Advertencia: strtotime (): No es seguro confiar en la configuración de la zona horaria del sistema. Es * requerido * que use la configuración date.timezone o la función date_default_timezone_set (). En caso de que haya usado alguno de esos métodos y todavía Al recibir esta advertencia, lo más probable es que haya escrito mal el identificador de zona horaria. Hemos seleccionado la zona horaria "UTC" por ahora, pero establezca date.timezone para seleccionar su zona horaria. en línea 56

Advertencia: date (): No es seguro confiar en la configuración de la zona horaria del sistema. Es * requerido * que uses la configuración date.timezone o la función date_default_timezone_set (). En caso de que hayas usado alguno de esos métodos y aún estás Al recibir esta advertencia, lo más probable es que hayas escrito mal el identificador de zona horaria. Hemos seleccionado la zona horaria "UTC" por ahora, pero establece date.timezone para seleccionar tu zona horaria. /var/www/vhosts/site/htdocs/libraries/joomla/utilities/date.php en línea 198

Cada uno de nosotros del curso escolar recuerda que electricidad- movimiento direccional de partículas eléctricas bajo la influencia de un campo eléctrico. Dichas partículas pueden ser electrones, iones, etc. Sin embargo, a pesar de la simple formulación, muchos admiten que no saben del todo qué es la electricidad, en qué consiste, cómo y, en general, por qué funciona toda la ingeniería eléctrica.

Para empezar, vale la pena volver a la historia de este problema. El término "electricidad" apareció por primera vez en 1600 en los escritos del naturalista inglés William Gilbert. Estudió las propiedades magnéticas de los cuerpos, en sus escritos sobre los polos magnéticos de nuestro planeta, describió varios experimentos con cuerpos electrificados, que él mismo realizó.

Puede leer sobre esto en su trabajo "Sobre el imán, los cuerpos magnéticos y el gran imán: la Tierra". La principal conclusión de su trabajo fue que muchos cuerpos y sustancias pueden electrificarse, por lo que tienen propiedades magnéticas. Su investigación se utilizó para crear brújulas y en muchas otras áreas.

Pero Hlyam Gilbert no es de ninguna manera el primero en descubrir tales propiedades de los cuerpos, simplemente es el primero en estudiarlas. Allá por el siglo VII a. C., el filósofo griego Tales notó que el ámbar, frotado contra la lana, adquiere propiedades asombrosas- comienza a atraer objetos hacia él. El conocimiento de la electricidad se ha mantenido en este nivel durante varios siglos.

Esta situación se mantuvo hasta los siglos XVII y XVIII. Esta vez se puede llamar el comienzo de la ciencia de la electricidad. Ulyam Gilbert fue el primero, después de él, muchos otros científicos de todo el mundo se involucraron en este tema: Franklin, Coulomb, Galvani, Volt, Faraday, Ampere, así como el científico ruso Vasily Petrov, quien descubrió el arco voltaico en 1802. .

Todos estos científicos realizaron descubrimientos destacados en el campo de la electricidad, que sentaron las bases para el estudio posterior de este tema. Desde entonces, la electricidad dejó de ser algo misterioso, pero, a pesar de los grandes logros en esta materia, aún quedaban muchos misterios y oscuridad.

La pregunta más importante, como siempre, fue: ¿cómo utilizar todos estos logros en beneficio de la humanidad? Porque, a pesar de los importantes avances en el estudio de la naturaleza de la electricidad, aún estaba lejos de su introducción en la vida. Todavía parecía algo misterioso e inalcanzable.

Esto se puede comparar con la forma en que los científicos de todo el mundo están estudiando el espacio y el planeta más cercano Marte. Ya se ha recibido mucha información, se ha establecido que es posible volar hacia él e incluso aterrizar en la superficie y así sucesivamente, pero todavía hay mucho trabajo para lograr realmente tales objetivos.

Hablando de la naturaleza de la electricidad, no se puede dejar de mencionar su manifestación más importante en la naturaleza. Después de todo, fue allí donde una persona lo encontró por primera vez, fue en la naturaleza que comenzó a estudiarlo y trató de comprender, e hizo sus primeros intentos de domesticarse y beneficiarse a sí mismo.

Por supuesto, cuando hablamos de la manifestación natural de la electricidad, los relámpagos caen en la mente de todos. Aunque en un principio aún no estaba claro qué eran, y su naturaleza eléctrica se estableció recién en el siglo XVIII, cuando se inició un estudio activo de este fenómeno, en conjunto con los conocimientos previamente obtenidos. Por cierto, según una de las versiones, fue un rayo el que influyó en la aparición de la vida en la Tierra, pues sin ellos no habría comenzado la síntesis de aminoácidos.

También hay electricidad dentro del cuerpo humano, sin ella el sistema nervioso no funcionaría y surge un impulso nervioso como resultado de un estrés a corto plazo. Los océanos y los mares albergan muchos peces que utilizan la electricidad para la caza y la protección. Por ejemplo, una anguila eléctrica puede alcanzar voltajes de hasta 500 voltios, mientras que una mantarraya tiene una potencia de descarga de aproximadamente 0,5 kilovatios.

Algunos peces crean un pulmón a su alrededor. campo eléctrico, que se distorsiona por todos los objetos en el agua, por lo que pueden navegar fácilmente incluso en aguas muy fangosas y tienen ventajas sobre otros peces.

