Datos sobre la electricidad para niños

La electricidad es la presencia y el flujo de carga eléctrica. Mediante la electricidad podemos transferir energía de forma que nos permita realizar tareas sencillas. Su forma más conocida es el flujo de electrones a través de conductores como los cables de cobre.

La palabra «electricidad» se utiliza a veces para significar «energía eléctrica». No son lo mismo: la electricidad es un medio de transmisión de la energía eléctrica, como el agua del mar es un medio de transmisión de la energía de las olas. Un elemento que permite que la electricidad se mueva a través de él se llama conductor. Los cables de cobre y otros elementos metálicos son buenos conductores, ya que permiten que la electricidad se mueva a través de ellos y transmita la energía eléctrica. El plástico es un mal conductor (también llamado aislante) y no permite que se mueva mucha electricidad a través de él, por lo que detendrá la transmisión de energía eléctrica.

La transmisión de energía eléctrica puede ocurrir de forma natural (como un rayo), o ser realizada por personas (como en un generador). Puede utilizarse para alimentar máquinas y dispositivos eléctricos. Cuando las cargas eléctricas no se mueven, la electricidad se llama electricidad estática. Cuando las cargas se mueven, forman una corriente eléctrica, a veces llamada «electricidad dinámica». Los relámpagos son el tipo de corriente eléctrica más conocido -y peligroso- en la naturaleza, pero a veces la electricidad estática también hace que las cosas se peguen en la naturaleza.

La electricidad puede ser peligrosa, especialmente cerca del agua porque el agua es una forma de buen conductor ya que tiene impurezas como la sal. La sal puede ayudar a que la electricidad fluya. Desde el siglo XIX, la electricidad se utiliza en todos los ámbitos de nuestra vida. Hasta entonces, era sólo una curiosidad que se veía en los relámpagos de las tormentas eléctricas.

La energía eléctrica se puede crear si un imán pasa cerca de un cable metálico. Este es el método utilizado por un generador. Los mayores generadores se encuentran en las centrales eléctricas. También se puede liberar energía eléctrica si se combinan productos químicos en un frasco con dos tipos diferentes de varillas metálicas. Este es el método utilizado en una batería. La electricidad estática puede crearse a través de la fricción entre dos materiales, por ejemplo, un gorro de lana y una regla de plástico. Esto puede producir una chispa. La energía eléctrica también puede crearse utilizando la energía del sol, como en las células fotovoltaicas.

La energía eléctrica llega a los hogares a través de cables desde los lugares donde se fabrica. La utilizan las lámparas eléctricas, los calentadores eléctricos, etc. Muchos electrodomésticos, como las lavadoras y las cocinas eléctricas, utilizan la electricidad. En las fábricas, la energía eléctrica hace funcionar las máquinas. Las personas que se ocupan de la electricidad y de los aparatos eléctricos en nuestras casas y fábricas se llaman «electricistas».

Cómo funciona

Hay dos tipos de cargas eléctricas que se empujan y tiran unas de otras: cargas positivas y cargas negativas. Las cargas eléctricas se empujan o tiran unas de otras si no se tocan. Esto es posible porque cada carga crea un campo eléctrico a su alrededor. Un campo eléctrico es un área que rodea a una carga. En cada punto cercano a una carga, el campo eléctrico apunta en una determinada dirección. Si se coloca una carga positiva en ese punto, será empujada en esa dirección. Si se pone una carga negativa en ese punto, será empujada en la dirección exactamente opuesta.

Funciona como los imanes, y de hecho, la electricidad crea un campo magnético, en el que las cargas similares se repelen y las opuestas se atraen. Esto significa que si pones dos negativas cerca y las sueltas, se separarían. Lo mismo ocurre con dos cargas positivas. Pero si pones una carga positiva y otra negativa juntas, tirarán la una hacia la otra. Una forma breve de recordar esto es la frase los opuestos se atraen como se repelen.

Toda la materia del universo está hecha de pequeñas partículas con cargas positivas, negativas o neutras. Las cargas positivas se llaman protones y las negativas, electrones. Los protones son mucho más pesados que los electrones, pero ambos tienen la misma cantidad de carga eléctrica, salvo que los protones son positivos y los electrones negativos. Como «los opuestos se atraen», los protones y los electrones se pegan. Unos pocos protones y electrones pueden formar partículas más grandes llamadas átomos y moléculas. Los átomos y las moléculas son todavía muy pequeños. Son demasiado pequeños para verlos. Cualquier objeto grande, como tu dedo, tiene más átomos y moléculas de los que se pueden contar. Sólo podemos estimar cuántos hay.

