Núcleo Problémico  ¿Cómo interacciona la carga eléctrica?

Las primeras experiencias relativas a los fenómenos eléctricos se refieren a la observación de que cuando ciertos materiales se frotan unos contra otros, adquieren la propiedad de atraer otros objetos (electrización por frotamiento).

Se dice que dichos cuerpos han adquirido una nueva propiedad, denominada electricidad, en virtud de la cual pueden ejercer un nuevo tipo de fuerzas: las interacciones o fuerzas eléctricas.

También se suele de decir que dichos cuerpos han adquirido carga eléctrica o se han cargado eléctricamente.

Experimentos simples permiten deducir las siguientes propiedades relativas a las interacciones eléctricas:

a) las interacciones eléctricas son mucho más intensas que las interacciones gravitatorias;

b) Las cargas eléctricas pueden ser positivas o negativas.

c) Las interacciones entre cargas eléctricas pueden ser atractivas o repulsivas: Cargas del mismo signo se repelen y cargas de signo contrario se atraen. La carga eléctrica neta de un cuerpo es la suma algebraica de sus cargas positivas y negativas; un cuerpo que tiene cantidades iguales de electricidad positiva y negativa (carga neta cero) se dice que es eléctricamente neutro.

PROBLEMA  ¿Cuál es la relación entre el voltaje y la corriente eléctrica?

VOLTAJE Y CORRIENTE ELÉCTRICA

Sabemos que para mantener una corriente eléctrica a través de un conductor,  este debe estar conectado a una fuente de voltaje, como por ejemplo, a una pila. Si se desconecta de la fuente de voltaje, la corriente desaparece.

En un circuito al aplicarle un voltaje alto, éste tiende a mover una gran cantidad de electrones por los conductores, ya que es mucha la fuerza eléctrica que los empujará a circular; en cambio si el voltaje es pequeño, tenderá a provocar una corriente de electrones muy baja. Pero si se aplica el voltaje a un material aislante, posiblemente no hará mover a los electrones, ya que los átomos de estos materiales ejercen una fuerza de atracción muy fuerte que no los dejan circular. Por tal motivo, la corriente que puede circular por un circuito o conductor, dependerá del voltaje aplicado y del valor de la resistencia eléctrica.

En un circuito al aumentar el voltaje también aumentará la corriente eléctrica, manteniendo fijo el valor de la resistencia, si aumenta el doble también aumentará al doble la corriente eléctrica, es decir, la corriente varía en proporción directa al voltaje.

En cambio, si se mantiene fijo el voltaje y se aumenta la resistencia del circuito, la corriente disminuye, ya que existe una mayor oposición a que fluyan los electrones, por el contrario, si disminuye la resistencia aumentará la corriente; por que la corriente varía en proporción inversa al valor de la resistencia. Esto es lo que establece la ley de Ohm, la corriente varía en proporción directa al voltaje, e inversamente al valor de la resistencia. E=IR o I=E/R

PREGUNTAS GENERADORAS

1.       ¿Cuáles son los efectos nocivos en la salud del hombre ocasionados por la electricidad?

       Los efectos nocivos  de la electricidad se pueden clasificar en dos  grandes grupos:

1.       Incendios y/o explosiones que van a afectar a la persona , instalaciones y bienes

2.                  Electrización o electro-traumatismo  que es todo accidente de origen eléctrico cualquiera que sean sus consecuencias y electrocución que se reserva a los accidentes mortales de origen eléctrico que afectan a las personas

Los incendios sueles producirse por sobrecargas en la instalación, chispas o cortocircuito. Ya que al circular una corriente eléctrica por un conductor este se caliente. Pero si el conducto no tiene una sección lo suficientemente grande en función de la intensidad que circula por el mismo. Éste se calienta mucho y no es capaz de disipar la energía pudiendo llegar  a inflamar los materiales contiguos. Un cortocircuito se produce cuando dos conductores a distinto potencial se ponen en contacto produciéndose una intensidad de corriente muy alta al ser la resistencia muy baja en el contacto. Al ser ésta intensidad muy alta se produce un calentamiento muy grande produciéndose un arco eléctrico, que puede dar lugar a quemaduras e incendios.

Existe una clasificación según la cual podemos distinguir entre dos tipos principales de accidentes eléctricos:

Accidentes directos: Son los provocados por un choque eléctrico, es decir, las consecuencias que se derivan del tránsito, a través del cuerpo humano, de una corriente eléctrica. Algunas de estas consecuencias pueden ser las siguientes:

·        Asfixia o paro respiratorio.

·        Fibrilación ventricular o paro cardíaco.

·        Tetanización muscular.

Accidentes indirectos: Son los que, aun siendo la causa primera un contacto con la corriente eléctrica, tienen distintas consecuencias derivadas de:

·         Golpes contra objetos, caídas, etc., ocasionados tras el contacto con la corriente, ya que aunque en ocasiones no pasa de crear una sensación de chispazo desagradable o un simple susto, esta puede ser la causa de una pérdida de equilibrio y una consecuente caída o un golpe contra un determinado objeto. A veces la mala suerte hace que este tipo de accidentes se cobren la vida de personas en contacto con tensiones aparentemente seguras.

·         Quemaduras debidas al arco eléctrico. Pueden darse quemaduras desde el primer al tercer grado, dependiendo de:

a) La superficie corporal afectada por el arco eléctrico.

b) La profundidad de las lesiones.

2.            Cuáles son los efectos benéficos en la salud del hombre ocasionados por la electricidad?

Para qué usamos la electricidad?

Debido a su capacidad de adaptación, en el mundo moderno no existe ninguna actividad económica que no utilice la electricidad.

En las fábricas:

La electricidad tiene muchos usos en las fábricas: se utiliza para mover motores, para obtener calor y frío, para procesos de tratamiento de superficies mediante electrólisis, etc.

Una circunstancia reciente es que la industria no sólo es una gran consumidora de electricidad, sino que, gracias a la cogeneración, también empieza a ser productora.

En el transporte

Gran parte del transporte público (y dentro de él los ferrocarriles y los metros) emplea energía eléctrica. No obstante, se lleva ya tiempo trabajando en versiones eléctricas de los vehículos de gasolina, pues supondrían una buena solución para los problemas de contaminación y ruido que genera el transporte en las ciudades. Incluso es posible (aunque no habitual) emplear la electricidad para hacer volar un avión.

En la agricultura

Especialmente para los motores de riego, usados para elevar agua desde los acuíferos, y para otros usos mecánicos.

En los hogares

             La electricidad se utiliza en los hogares para usos térmicos (calefacción, aire acondicionado, agua caliente y cocina), en competencia con otros combustibles como el butano, el gasóleo, el carbón y el gas natural, siendo la única energía empleada para la iluminación y los electrodomésticos.

En el comercio, la administración y los servicios públicos

De manera similar a como se utiliza en el hogar, en estos sectores se ha ampliado su uso con la cada vez mayor aplicación de sistemas de procesamiento de la información y de telecomunicaciones, que necesitan electricidad para funcionar.

En medicina

Un equipo de científicos ha descubierto que aplicando señales eléctricas a las heridas se puede controlar el proceso natural de las células que actúan en estas situaciones, lo que significa que es posible dirigir el movimiento celular y la manera de curar las lesiones. Este equipo ha conseguido identificar los genes y moléculas que las células utilizan para detectar los campos eléctricos que “emiten” las heridas.”