Entonces, desde la antigüedad, la electricidad se ha encontrado a menudo en la naturaleza, sin ella la aparición del hombre hubiera sido imposible, y muchos animales la usan para encontrar comida. Por primera vez, una persona encontró estos fenómenos precisamente en una manifestación natural, y esto lo impulsó a estudiar más a fondo.

Usos prácticos de la electricidad

Con el tiempo, el hombre siguió acumulando conocimientos sobre este asombroso fenómeno. La electricidad le reveló a regañadientes sus secretos. Aproximadamente desde mediados del siglo XIX, la electricidad comenzó a penetrar en la vida de la civilización humana. Se utilizó principalmente para iluminación cuando se inventó la bombilla. Con su ayuda, la información comenzó a transmitirse a largas distancias: apareció radio, televisión, telégrafo, etc.

Pero la aparición de varios mecanismos y dispositivos que se pusieron en movimiento con la ayuda de la electricidad merece una atención especial. Hasta el día de hoy, es difícil imaginar el funcionamiento de cualquier dispositivo o máquina sin electricidad. Todos Accesorios en una casa moderna solo funciona con electricidad.

Los logros en el campo de la generación de electricidad también fueron un gran avance, por lo que comenzaron a crearse plantas y generadores de energía cada vez más potentes; Se inventaron las baterías de almacenamiento.

La electricidad ha ayudado a hacer muchos otros descubrimientos, ayuda en la ciencia y en el estudio de nuevos problemas. Algunas tecnologías funcionan sobre la base de propiedades eléctricas, se utilizan en la medicina, la industria y, por supuesto, en la vida cotidiana.

Entonces, ¿qué es exactamente la electricidad?

Por extraño que parezca, el uso omnipresente de la electricidad no lo hace más comprensible. Todo el mundo conoce los principios básicos del trabajo, las precauciones de seguridad y eso es todo. Algunas personas admiten que ni siquiera saben qué es la electricidad, otras no saben por qué funciona como es y no de otra manera, otras no entienden la diferencia entre voltaje, potencia y resistencia, y hay muchos ejemplos similares.

La forma más sencilla de comprender la naturaleza de la electricidad es a nivel molecular. Todas las sustancias están compuestas de moléculas, todas las moléculas están compuestas de átomos, y cada átomo, sin embargo, consiste en un núcleo alrededor del cual giran los electrones.

Los electrones son los "portadores" de la electricidad y la corriente eléctrica es un movimiento continuo. un número grande tales electrones.

La ingeniería eléctrica ha alcanzado gran éxito durante su desarrollo, sin embargo, el estudio de su naturaleza todavía requiere mucho esfuerzo, porque muchos problemas siguen sin resolverse o las soluciones que se han encontrado no son tan efectivas como podrían ser. La transformación de fuerzas está en el centro de todo. La energía eléctrica de hoy se puede convertir fácilmente en luz, utilizándola para la iluminación, con su ayuda puede mover varios mecanismos, etc.

Otra característica y principal ventaja de la energía eléctrica frente a otros tipos de energía es su predominio, espacio ilimitado. La electricidad acompaña continuamente a una persona en todas las esferas de su vida, se considera un ejemplo de evolución y visiones hacia el futuro, y el proceso de desarrollo de la tecnología está continuamente asociado con el desarrollo de la ciencia y los nuevos logros.

Esto expande las capacidades de una persona, mejora sus herramientas y le garantiza un desarrollo constante y un avance hacia el futuro, y con el tiempo, muchas tareas ya no parecen imposibles.

Advertencia: strftime (): No es seguro confiar en la configuración de la zona horaria del sistema. Es * requerido * que use la configuración date.timezone o la función date_default_timezone_set (). En caso de que haya utilizado alguno de esos métodos y aún está Al recibir esta advertencia, lo más probable es que hayas escrito mal el identificador de zona horaria. Hemos seleccionado la zona horaria "UTC" por ahora, pero establece date.timezone para seleccionar tu zona horaria. /var/www/vhosts/site/htdocs/libraries/joomla/utilities/date.php en línea 250

La electricidad es una forma de energía extremadamente útil. Se transforma fácilmente en otras formas, como luz o calor. Se puede transferir fácilmente a través del cable. La palabra "electricidad" proviene de la palabra griega "electrón" - "ámbar". Cuando se frota, el ámbar adquiere una carga eléctrica y comienza a atraer trozos de papel. La electricidad estática se conoce desde la antigüedad, pero hace solo 200 años la gente aprendió a crear corriente eléctrica. La electricidad nos brinda calidez y luz, y hace funcionar una variedad de máquinas, incluidas computadoras y calculadoras.