Debido a que los electrones negativos y los protones positivos se pegan para formar objetos grandes, todos los objetos grandes que podemos ver y sentir son eléctricamente neutros. Eléctricamente es una palabra que significa «que describe la electricidad», y neutro es una palabra que significa «equilibrado». Por eso no sentimos que los objetos nos empujen y tiren desde la distancia, como sucedería si todo estuviera cargado eléctricamente. Todos los objetos grandes son eléctricamente neutros porque hay la misma cantidad de carga positiva y negativa en el mundo. Podríamos decir que el mundo está exactamente equilibrado, o es neutro. Los científicos aún no saben por qué es así.

Corriente eléctrica

Los electrones pueden moverse por todo el material. Los protones nunca se mueven alrededor de un objeto sólido porque son muy pesados, al menos en comparación con los electrones. Un material que permite que los electrones se muevan alrededor se llama conductor. Un material que mantiene cada electrón firmemente en su sitio se llama aislante. Ejemplos de conductores son el cobre, el aluminio, la plata y el oro. Ejemplos de aislantes son el caucho, el plástico y la madera. El cobre se utiliza muy a menudo como conductor porque es un muy buen conductor y hay mucho en el mundo. El cobre se encuentra en los cables eléctricos. Pero a veces se utilizan otros materiales.

Dentro de un conductor, los electrones rebotan, pero no se mantienen en una misma dirección durante mucho tiempo. Si se establece un campo eléctrico en el interior del conductor, todos los electrones comenzarán a moverse en la dirección opuesta a la que apunta el campo (porque los electrones están cargados negativamente). Una batería puede crear un campo eléctrico dentro de un conductor. Si los dos extremos de un cable se conectan a los dos extremos de una pila (llamados electrodos), el bucle que se ha formado se llama circuito eléctrico. Los electrones fluirán alrededor del circuito mientras la pila esté creando un campo eléctrico dentro del cable. Este flujo de electrones alrededor del circuito se denomina corriente eléctrica.

Un cable conductor utilizado para transportar corriente eléctrica suele estar envuelto en un aislante como la goma. Esto se debe a que los cables que transportan corriente son muy peligrosos. Si una persona o un animal tocan un cable desnudo que transporta corriente, podrían resultar heridos o incluso morir, dependiendo de la intensidad de la corriente y de la cantidad de energía eléctrica que ésta transmita. Debe tener cuidado con los enchufes y los cables desnudos que puedan transportar corriente.

Es posible conectar un dispositivo eléctrico a un circuito para que la corriente eléctrica fluya a través de un dispositivo. Esta corriente transmitirá energía eléctrica para hacer que el dispositivo haga algo que queremos que haga. Los dispositivos eléctricos pueden ser muy simples. Por ejemplo, en una bombilla, la corriente transporta la energía a través de un cable especial llamado filamento, que la hace brillar. Los dispositivos eléctricos también pueden ser muy complicados. La energía eléctrica puede utilizarse para accionar un motor eléctrico dentro de una herramienta como un taladro o un sacapuntas. La energía eléctrica también se utiliza para alimentar los dispositivos electrónicos modernos, como los teléfonos, los ordenadores y los televisores.

Aquí hay algunos términos que una persona puede encontrar cuando estudia cómo funciona la electricidad. El estudio de la electricidad y de cómo hace posible los circuitos eléctricos se llama electrónica. Hay un campo de la ingeniería que se llama ingeniería eléctrica, donde la gente inventa cosas nuevas utilizando la electricidad. Todos estos términos son importantes para ellos.

• La corriente es la cantidad de carga eléctrica que fluye. Cuando 1 culombio de electricidad pasa por algún lugar en 1 segundo, la corriente es de 1 amperio. Para medir la corriente en un punto, utilizamos un amperímetro.

