en energía eléctrica.

Generadores Eléctricos

Existen varios tipos de generadores:

• Generadores químicos:
  • Pilas primarias o voltaicas (pilas normales, pilas de relojes, calculadoras).
  • Pilas secundarias o acumuladores (baterías de coches, camiones).
• Generadores solares: La fuente de la electricidad es un material semiconductor fotosensible. Las células fotovoltaicas transforman la energía luminosa en energía eléctrica.
• Generadores electromagnéticos: La dinamo y el alternador producen corriente eléctrica a partir del movimiento de un conductor dentro del seno de un campo creado por un imán.

Fuentes y Generación de Energía Eléctrica

A continuación, se describen los principales tipos de centrales utilizadas para la generación masiva de electricidad:

Central Hidroeléctrica

Estas centrales utilizan el agua retenida en una presa, dejándola caer desde gran altura sobre las paletas de una turbina situada en la base de la presa. La turbina se conecta por su eje a un alternador que transforma la energía cinética en energía eléctrica. Una vez utilizada, el agua se devuelve al curso del río o es bombeada de nuevo a la presa.

Central Térmica

Estas centrales utilizan combustibles fósiles para calentar agua, que se convierte en vapor dentro de una caldera. La fuerza del vapor se utiliza para mover las paletas de una turbina que se encuentra conectada al alternador por el eje, para producir energía eléctrica. La desventaja es que estas centrales son muy contaminantes debido al humo que desprenden los combustibles al ser quemados para calentar el agua.

Central Nuclear

Es similar a una central térmica, pero en lugar de tener una caldera, posee un reactor nuclear que utiliza uranio como combustible. El uranio libera calor para calentar agua y convertirla en vapor que mueve la turbina, y esta mueve el alternador que genera energía eléctrica. La ventaja de esta central es la gran rentabilidad de su producción de energía. Su inconveniente principal es la gestión y el almacenamiento de residuos radiactivos.

Central Eólica

En esta central se aprovecha la energía cinética del viento para mover las palas de un rotor situado en lo alto de una torre, que se llama aerogenerador. El rotor se conecta a un alternador que genera energía eléctrica.

Central Solar

Es una instalación en la que se utiliza la energía procedente del sol para obtener energía eléctrica mediante paneles solares. Se utiliza para suministrar un pequeño consumo, y a veces se necesita el uso de baterías o acumuladores de energía por la noche. Su apariencia en el entorno es llamativa, ya que siembra el suelo de células solares en lo que se conoce como campo de helióstatos.