Solución guia 4

¿CÓMO INTERACCIONA LA CARGA ELÉCTRICA?

En física, la carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos, siendo a su vez, generadora de ellos. La interacción entre carga y campo eléctrico origina una de las cuatro interacciones fundamentales: la interacción electromagnética. Desde el punto de vista del modelo estándar la carga eléctrica es una medida de la capacidad de la partícula para intercambiar fotones.

Una de las principales características de la carga eléctrica es que se conserva, en cualquier proceso físico, la carga total de un sistema aislado se conserva. Es decir, la suma algebraica de cargas positivas y negativas presente en cierto instante no varía. Qi=Qf

La carga eléctrica es de naturaleza discreta, fenómeno demostrado experimentalmente por Robert Millikan. Por razones históricas, a los electrones se les asignó carga negativa: –1, también expresada –e. Los protones tienen carga positiva: +1 o +e. A los quarks se les asigna carga fraccionaria: ±1/3 o ±2/3, aunque no se han podido observar libres en la naturaleza.¹

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

RELACIÓN ENTRE VOLTAJE, CORRIENTE Y RESISTENCIA

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?

EL RIESGO DE ELECTROCUCIÓN

Definimos riesgo de electrocución como la posibilidad de que una corriente eléctrica circule a través del cuerpo humano. Partiendo de esta premisa, podemos considerar o tener en cuenta los siguientes aspectos:

Factores necesarios para la circulación de una corriente eléctrica :

o    La existencia de un circuito eléctrico compuesto por elementos conductores

o    Que el circuito esté cerrado o pueda cerrarse

o    La existencia en dicho circuito de una diferencia de potencial mayor que cero

Factores necesarios para la circulación de una corriente eléctrica a través del cuerpo humano:

o    Que el cuerpo humano sea conductor. El cuerpo humano, no aislado, es conductor debido a sus fluidos internos, es decir, a la sangre, la linfa, etc.

o    Que dicho circuito esté formado en parte por el propio cuerpo humano.

o    La existencia entre dos puntos de entrada y salida de la corriente en el cuerpo de una diferencia de potencial distinta de cero.

Si estos requisitos se cumplen, estamos en condiciones de afirmar que existe o puede existir un riesgo de electrocución.

TIPOS DE ACCIDENTES POR ELECTROCUCIÓN

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

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:

o    Asfixia o paro respiratorio.

o    Fibrilación ventricular o paro cardíaco.

o    Tetanización muscular.

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

o    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.

o    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?

LOS IONES NEGATIVOS Y SUS BENEFICIOS PARA LA SALUD.

Dolores de cabeza, irritabilidad, disminución de la actividad sexual, todo ello puede tener su origen en la cantidad y calidad de iones que tenga el aire que nos rodea.  Los seres humanos, al igual que todos los seres vivos, estamos bajo la influencia de la electricidad atmosférica, y sobre todo de los iones, unas moléculas invisibles pero de las que parece depender nuestra resistencia física y estado de ánimo. Por más invisible que sea el aire, como toda materia, está formado por átomos. Al romperse el equilibrio entre dos de los componentes de un átomo (protones y electrones) se producen los iones. Si un átomo pierde un electrón se convierte en un ión negativo; cuando lo gana se crea un ión positivo. Paradójicamente, en este caso, lo de positivo y negativo se contradice, pues numerosas investigaciones científicas realizadas durante el pasado siglo han confirmado que una dosis de iones positivos es perjudicial para los seres vivos, mientras que un exceso de iones negativos es saludable. Así, estudios realizados en la Universidad de California con cereales y vegetales pusieron de manifiesto que en una atmósfera pobre en iones las plantas enfermaban, mientras que si eran expuestas a una lluvia de iones negativos crecían más rápidamente de lo normal. A su vez, otros experimentos llevados a cabo en Rusia con ratas, cerdos y conejos demostraron que, en una atmósfera sin iones, los animales enfermaban y llegaban a morir en pocos días. Hoy día, la medicina moderna ha ido incorporando el tratamiento de iones negativos en la lucha contra múltiples enfermedades. Y en numerosos hospitales, existen salas de ionoterapia que funcionan bajo control médico. En estos sitios se utilizan generadores artificiales de iones negativos. Sin embargo, nada como la propia naturaleza como una fuente permanente de este tipo de iones por lo que la mejor terapia es frecuentar el aire libre, los ríos, bosques y playas.