• El voltaje, también llamado «diferencia de potencial», es el «empuje» detrás de la corriente. Es la cantidad de trabajo por carga eléctrica que puede realizar una fuente eléctrica. Cuando 1 culombio de electricidad tiene 1 julio de energía, tendrá 1 voltio de potencial eléctrico. Para medir la tensión entre dos puntos, utilizamos un voltímetro.

• La resistencia es la capacidad de una sustancia para «frenar» el flujo de la corriente, es decir, para reducir la velocidad a la que la carga fluye a través de la sustancia. Si una tensión eléctrica de 1 voltio mantiene una corriente de 1 amperio a través de un cable, la resistencia del cable es de 1 ohmio – esto se llama la ley de Ohm. Cuando el flujo de corriente se opone, la energía se «gasta», lo que significa que se convierte en otras formas (como la luz, el calor, el sonido o el movimiento)

• La energía eléctrica es la capacidad de realizar trabajo mediante dispositivos eléctricos. La energía eléctrica es una propiedad «conservada», lo que significa que se comporta como una sustancia y puede trasladarse de un lugar a otro (por ejemplo, a lo largo de un medio de transmisión o en una batería). La energía eléctrica se mide en julios o kilovatios-hora (kWh).

• La energía eléctrica es la velocidad a la que se utiliza, almacena o transfiere la energía eléctrica. El flujo de energía eléctrica a lo largo de las líneas eléctricas se mide en vatios. Si la energía eléctrica se convierte en otra forma de energía, se mide en vatios. Si una parte se convierte y otra se almacena, se mide en voltios-amperios, o si se almacena (como en los campos eléctricos o magnéticos), se mide en voltios-amperios reactivos.

Generación de energía eléctrica

La energía eléctrica se genera principalmente en lugares llamados centrales eléctricas. La mayoría de las centrales eléctricas utilizan el calor para hervir el agua y convertirla en vapor que hace girar una máquina de vapor. La turbina de la máquina de vapor hace girar una máquina llamada «generador». En el interior del generador se hacen girar unos cables en espiral en un campo magnético. Esto hace que la electricidad fluya a través de los cables, transportando energía eléctrica. Este proceso se llama inducción electromagnética. Michael Faraday descubrió cómo hacerlo.

Hay muchas fuentes de calor que pueden utilizarse para generar energía eléctrica. Las fuentes de calor pueden clasificarse en dos tipos: recursos energéticos renovables en los que el suministro de energía térmica nunca se agota y recursos energéticos no renovables en los que el suministro se acabará agotando.

A veces, un flujo natural, como la energía eólica o la energía hidráulica, puede utilizarse directamente para hacer girar un generador, por lo que no se necesita calor.

Imágenes para niños

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  Thales, el primer investigador conocido de la electricidad

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  Benjamin Franklin llevó a cabo una amplia investigación sobre la electricidad en el siglo XVIII, como lo documenta Joseph Priestley (1767) History and Present Status of Electricity, con quien Franklin mantuvo una extensa correspondencia.

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  Los descubrimientos de Michael Faraday formaron la base de la tecnología de los motores eléctricos

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  La carga en un electroscopio de hojas de orohoja de oro hace que las hojas se repelan visiblemente

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  Un arco eléctrico proporciona una demostración energética de la corriente eléctrica

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  Líneas de campo que emanan de una carga positiva sobre un conductor plano

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  Un par de pilas AA. El signo + indica la polaridad de la diferencia de potencial entre los terminales de las pilas.

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  El campo magnético gira alrededor de una corriente

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  El motor eléctrico aprovecha un importante efecto del electromagnetismo: una corriente a través de un campo magnético experimenta una fuerza en ángulo recto tanto del campo como de la corriente

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  El físico italiano Alessandro Volta mostrando su «pila» al emperador francés Napoleón Bonaparte a principios del siglo XIX.

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  Un circuito eléctrico básico. La fuente de tensión V de la izquierda conduce una corriente I por el circuito, entregando energía eléctrica a la resistencia R. Desde la resistencia, la corriente vuelve a la fuente, completando el circuito.

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  Componentes electrónicos de montaje superficial

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  Alternador de principios del siglo XX fabricado en Budapest, Hungría, en la sala de generación de energía de una central hidroeléctrica (fotografía de Prokudin-Gorsky, 1905-1915).

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  La energía eólica tiene una importancia creciente en muchos países

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  La anguila eléctrica, Electrophorus electricus