Que es la electricidad

La electricidad existe gracias a partículas que tienen cargas eléctricas. Hay cargas en cualquier sustancia; después de todo, los núcleos atómicos tienen una carga positiva y los electrones cargados negativamente giran alrededor de ellos (ver el artículo ""). Por lo general, un átomo es eléctricamente neutro, pero cuando dona sus electrones a otros átomos, adquiere una carga positiva y el átomo que obtiene electrones adicionales tiene carga negativa. puede comunicar a algunos objetos una carga eléctrica, llamada electricidad estática... Si se frota globo sobre un saltador de lana, algunos de los electrones pasarán del saltador a la pelota y adquirirá una carga positiva. El saltador ahora está cargado positivamente y la pelota se pega a él mientras las cargas opuestas se atraen entre sí. Las fuerzas eléctricas actúan entre los cuerpos cargados y los cuerpos con cargas opuestas (positivas y negativas) se atraen entre sí. Los objetos con las mismas cargas, por otro lado, son repelidos. En un generador Van de Graaff, frotar la banda de goma contra el rodillo crea una carga estática significativa. Si una persona toca la cúpula, su cabello se erizará.

En algunas sustancias, por ejemplo, en, los electrones pueden moverse libremente. Cuando algo los pone en movimiento, se crea un flujo de cargas eléctricas, llamado conmocionado. Conductores son sustancias capaces de conducir corriente eléctrica. Si la sustancia no conduce corriente, se llama aislador... La madera y el plástico son aislantes. Para fines de aislamiento, el interruptor eléctrico se coloca en una caja de plástico. Los cables suelen estar hechos de cobre y cubiertos con plástico para aislarlos.

Por primera vez, los antiguos griegos descubrieron la electricidad estática hace más de 2000 años. Hoy en día, la electricidad estática se utiliza para realizar fotocopias, faxes e impresoras láser. El rayo láser reflejado por el espejo crea en el tambor impresora laser cargas estáticas puntuales. El tóner es atraído por estos puntos y se presiona contra el papel.

Relámpago

Los rayos son causados ​​por la electricidad estática que se acumula en nube de tormenta como resultado de la fricción entre las gotas de agua y los cristales de hielo, entre sí. Al frotarse entre sí y contra el aire, las gotas y los cristales de hielo adquieren una carga. Las gotas con carga positiva se acumulan en la parte superior de la nube, mientras que una carga negativa se acumula en la parte inferior. Una gran chispa, llamada líder del rayo, se precipita al suelo, hasta un punto que tiene la carga opuesta. Antes de la aparición de un líder, la diferencia de potencial en las regiones superior e inferior de la nube puede ser de hasta 100 millones de voltios. El líder evoca una descarga de respuesta, corriendo del mismo modo desde la nube. dentro de esta descarga es cinco veces más caliente que la superficie del Sol: se calienta hasta 33.000 ° C. El aire calentado por los rayos se expande rápidamente, creando una onda de aire. Lo percibimos como un trueno.

Electricidad

La corriente eléctrica es una corriente de partículas cargadas que se mueven desde un área de alto potencial eléctrico a un área de bajo potencial. Las partículas dan como resultado una diferencia de potencial, que se mide en voltios... Para que la corriente fluya entre dos puntos, se requiere un "camino" continuo: un circuito. Existe una diferencia de potencial entre los dos polos de la batería. Si los conecta en un circuito, surgirá una corriente. La fuerza de la corriente depende de la diferencia de potencial y la resistencia de los elementos del circuito. Todas las sustancias, incluso los conductores, ofrecen cierta resistencia a la corriente y la debilitan. La unidad de amperaje se llama amperio(A) en honor al científico francés André-Marie Ampere (1775-1836).

Los diferentes dispositivos necesitan diferentes corrientes. Los aparatos eléctricos, como las bombillas, convierten la corriente eléctrica en otras formas de energía, calor y luz. Estos dispositivos se pueden conectar al circuito de dos formas: en serie y en paralelo. En un circuito en serie, la corriente fluye a través de todos los componentes a su vez. Si uno de los componentes se quema, el circuito se abre y se pierde la corriente. En un circuito paralelo, la corriente fluye a lo largo de varios caminos. Si falla un componente del circuito, la corriente continúa por la otra rama.

Pilas

Una batería es un depósito de energía química que se puede convertir en electricidad. La batería más utilizada en la vida diaria se llama pila seca... Contiene electrólito(una sustancia que contiene partículas cargadas capaces de moverse). Como resultado, las cargas opuestas se separan y se mueven a los polos opuestos de la batería. Los científicos han descubierto que el líquido en el cuerpo de una rana muerta actúa como un electrolito y conduce la electricidad.

Alessandro Volta (1745-1827) creó la primera batería del mundo a partir de una pila de discos de cartón empapados en ácido y empapados en ácido y discos de zinc y cobre intercalados entre ellos. En su honor, la unidad de voltaje se llama voltio... Una batería de 1,5 V se llama celda. Las baterías grandes se componen de varias celdas. Una batería de 9V contiene 6 celdas. Seco llamado elementos primarios... Cuando los componentes del electrolito se agotan, la batería llega al final de su vida útil. Elementos secundarios son pilas recargables. La batería del automóvil es un elemento secundario. Se recarga con la corriente generada en el interior de la máquina. La batería solar convierte la energía del Sol en energía eléctrica. Bajo iluminación luz del sol de las capas de silicio, los electrones en ellas comienzan a moverse, creando una diferencia de potencial entre las capas.

