Transcripción
La corriente eléctrica es una carga eléctrica en movimiento. Primero conoceremos el comportamiento de cargas eléctricas fijas, es decir la electricidad estática, con el fin de sentar las bases teóricas para una verdadera comprensión de la corriente eléctrica.
Sin duda estamos familiarizados con las pequeñas descargas que experimentamos a veces al tocar un plástico o un metal. Estas pequeñas descargas son causadas por la electricidad estática, el mismo fenómeno observado al frotar un globo contra nuestro pelo, de forma que los cabellos luego sean atraídos por el globo (Figura 9.5).
Figura 9.5: Estática en un globo
La electricidad estática es causada por la existencia de cargas eléctricas. Algunas de las características de la carga eléctrica son:
- Existen únicamente dos tipos de carga: positiva y negativa.
- Las cargas iguales se repelen y las cargas opuestas se atraen.
- La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas aumenta con la magnitud de las cargas y disminuye con la distancia entre ambas.
Dichas características son sencillas de comprender, pero generan interrogantes más profundas: ¿cómo se generan las cargas eléctricas? Para responder esta interrogante, debemos estudiar el átomo mismo (Figura 9.6). Nótese que utilizamos el modelo del átomo de Rutherford. Si bien este no es el modelo más fiel a la realidad, es el que nos permitirá comprender la generación de cargas eléctricas con mayor facilidad.
Figura 9.6: Modelo del átomo de Rutherford
Todos los átomos de todos los elementos están hechos de tres partículas elementales: electrones, protones y neutrones. Los electrones tienen una carga eléctrica negativa, los protones una carga positiva, y los neutrones no tienen carga eléctrica.
Según el modelo de Rutherford, los electrones orbitan alrededor del núcleo del átomo, donde se encuentran los protones y neutrones, de una manera similar a la que los planetas orbitan alrededor del sol en el sistema solar.
La carga se mide en la unidad Coulomb, que equivale a la carga transportada por una corriente de un amperio en un segundo (Figura 9.7). A su vez, un amperio es una unidad que expresa la cantidad de corriente. Más adelante profundizaremos en estos conceptos.
Figura 9.7: La unidad Coulomb
¿Cómo se produce una carga eléctrica? Imaginemos dos materiales con carga eléctrica neutra (Figura 9.8). Decimos que su carga es neutra, pues todos sus átomos y moléculas poseen la misma cantidad de electrones que protones.
Ahora, frotamos ambos materiales uno contra otro. Al hacer esto, algunos materiales atraerán fuertemente los electrones del otro material. La capacidad de un material de hacer esto depende de su estructura química. En este caso, el material B atrae los electrones del material A. Por consiguiente, el material A queda con más protones que electrones, mientras que el material B tendrá más electrones que protones. De esta manera, el material A obtendrá una carga eléctrica positiva, mientras que el material B tendrá una carga eléctrica negativa.
Figura 9.8: Separación de Cargas Eléctricas
A este proceso se le llama “Separación de Cargas Eléctricas” y no “Generación”, pues la carga, al igual que la energía, no puede generarse ni destruirse. Únicamente podemos distribuir los electrones de manera distinta, de tal forma que la relación entre protones y electrones de un material cambie, haciendo que su carga eléctrica se vuelva positiva o negativa. Al sumar la cantidad de protones y electrones presentes en ambos materiales, obtendremos la misma cifra que al inicio. A esto se le conoce como la Ley de la Conservación de la Carga.
