La electricidad es un fenómeno común y vital para la mayoría de las personas. Y como cualquier cosa familiar, rara vez se nota. Pocas personas se preguntan de dónde viene, cómo funciona, qué se puede hacer con él. Sin embargo, su investigación se llevó a cabo mucho antes de nuestra era, y hasta ahora, algunos misterios siguen sin respuesta.
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Que se entiende por corriente electrica
La electricidad es un complejo de fenómenos asociados a la existencia de cargas eléctricas. Esta palabra generalmente significa corriente eléctrica y todos los procesos que causa.
La corriente eléctrica es el movimiento dirigido de partículas que llevan una carga bajo la influencia de un campo eléctrico.
Quién inventó la electricidad - historia
Las manifestaciones particulares de la electricidad fueron estudiadas mucho antes de nuestra era.Pero combinarlos en una teoría que explica los relámpagos en el cielo, la atracción de objetos, la capacidad de provocar incendios y entumecimiento de partes del cuerpo, o incluso la muerte de una persona, resultó ser una tarea difícil.
Desde la antigüedad, los científicos han estudiado tres manifestaciones de la electricidad:
- Peces que generan electricidad;
- Electricidad estática;
- Magnetismo.
En el antiguo Egipto, los curanderos conocían las extrañas habilidades del bagre del Nilo y trataban de tratar los dolores de cabeza y otras enfermedades con él. Los antiguos médicos romanos usaban una rampa eléctrica para propósitos similares. Los antiguos griegos estudiaron en detalle las extrañas habilidades de la raya y sabían que una criatura podía aturdir a una persona sin contacto directo a través de un tridente y redes de pesca.
Un poco antes, se descubrió que si frotas ámbar en un trozo de lana, comenzará a atraer lana y objetos pequeños. Más tarde, se descubrió otro material con propiedades similares: la turmalina.
Alrededor del 500 a.C. Los científicos indios y árabes conocían las sustancias capaces de atraer el hierro y utilizaron activamente esta capacidad en varios campos. Alrededor del año 100 a.C. Científicos chinos inventaron la brújula magnética.
En 1600, William Gilbert, el médico de la corte de Isabel I y Jaime I, descubrió que todo el planeta es una gran brújula e introdujo el concepto de "electricidad" (del griego "ámbar"). En sus escritos, los experimentos de frotar ámbar sobre lana y la capacidad de una brújula para señalar el norte comenzaron a combinarse en una sola teoría. En la imagen de abajo, muestra el imán a Isabel I.
En 1633, el ingeniero Otto von Guericke inventa una máquina electrostática que no solo puede atraer, sino también repeler objetos, y en 1745 Peter van Muschenbroek construye el primer dispositivo de almacenamiento de carga eléctrica del mundo.
En 1800, el italiano Alessandro Volta inventa la primera fuente actual - una batería eléctrica que produce CORRIENTE CONTINUA.. También fue capaz de transmitir corriente eléctrica a distancia. Por lo tanto, este año es considerado por muchos como el año de la invención de la electricidad.
En 1831, Mike Faraday descubre el fenómeno de la inducción electromagnética y abre el camino para la invención de varios dispositivos basados en corriente eléctrica.
A la vuelta de los siglos XIX-XX, se realizaron una gran cantidad de descubrimientos y logros, gracias a las actividades de Nikola Tesla. Entre otras cosas, inventó el generador de alta frecuencia y transformador, motor eléctrico, antena para señales de radio.
La ciencia que estudia la electricidad.
La electricidad es un fenómeno natural. Se estudia parcialmente en biología, química y física. Las cargas eléctricas más completas se consideran en el marco de la electrodinámica, una de las ramas de la física.
Teorías y leyes de la electricidad.
Hay pocas leyes que rigen la electricidad, pero describen completamente el fenómeno:
- La ley de conservación de la energía es una ley fundamental a la que también obedecen los fenómenos eléctricos;
- La ley de Ohm es la ley básica de la corriente eléctrica;
- La ley de la inducción electromagnética - sobre campos electromagnéticos y magnéticos;
- Ley de Ampère: sobre la interacción de dos conductores con corrientes;
- ley de Joule-Lenz - sobre el efecto térmico de la electricidad;
- Ley de Coulomb - sobre electrostática;
- Las reglas de las manos derecha e izquierda: determinar las direcciones de las líneas del campo magnético y la fuerza Ampère que actúa sobre un conductor en un campo magnético;
- Regla de Lenz: determinación de la dirección de la corriente de inducción;
- Las leyes de Faraday se refieren a la electrólisis.
Primeros experimentos con electricidad
Los primeros experimentos con electricidad fueron principalmente entretenidos. Su esencia estaba en los objetos ligeros que eran atraídos y repelidos bajo la influencia de una fuerza poco conocida. Otra experiencia divertida es la transmisión de electricidad a través de una cadena de personas tomadas de la mano. El efecto fisiológico de la electricidad fue estudiado activamente por Jean Nollet, quien hizo pasar una carga eléctrica a través de 180 personas.