Electricidad en nuestro hogar

El voltaje de la red eléctrica es de 240 V en algunos países y de 110 V. Se trata de un voltaje alto y una descarga eléctrica puede ser fatal. Los circuitos paralelos suministran electricidad a diferentes partes de la casa. Todos los dispositivos electrónicos están fusionados. Dentro de ellos hay cables muy delgados que se derriten y rompen el circuito si la corriente es demasiado alta. Cada circuito derivado generalmente tiene tres cables: vivo y de tierra. Los dos primeros transportan corriente y el cable de tierra es necesario para la seguridad. Desviará la corriente eléctrica a tierra en caso de avería del aislamiento. Cuando el enchufe está enchufado a un tomacorriente de pared, los conectores se conectan al cable vivo y al cable neutro, completando el circuito. En algunos países, se utilizan enchufes con dos clavijas, sin conexión a tierra (ver ilustración).

¿Qué es la electricidad?

La electricidad es un agregado fenomeno fisico asociado con la presencia de una carga eléctrica. Aunque inicialmente la electricidad se consideró como un fenómeno separado del magnetismo, pero con el desarrollo de las ecuaciones de Maxwell, ambos fenómenos fueron reconocidos como parte de un único fenómeno: el electromagnetismo. Varios fenómenos comunes están asociados con la electricidad, como los rayos, la electricidad estática, el calentamiento eléctrico, las descargas eléctricas y muchos otros. Además, la electricidad está en el corazón de muchas tecnologías modernas.

La presencia de una carga eléctrica, que puede ser positiva o negativa, genera un campo eléctrico. Por otro lado, el movimiento de cargas eléctricas, que se llama corriente eléctrica, crea un campo magnético.

Cuando se coloca una carga en un punto con un campo eléctrico distinto de cero, una fuerza actúa sobre él. La magnitud de esta fuerza está determinada por la ley de Coulomb. Por lo tanto, si esta carga se moviera, el campo eléctrico haría el trabajo de mover (frenar) la carga eléctrica. Así, podemos hablar del potencial eléctrico en un determinado punto del espacio, igual al trabajo realizado por un agente externo al transferir una unidad de carga positiva desde un punto de referencia elegido arbitrariamente a este punto sin ninguna aceleración y, por regla general, medido en voltios.

En ingeniería eléctrica, la electricidad se utiliza para:

• suministrar electricidad a los lugares donde se utiliza corriente eléctrica para alimentar equipos;
• en electrónica, se ocupa de circuitos eléctricos que incluyen componentes eléctricos activos como tubos de vacío, transistores, diodos y circuitos integrados, y elementos pasivos asociados.

Los fenómenos eléctricos se han estudiado desde la antigüedad, aunque el progreso en la comprensión teórica se inició en el siglo XVII y Siglos XVIII... Incluso entonces uso práctico la electricidad era escasa, y los ingenieros solo pudieron utilizarla para fines industriales y residenciales a fines del siglo XIX. La rápida expansión de la tecnología eléctrica durante este tiempo transformó la industria y la sociedad. La versatilidad de la electricidad radica en el hecho de que se puede utilizar en una variedad casi ilimitada de industrias, como el transporte, la calefacción, la iluminación, las comunicaciones y la informática. La electricidad es actualmente la columna vertebral de una sociedad industrial moderna.

Historia de la electricidad

Mucho antes de que existiera algún conocimiento sobre la electricidad, la gente ya conocía las descargas eléctricas de los peces. Textos del Antiguo Egipto que se remontan al 2750 a. C. e., llamó a estos peces "Rayos del Nilo" y los describió como "protectores" de todos los demás peces. La evidencia de peces eléctricos reaparece milenios más tarde de los antiguos naturalistas y médicos griegos, romanos y árabes. Varios escritores antiguos, como Plinio el Viejo y Scribonius Largus, han atestiguado el entumecimiento como efecto de una descarga eléctrica producida por el bagre y los rayos eléctricos, y también sabían que tales descargas podían transmitirse a través de objetos conductores. A los pacientes que padecían afecciones médicas como gota o dolores de cabeza se les prescribió que tocaran esos peces con la esperanza de que una poderosa descarga eléctrica pudiera curarlos. Es posible que la aproximación más temprana y más cercana al descubrimiento de la identidad del rayo y la electricidad de cualquier otra fuente la hicieran los árabes, quienes hasta el siglo XV en el idioma la palabra "rayo" (raad) se aplicó a los rayos eléctricos. .

Las antiguas culturas del Mediterráneo sabían que si algunos objetos, como palos de ámbar, se frotaban con piel de gato, atraían objetos ligeros como plumas. Tales de Mileto hizo una serie de observaciones de la electricidad estática alrededor del año 600 a.C., de las cuales dedujo que la fricción es necesaria para hacer que el ámbar sea capaz de atraer objetos, a diferencia de minerales como la magnetita, que no necesitan fricción ... Tales se equivocó al creer que la atracción del ámbar se debía al efecto magnético, pero la ciencia posterior demostró la conexión entre el magnetismo y la electricidad. Según una controvertida teoría basada en el descubrimiento de la batería de Bagdad en 1936, que se asemeja a una celda galvánica, aunque no está claro si el artefacto era de naturaleza eléctrica, los partos pueden haber sabido sobre la galvanoplastia.

