Conductores y aislantes de la corriente eléctrica//Electrones libres y pocos o nadas libres en la materia

in #spanish3 years ago


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Introducción

El amplio rango de impacto que tiene la electricidad entre todas nuestras actividades nos permite seguir en el aprendizaje sobre este asombroso campo multidisciplinario, esta propiedad es de muy fácil confirmación debido a que sin la electricidad el hombre no hubiera podido lograr los avances alcanzados hasta hoy, quien podría pensar años atrás que lograríamos artificialmente reproducir la luz del día o suplir duras tareas en nuestras casas con los electrodomésticos, en nuestros trabajos con los ordenadores o computadoras , impresoras, fotocopiadoras etcétera, o evitar el estado de rápida descomposición de nuestras comidas en especial las cárnicas con los sistemas de refrigeración como las neveras y todas sus representaciones, una corta pero precisa descripción sobre la enorme influencia del movimiento de electrones entre nosotros.

Al hablar de electricidad es obligatorio señalar el valor de cada una de las fuentes de generación de energía eléctrica, representan estas fuentes la etapa más necesaria para el desarrollo y obtención de la corriente eléctrica y esto puede presentarse de modo natural o través de sistemas fabricados por el hombre como es el caso de las centrales hidráulicas las cuales transforma la energía mecánica aplicada en energía eléctrica, visto o descrito desde un estado general, sin dejar atrás el rasgo conceptual de la electricidad o corriente eléctrica la cual sabemos que la encontramos en cualquier tipo de materia, sí de esa misma que configuran nuestras cosas o elementos que nos circunscriben y en ella se da el movimiento de electrones, actividad que genera las propiedades eléctricas de cualquier material existente en la corteza del planeta tierra.

El verdadero provecho de esta energía sabemos que comienza en un circuito eléctrico y los mismos a través de interruptores nos proporcionan el adecuado y controlado funcionamiento de un específico sistema eléctrico como el que observamos en una linterna cuando con nuestros dedos podemos encender o apagarla a través de un botón o interruptor, este es un caso de millones de ejemplos que logramos localizar entre nosotros, y para que podamos utilizar adecuadamente la energía o corriente eléctrica a través de un circuito y que la misma rinda sus frutos es preciso contar con materiales que sirvan como conductores pero también con otros materiales que actúen como aislantes, es así como realmente controlamos la corriente eléctrica cuando la usamos en nuestros aparatos o diseños mecánicos o digitales según sea el caso.

La electricidad es el efecto obtenido por la presencia de electrones de modo casi autónomo en los átomos y la misma se puede decir que dependerá de una propiedad que conocemos como conductividad para poder transitar libremente por cualquier materia de aquellos materiales llamados conductores eléctricos, esta propiedad es la que nos permite distinguir o separar los materiales conductores de los materiales aislantes, pues cuando nos topamos con un material aislante veremos que en el mismo no obtendremos electrones libres o pocos de ellos y por efecto no admitirá la sociedad de la corriente eléctrica que pueda pasar a través del material aislante.

Materiales Conductores


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Cuando este material contenga mayor cantidad de electrones libres, mayor será la cantidad de corriente eléctrica que transite a través de este material al aplicarle una diferencial o tensión eléctrica, es decir, existe una proporcionalidad entre la cantidad de electrones libres y cantidad de corriente eléctrica transitada por un material conductor al suministrarle una tensión eléctrica, dentro de la rama de materiales conductores más conocidos tenemos a los metales con los siguientes nombres, el oro, plata, aluminio, cobre, hierro y también realzando las aleaciones entre estos materiales.

Con los materiales conductores es que realizamos aquellas partes consideradas activas dentro de los circuitos eléctricos y esto es motivado por el hecho de dejar pasar a través de ellos a la corriente eléctrica, teniendo como ejemplo a los puntos denominados de conexión entre cada uno de los elementos que conforman al circuito convirtiéndose los materiales conductores en las herramientas o elementos principales en cuando al paso y buen funcionamiento de cualquier circuito eléctrico, trayendo consigo las bondades que nos permiten extraer de este tipo de energía al utilizarla.