¿De qué está hecha la corriente eléctrica?
Una corriente eléctrica es un movimiento dirigido u ordenado de partículas cargadas (electrones, iones). Estas partículas se denominan portadoras de carga eléctrica. Para que aparezca el movimiento, debe haber partículas cargadas libres en la sustancia. La capacidad de las partículas cargadas para moverse en una sustancia determina la conductividad de esa sustancia. Por conductividad, las sustancias se distinguen en conductoras, semiconductoras, dieléctricas y aislantes.
En los metales, la carga es movida por electrones. Al mismo tiempo, la sustancia en sí no se filtra a ninguna parte: los iones metálicos se fijan de forma segura en los nodos de la estructura y solo oscilan ligeramente.
En los líquidos, la carga la llevan los iones: cationes cargados positivamente y aniones cargados negativamente. Las partículas se precipitan hacia los electrodos con la carga opuesta, donde se neutralizan y se asientan.
El plasma se forma en gases bajo la acción de fuerzas con diferentes potenciales. La carga es transportada por electrones libres e iones de ambos polos.
En los semiconductores, la carga es movida por electrones, moviéndose de átomo a átomo y dejando discontinuidades que se consideran cargadas positivamente.
¿De dónde viene la corriente eléctrica?
La electricidad que llega a través de los cables a las casas es generada por un generador eléctrico en varias centrales eléctricas. En ellos, el generador está conectado a una turbina en constante rotación.
en diseño generador hay un rotor, una bobina que se encuentra entre los polos del imán. Cuando la turbina hace girar este rotor en un campo magnético, según las leyes de la física, aparece o es inducida una corriente eléctrica. Así, el propósito del generador es convertir la fuerza cinética de rotación en electricidad.
Hay muchas maneras de hacer girar una turbina, usando una variedad de fuentes de energía. Se dividen en tres tipos:
- Renovable - energía derivada de recursos inagotables: corrientes de agua, luz solar, viento, fuentes geotérmicas y biocombustibles;
- No renovable - energía obtenida de recursos que surgen muy lentamente, desproporcionados con la tasa de consumo: carbón, petróleo, turba, gas natural;
- Nuclear - energía obtenida del proceso de división de la célula nuclear.
Muy a menudo, la electricidad se genera a través del trabajo de:
- Centrales hidroeléctricas (HPP) - construidas sobre ríos y utilizan la energía del flujo de agua;
- Centrales térmicas (TPP): funcionan con energía térmica procedente de la combustión de combustibles;
- Centrales nucleares (NPP): funcionan con energía térmica obtenida del proceso de reacción nuclear.
La energía convertida se suministra por cables a subestaciones transformadoras y conmutadores y solo entonces llega al consumidor final.
Ahora los llamados tipos alternativos de energía se están desarrollando activamente. Estos incluyen turbinas eólicas, paneles solares, el uso de fuentes geotérmicas y cualquier otra forma de obtener electricidad a través de fenómenos inusuales. La energía alternativa es muy inferior en términos de productividad y recuperación a las fuentes tradicionales, pero en ciertas situaciones ayuda a ahorrar dinero y reduce la carga en las redes eléctricas principales.
También hay un mito sobre la existencia BTG - generadores sin combustible. En Internet existen videos que demuestran su trabajo y se ofrece su venta. Pero hay mucha controversia sobre la fiabilidad de esta información.
Tipos de electricidad en la naturaleza.
El ejemplo más simple de electricidad natural es el relámpago. Las partículas de agua en las nubes chocan constantemente entre sí, adquiriendo una carga positiva o negativa. Las partículas más ligeras y cargadas positivamente terminan en la parte superior de la nube, mientras que las más pesadas y negativas se mueven hacia abajo. Cuando dos nubes similares se encuentran a una distancia suficientemente próxima, pero a alturas diferentes, las cargas positivas de una empiezan a atraerse mutuamente por las partículas negativas de la otra. En este momento, se produce un rayo. Además, este fenómeno se produce entre las nubes y la propia superficie terrestre.
Otra manifestación de la electricidad en la naturaleza son los órganos especiales de los peces, las rayas y las anguilas. Con su ayuda, pueden crear cargas eléctricas para defenderse de los depredadores o aturdir a sus presas. Su potencial va desde descargas muy débiles, imperceptibles para los humanos, hasta mortales.Algunos peces crean un campo eléctrico débil a su alrededor, lo que les ayuda a buscar presas y navegar en aguas turbias. Cualquier objeto físico lo distorsiona de alguna manera, lo que ayuda a recrear el espacio circundante y "ver" sin ojos.
La electricidad también se manifiesta en el trabajo del sistema nervioso de los organismos vivos. Un impulso nervioso transmite información de una célula a otra, permitiéndote responder a estímulos externos e internos, pensar y controlar tus movimientos.
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