La electricidad siguió despertando poco más que curiosidad intelectual durante milenios hasta 1600, cuando el científico inglés William Gilbert emprendió un estudio exhaustivo de la electricidad y el magnetismo y distinguió el efecto "magnetita" de la electricidad estática producida al frotar el ámbar. Acuñó una nueva palabra latina electricus ("ámbar" o "como ámbar", de ἤλεκτρον, Elektron, del griego: "ámbar") para denotar la propiedad de los objetos para atraer objetos pequeños después de frotarlos. Esta asociación lingüística dio lugar a palabras inglesas"Eléctrica" ​​y "electricidad", que apareció por primera vez impresa en "Pseudodoxia Epidemica" de Thomas Brown en 1646.

Otto von Guericke, Robert Boyle, Stephen Gray y Charles Francois Dufay llevaron a cabo trabajos adicionales. En el siglo XVIII, Benjamin Franklin realizó una extensa investigación en el campo de la electricidad y vendió sus propiedades para financiar su trabajo. En junio de 1752, se sabe que colocó una llave de metal en la parte inferior de una cuerda. cometa y lanzó una cometa al cielo tormentoso. Una secuencia de chispas que saltaron de la llave al dorso de la mano mostró que el rayo era de hecho de naturaleza eléctrica. También explicó el comportamiento aparentemente paradójico de la jarra de Leyden como un dispositivo para almacenar una gran cantidad de carga eléctrica en términos de electricidad, que consta de cargas positivas y negativas.

En 1791, Luigi Galvani anunció su descubrimiento del bioelectromagnetismo, demostrando que la electricidad es el medio por el cual las neuronas transmiten señales a los músculos. El paquete de baterías de Alessandro Volta, o el polo galvánico del siglo XIX, estaba hecho de capas alternas de zinc y cobre. Para los científicos, era una fuente de energía eléctrica más confiable que las máquinas electrostáticas utilizadas anteriormente. La comprensión del electromagnetismo como una unidad de fenómenos eléctricos y magnéticos surgió gracias a Oersted y André-Marie Ampere en 1819-1820. Michael Faraday inventó el motor eléctrico en 1821 y Georg Ohm analizó matemáticamente el circuito eléctrico en 1827. La electricidad y el magnetismo (y la luz) finalmente fueron vinculados por James Maxwell, particularmente en su obra On Physical Lines of Lines en 1861 y 1862.

Mientras que a principios del siglo XIX el mundo fue testigo de un rápido progreso en la ciencia de la electricidad, a fines del siglo XIX el mayor progreso se realizó en el campo de la ingeniería eléctrica. Con la ayuda de personas como Alexander Graham Bell, Otto Titus Blati, Thomas Edison, Galileo Ferraris, Oliver Heaviside, Anjosh Istvan Yedlik, William Thomson, 1st Baron Kelvin, Charles Algernon Parsons, Werner von Siemens, Joseph Wilson Filson Swan, Nikola Tesla y George Westinghouse, la electricidad pasó de ser una curiosidad científica a una herramienta indispensable para la vida moderna, impulsando la segunda revolución industrial.

En 1887, Heinrich Hertz descubrió que los electrodos iluminados con luz ultravioleta crean chispas eléctricas más fácilmente que los electrodos apagados. En 1905, Albert Einstein publicó un artículo explicando los datos experimentales sobre el efecto fotoeléctrico como resultado de la transferencia de energía luminosa mediante paquetes discretos cuantificados que excitan electrones. Este descubrimiento condujo a la revolución cuántica. Einstein fue honrado premio Nobel en física en 1921 por "el descubrimiento de la ley del efecto fotoeléctrico". El efecto fotovoltaico también se usa en células fotovoltaicas como las que se encuentran en los paneles solares, y esto se usa a menudo para generar electricidad comercialmente.

El primer dispositivo semiconductor fue el detector de bigotes de gato, que se utilizó por primera vez en radios en la década de 1900. El alambre de bigotes se pone en contacto ligero con un cristal sólido (por ejemplo, cristal de germanio) para detectar la señal de radio a través del efecto de transición de contacto. En un conjunto de semiconductores, la corriente se suministra a los elementos y uniones semiconductores diseñados específicamente para conmutar y amplificar la corriente. La corriente eléctrica se puede representar de dos formas: en forma de electrones cargados negativamente, así como de vacantes de electrones cargados positivamente (lugares vacíos de electrones en un átomo semiconductor), llamados huecos. Estas cargas y huecos se entienden desde la perspectiva de la física cuántica. El material de construcción suele ser un semiconductor cristalino.

El desarrollo de dispositivos semiconductores comenzó con la invención del transistor en 1947. Los dispositivos semiconductores comunes son transistores, chips de microprocesador y chips de memoria. En las unidades flash USB se utiliza un tipo especializado de memoria llamado memoria flash y, más recientemente, las unidades semiconductoras también han comenzado a reemplazar las unidades en unidades de disco duro que giran mecánicamente. Los dispositivos semiconductores se volvieron comunes en las décadas de 1950 y 1960, durante la transición de los tubos de vacío a los diodos semiconductores, transistores, circuitos integrados (CI) y diodos emisores de luz (LED).