Materiales aislantes


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Ya conocimos las características de aquellos materiales que permiten el paso de la corriente eléctrica por medio de ellos convirtiéndose así en excelentes conductores eléctricos, ahora es primordial e indispensable nombrar y además reconocer aquellos materiales que no presentan electrones libres o están en muy pocas cantidades en los átomos que conforman las moléculas de una materia y con ello no permiten el movimiento de electrones a través de ellos, es decir, las características de los mismos resultan ser totalmente opuestos a las particulares o propiedades de los materiales conductores de la electricidad.

De esta forma los materiales que se oponen a los conductores los designamos con el nombre de materiales aislantes, y de fácil comprensión conceptual debido a que ellos no permiten el libre paso de la corriente eléctrica por no tener o poseer poca cantidad de electrones libres en sus átomos y de este modo en sus moléculas y en definitiva en la materia que configura a estos materiales no conductores eléctricos o más precisamente aislantes, entre los cuales nos conseguimos a los plásticos, vidrio, la goma, la porcelana, entre otros, estos materiales los utilizamos para proteger o aislar aquellas partes de un circuito por donde no queramos que pase la electricidad o corriente eléctrica.

Resistencia eléctrica

Esta propiedad en muchas ocasiones la pudiéramos relacionar con el hecho de no permitir el paso de la corriente eléctrica y vincularla de una vez con los materiales aislantes, sin embargo, esta característica representa la acción o dificultad que tiene cierta electricidad al pasar por un material ya sea conductor o aislante, de hecho los conductores eléctricos presentan menor o mayor grado de conductividad de la corriente eléctrica, es decir, existen materiales conductores que a pesar que dejan transitar energía eléctrica a través de ellos no quiere decir que no presentan algún grado de resistencia por la corriente eléctrica, y de ello depende del tipo de material utilizado así como de su longitud y esta resistencia la medimos en ohmios utilizando el instrumento llamado ohmímetro.

El Ohmímetro

La resistencia que ofrece un material al paso de la electricidad puede ser determinada mediante el uso de un ohmímetro, este instrumento tiene una fuente de tensión interna y que cuando es aplicada sobre aquella resistencia que queremos medir genera o provoca el tránsito de la electricidad por medio de ella, logrando de esta manera que el ohmímetro mida esta corriente eléctrica dando valores de resistencias, debido a que a diferencial de potencial o tensión eléctrica constante el valor de la intensidad que transita por un particular circuito será proporcional a la de su resistencia eléctrica.

La ley de Ohm

Magnitudes primordiales para un circuito eléctrico ya han sido descritas, estas son: tensión eléctrica o diferencia de potencial, la intensidad y la resistencia de un material al paso de la corriente eléctrica y las mismas las medimos en voltios, amperios y ohmios correspondientemente y estas se hallan vinculadas entre sí, al tener una resistencia fija y le aplicamos una tensión eléctrica dispondríamos de una intensidad de corriente en función al diferencial de potencial o tensión eléctrica aplicada, es decir, al aumentar el diferencial de potencial se incrementará la intensidad o también al aumento de la intensidad aumentará la tensión eléctrica, con esto veríamos un carácter de reciprocidad. Pero notaremos fácilmente que el valor de la intensidad en un circuito eléctrico será directamente proporcional a la tensión eléctrica aplicada.

Pero cuando aplicamos un diferencial de potencial constante al circuito eléctrico la electricidad que transita por el circuito se reducirá en relación al aumento de la resistencia, es decir, la intensidad de la electricidad o corriente eléctrica será inversamente proporcional a la resistencia, de acuerdo a las dos planteamientos antes referidos y que interrelacionan a las tres magnitudes descritas (tensión eléctrica, intensidad y resistencia) establecemos la conocida ley de Ohm:

Intensidad = Tensión/Resistencia

Esta relación nos lleva a interpretar que la generación de una corriente eléctrica de 1 amperio es llevada a cabo mediante la aplicación de una tensión de 1 voltio empleada sobre una resistencia de 1 Ohmio.