Conceptos básicos de electricidad

Carga eléctrica

La presencia de una carga genera una fuerza electrostática: las cargas se ejercen una fuerza entre sí, este efecto se conocía en la antigüedad, aunque entonces no se entendía. Una bola ligera suspendida de una cuerda se puede cargar tocándola con una varilla de vidrio, que a su vez se cargó previamente frotando contra un paño. Una bola similar, cargada con la misma varilla de vidrio, repelerá desde la primera: la carga hace que las dos bolas se separen entre sí. Dos bolas, que se cargan con una varilla de ámbar frotada, también se repelen entre sí. Sin embargo, si una bola se carga con una varilla de vidrio y la otra con una varilla de color ámbar, ambas bolas comienzan a atraerse entre sí. Estos fenómenos fueron investigados a finales del siglo XVIII por Charles Augustin de Coulomb, quien concluyó que la carga se manifiesta de dos formas opuestas. Este descubrimiento llevó al axioma bien conocido: los objetos con cargas iguales son repelidos y los objetos con cargas opuestas son atraídos.

La fuerza actúa sobre las propias partículas cargadas, por lo tanto, la carga tiende a extenderse lo más uniformemente posible sobre la superficie conductora. La magnitud de la fuerza electromagnética, ya sea de atracción o repulsión, está determinada por la ley de Coulomb, que establece que la fuerza electrostática es proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. La interacción electromagnética es muy fuerte, solo ocupa el segundo lugar en fuerza fuerte interacción, pero a diferencia de este último, actúa a cualquier distancia. En comparación con la fuerza gravitacional mucho más débil, la fuerza electromagnética separa dos electrones 1042 veces más de lo que la fuerza gravitacional los atrae.

La investigación ha demostrado que la fuente de carga son ciertos tipos de partículas subatómicas que tienen la propiedad de carga eléctrica. Una carga eléctrica genera e interactúa con una fuerza electromagnética, que es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza. Los portadores de carga eléctrica más famosos son el electrón y el protón. El experimento mostró que la carga es una cantidad conservada, es decir, la carga total dentro de un sistema aislado siempre permanecerá constante, independientemente de los cambios que ocurran dentro de este sistema. En un sistema, la carga se puede transferir entre cuerpos por contacto directo o por transferencia a través de un material conductor como un cable. El término informal "electricidad estática" se refiere a la mera presencia de carga (o "desequilibrio" de cargas) en un cuerpo, generalmente causada por materiales diferentes que se frotan entre sí y transfieren la carga de uno a otro.

Las cargas de electrones y protones son de signo opuesto, por lo tanto, la carga total puede ser tanto positiva como negativa. Por convención, la carga transportada por los electrones se considera negativa y la carga transportada por los protones es positiva, según la tradición establecida por el trabajo de Benjamin Franklin. La cantidad de carga (la cantidad de electricidad) generalmente se indica con el símbolo Q y se expresa en colgantes; cada electrón lleva la misma carga, aproximadamente -1,6022 x 10-19 culombio. El protón tiene una carga de igual valor y signo opuesto, y por tanto + 1,6022 × 10-19 Coulomb. Una carga está poseída no solo por la materia, sino también por la antimateria, cada antipartícula lleva una carga igual, pero de signo opuesto a la carga de su partícula correspondiente.

La carga se puede medir de varias formas: el primer electroscopio de pétalos de oro, que, aunque todavía se usa para demostraciones de entrenamiento, ahora es reemplazado por un electrómetro electrónico.

Electricidad

El movimiento de las cargas eléctricas se denomina corriente eléctrica y su intensidad suele medirse en amperios. La corriente puede ser generada por partículas cargadas en movimiento; la mayoría de las veces se trata de electrones, pero en principio, cualquier carga puesta en movimiento es una corriente.

Por convención histórica, la corriente positiva está determinada por la dirección del movimiento de las cargas positivas que fluyen desde la parte más positiva del circuito a la parte más negativa. La corriente determinada de esta manera se llama corriente convencional. Una de las formas más conocidas de corriente es el movimiento de electrones cargados negativamente a través de un circuito y, por lo tanto, la dirección positiva de la corriente está orientada en la dirección opuesta al movimiento de los electrones. Sin embargo, dependiendo de las condiciones, la corriente eléctrica puede consistir en una corriente de partículas cargadas que se mueven en cualquier dirección, e incluso en ambas direcciones al mismo tiempo. La convención de considerar la dirección positiva de la corriente como la dirección del movimiento de cargas positivas se usa ampliamente para simplificar esta situación.

El proceso por el cual una corriente eléctrica pasa a través de un material se llama conductividad eléctrica, y su naturaleza cambia dependiendo de qué partículas cargadas se lleve a cabo y del material a través del cual se muevan. Ejemplos de corrientes eléctricas incluyen la conducción metálica, realizada por el flujo de electrones a través de un conductor como un metal, y la electrólisis, realizada por el flujo de iones (átomos cargados) a través de un líquido o plasma, como en las chispas eléctricas. Si bien las partículas en sí pueden moverse muy lentamente, a veces con velocidad media A la deriva solo una fracción de milímetro por segundo, el campo eléctrico que los pone en movimiento se propaga a una velocidad cercana a la de la luz, lo que permite que las señales eléctricas viajen rápidamente a través de los cables.

La corriente provoca una serie de efectos observables que históricamente han sido un signo de su presencia. La posibilidad de descomposición del agua bajo la acción de la corriente de un pilar galvánico fue descubierta por Nicholson y Carlisle en 1800. Este proceso ahora se llama electrólisis. Su trabajo fue ampliado enormemente por Michael Faraday en 1833. La corriente que fluye a través de la resistencia provoca un calentamiento localizado. James Joule describió matemáticamente este efecto en 1840. Uno de los descubrimientos más importantes sobre la corriente fue realizado por accidente por Oersted en 1820, cuando, mientras preparaba una conferencia, descubrió que la corriente que fluía a través de un cable hacía girar la aguja de una brújula magnética. Así descubrió el electromagnetismo, la interacción fundamental entre la electricidad y el magnetismo. El nivel de emisiones electromagnéticas generadas por un arco eléctrico es lo suficientemente alto como para generar interferencias electromagnéticas que pueden dañar el funcionamiento de los equipos adyacentes. Descubrió el electromagnetismo, la interacción fundamental entre la electricidad y el magnetismo. El nivel de radiación electromagnética generada por un arco eléctrico es lo suficientemente alto como para producir interferencia electromagnética, que puede interferir con el funcionamiento de equipos cercanos.

Para aplicaciones técnicas o domésticas, la corriente se caracteriza a menudo como corriente continua (CC) o corriente alterna (CA). Estos términos se refieren a cómo cambia la corriente con el tiempo. La corriente continua producida por una batería, por ejemplo, y requerida por la mayoría de los dispositivos electrónicos, es un flujo unidireccional de positivo a negativo en el circuito. Si este flujo, que ocurre a menudo, es transportado por electrones, se moverán en la dirección opuesta. La corriente alterna es cualquier corriente que cambia de dirección continuamente, casi siempre tiene una forma sinusoidal. La corriente alterna pulsa hacia adelante y hacia atrás dentro del conductor sin mover la carga una distancia finita durante un largo período de tiempo. El valor de CA promediado en el tiempo es cero, pero entrega energía primero en una dirección y luego en la dirección opuesta. La corriente alterna depende de las propiedades eléctricas que no se manifiestan en el modo de CC de estado estable, como la inductancia y la capacitancia. Sin embargo, estas propiedades pueden manifestarse cuando el circuito se somete a transitorios, por ejemplo, durante la activación inicial.

Campo eléctrico

El concepto de campo eléctrico fue introducido por Michael Faraday. Un campo eléctrico es creado por un cuerpo cargado en el espacio que lo rodea y conduce a una fuerza que actúa sobre cualquier otra carga ubicada en el campo. Un campo eléctrico actúa entre dos cargas de manera similar a un campo gravitacional que actúa entre dos masas, y también se extiende hasta el infinito y es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre los cuerpos. Sin embargo, existe una diferencia significativa. La gravedad siempre atrae, obligando a dos masas a unirse, mientras que un campo eléctrico puede provocar atracción o repulsión. Dado que los cuerpos grandes, como los planetas en general, tienen carga neta cero, su campo eléctrico a distancia suele ser cero. Por lo tanto, la fuerza de la gravedad es la fuerza dominante a grandes distancias en el universo, a pesar de que ella misma es mucho más débil.

Un campo eléctrico, por regla general, difiere en diferentes puntos del espacio, y su intensidad en cualquier punto se define como la fuerza (referida a una carga unitaria) que experimentará una carga estacionaria insignificante si se coloca en este punto. Una carga abstracta, llamada "carga de prueba", debe tener un valor muy pequeño para que su propio campo eléctrico, que viola el campo principal, pueda despreciarse, y también debe ser estacionaria (inmóvil) para evitar la influencia de los campos magnéticos. Dado que un campo eléctrico se define en términos de una fuerza, y una fuerza es un vector, entonces un campo eléctrico también es un vector, que tiene tanto magnitud como dirección. Más específicamente, el campo eléctrico es un campo vectorial.

El estudio de los campos eléctricos creados por cargas estacionarias se llama electrostática. El campo se puede visualizar mediante un conjunto de líneas imaginarias, cuya dirección en cualquier punto del espacio coincide con la dirección del campo. Este concepto fue introducido por Faraday, y el término "líneas de fuerza" todavía se encuentra ocasionalmente en la actualidad. Las líneas de campo son los caminos a lo largo de los cuales se moverá una carga puntual positiva bajo la acción del campo. Sin embargo, son abstractos, no un objeto físico, y el campo impregna todo el espacio intermedio entre las líneas. Las líneas de campo que emanan de cargas estacionarias tienen varias propiedades clave: primero, comienzan con cargas positivas y terminan con cargas negativas; en segundo lugar, deben entrar en cualquier conductor ideal en ángulo recto (normal) y, en tercer lugar, nunca se cruzan ni se cierran sobre sí mismos.

Un cuerpo conductor hueco contiene toda su carga en su superficie exterior. Por lo tanto, el campo es cero en todos los lugares dentro del cuerpo. La jaula de Faraday funciona según este principio: una carcasa de metal que aísla su espacio interno de las influencias eléctricas externas.

Los principios de la electrostática son fundamentales en el diseño de equipos de alta tensión. Existe un límite finito para la intensidad del campo eléctrico que puede soportar cualquier material. Por encima de este valor, se produce una avería eléctrica que provoca un arco eléctrico entre las piezas cargadas. Por ejemplo, en el aire, la avería eléctrica se produce en pequeños huecos con una intensidad de campo eléctrico superior a 30 kV por centímetro. Con un aumento en el espacio, la resistencia límite a la ruptura disminuye a aproximadamente 1 kV por centímetro. El fenómeno natural más notable son los rayos. Ocurre cuando las cargas se separan en las nubes por columnas ascendentes de aire y el campo eléctrico en el aire comienza a exceder el valor de ruptura. El voltaje de una gran nube tormentosa puede alcanzar los 100 MV y tener una energía de descarga de 250 kWh.