Conclusión

En nuestra historia contemporánea no existe un hecho de mayor relevancia que la energía o corriente eléctrica, entonces valdríamos la expresión la cual afirma que existen muchos eventos que han marcado la historia del hombre y el hallazgo de la corriente eléctrica resalta uno de estos muy productivos eventos, la amplitud del campo del conocimiento sobre la electricidad nos lleva a ir realizando una serie de compilaciones sobre el impacto de la misma en nuestras vidas, de este modo vamos conociendo importantes o trascendentales aspectos relacionados al espacioso mundo eléctrico.

Todo sistema eléctrico es contentivo de un circuito, esto es porque de aquí parte la utilidad de esta energía generando de este modo las distintas transformaciones que dan lugar a ejemplares fenómenos artificiales como lo es la luz eléctrica o cualquier otro evento vinculado a nuestras más íntimas actividades diarias que llevamos en nuestros hogares o trabajos, pero todo circuito es posible controlarlo a través de interruptores como aquellos que utilizamos cuando apagamos a encendemos una bombilla de las habitaciones o disímiles espacio de nuestras casas y así también tenemos distintos interruptores en todos los artefactos o componentes eléctricos diseñados por el hombre.

Por todo circuito lógicamente transita una cantidad variable de electricidad, este valor lo relacionamos con la intensidad eléctrica la cual es ocasionada al momento de conectar un circuito a un generador de corriente eléctrica, motivando de este modo al movimiento de electrones y estos por ejemplo al cruzar por una bombilla hace que prenda o ilumine, es decir, se origine la luz eléctrica y que con los interruptores podemos controlar el encendido o apagado de esta bombilla, para poder medir o cuantificar una tensión eléctrica existente entre dos puntos de un circuito ya utilizamos al voltímetro y para determinar su intensidad lo hicimos con el amperímetro.

Los circuitos eléctricos a ser el punto de partida de la utilización de la corriente eléctrica los convierte en elementos de gran atención mediante el diseño o fabricación de todo sistema de origen mecánico o digital, por medio de los circuitos ponemos a funcionar la electricidad que permite el funcionamiento de todo aparato eléctrico logrando mediante estos la transformación de la corriente eléctrica en distintas forma de presentaciones de acuerdo al provecho que se desee, el material con que podamos constituir los circuitos es vital para su perfecto funcionamiento ya que encontramos materiales conductores de la corriente eléctrica como oro, plata, hierro, cobre (muy utilizado), aluminio así como mezclas de estos materiales en las llamadas aleaciones metálicas.

Pero también están aquellos materiales no conductores de la corriente por tener muy pocos o nada electrones libres en los átomos de las moléculas de la materia constitutivas de los materiales haciendo que los mismos no permitan el tránsito de la corriente eléctrica por su interior, entre los materiales conocidos tenemos el plástico, la porcelana, la goma y el vidrio y los podemos utilizar cuando queremos proteger o aislar algunas partes del circuitos que no queremos que la corriente pase a través de estas partes, esta característica de aislante hace que muchas personas identifiquen estos materiales con la propiedad de resistencia eléctrica la cual representa la dificultad al paso de la electricidad, pero aclarando de en los materiales conductores también tropezamos con esta propiedad solo es que en ellos puede existir un menor o mayor grado de resistencia a la corriente eléctrica.

Hasta otra oportunidad mis amigos de steemit.com nos seguimos leyendo.

Referencias bibliográficas consultadas

1.- Hermosa Antonio. Principios de electricidad y Electrónica I. ALFAOMEGA GRUPO EDITOR S.A. Barcelona España.

2.- Córdova Guerrero Edison. Electricidad Básica. Instituto Tecnológico el Oro, abril 2009.

3.- Barco Ríos Héctor, Rojas Calderón Edilberto, Restrepo Parra Elisabeth. Física, Principio de Electricidad y magnetismo. Universidad Nacional de Colombia, julio de 2012.

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