La magnitud de la intensidad del campo está fuertemente influenciada por los objetos conductores cercanos, y la intensidad es especialmente alta cuando el campo tiene que doblarse alrededor de objetos puntiagudos. Este principio se utiliza en los pararrayos, cuyas agujas afiladas hacen que los rayos se descarguen en ellos, en lugar de en los edificios que protegen.

Potencial eléctrico

El concepto de potencial eléctrico está estrechamente relacionado con un campo eléctrico. Una pequeña carga colocada en un campo eléctrico experimenta una fuerza, y se necesita trabajo para mover la carga contra esa fuerza. El potencial eléctrico en cualquier punto se define como la energía que debe gastarse para mover muy lentamente una sola carga de prueba desde el infinito hasta este punto. El potencial generalmente se mide en voltios, y un potencial de un voltio es el potencial al que se debe gastar un julio de trabajo para mover una carga a un culombio desde el infinito. Esta definición formal de potencial tiene poca aplicación práctica, y más útil es el concepto de diferencia de potencial eléctrico, es decir, la energía requerida para mover una unidad de carga entre dos puntos dados. El campo eléctrico tiene una característica, es conservador, lo que significa que el camino atravesado por la carga de prueba no importa: siempre se gastará la misma energía en el paso de todos los caminos posibles entre dos puntos dados y, por lo tanto, hay un valor único de los potenciales de diferencia entre dos posiciones. El voltio está tan fuertemente arraigado como unidad de medida y descripción de la diferencia de potencial eléctrico que el término voltaje se usa ampliamente y todos los días.

Para fines prácticos, es útil definir un punto de referencia común con el que se puedan expresar y comparar los potenciales. Aunque puede estar en el infinito, es mucho más práctico utilizar la Tierra misma como un potencial cero, que en todos los lugares se supone que tiene el mismo potencial. Este punto de referencia se denomina naturalmente "terreno". La tierra es una fuente infinita de cantidades iguales de cargas positivas y negativas y, por lo tanto, es eléctricamente neutra y no cargable.

El potencial eléctrico es una cantidad escalar, es decir, solo importa y no tiene dirección. Se puede considerar como un análogo de la altura: así como un objeto liberado caerá debido a la diferencia de altura causada por el campo gravitacional, la carga "caerá" debido al voltaje causado por el campo eléctrico. Así como los accidentes geográficos se indican en los mapas por medio de curvas de nivel que conectan puntos de igual altura, se puede dibujar un conjunto de líneas que conectan puntos de igual potencial (conocidas como equipotenciales) alrededor de un objeto cargado electrostáticamente. Los equipotenciales cruzan todas las líneas de fuerza en ángulos rectos. También deben estar paralelos a la superficie del conductor, de lo contrario se producirá una fuerza para mover los portadores de carga a lo largo de la superficie equipotencial del conductor.

Un campo eléctrico se define formalmente como la fuerza ejercida por unidad de carga, pero el concepto de potencial proporciona una definición más útil y equivalente: un campo eléctrico es un gradiente local de un potencial eléctrico. Como regla general, se expresa en voltios por metro, y la dirección del vector de campo es la línea del mayor cambio de potencial, es decir, en la dirección de la ubicación más cercana de otro equipotencial.

Electroimanes

El descubrimiento de Oersted en 1821 del hecho de que existe un campo magnético alrededor de todos los lados de un cable que transporta una corriente eléctrica mostró que existe una conexión directa entre la electricidad y el magnetismo. Además, la interacción parecía diferir de las fuerzas gravitacionales y electrostáticas, dos fuerzas de la naturaleza conocidas entonces. La fuerza actuó sobre la aguja de la brújula, no dirigiéndola hacia el cable portador de corriente ni alejándolo de él, sino en ángulo recto con él. En las palabras un poco oscuras "el conflicto eléctrico tiene un comportamiento rotativo", Oersted expresó su observación. Esta fuerza también dependía de la dirección de la corriente, porque si la corriente cambiaba de dirección, la fuerza magnética también la cambiaba.

Oersted no pudo comprender completamente su descubrimiento, pero el efecto que observó fue recíproco: la corriente ejerce un efecto de fuerza sobre el imán y el campo magnético ejerce un efecto de fuerza sobre la corriente. El fenómeno fue estudiado más a fondo por Ampere, quien descubrió que dos cables paralelos con corriente ejercen un efecto de fuerza entre sí: dos cables, con corrientes que fluyen a través de ellos en la misma dirección, se atraen entre sí, mientras que los cables, que contienen corrientes en direcciones opuestas entre sí son repelidas. Esta interacción ocurre a través del campo magnético que crea cada corriente, y en base a este fenómeno, se determina la unidad de medida de la corriente - Amperio en el sistema internacional unidades.

Esta conexión entre los campos magnéticos y las corrientes es extremadamente importante, ya que condujo a la invención del motor eléctrico por Michael Faraday en 1821. Su motor unipolar consistía en un imán permanente colocado en un recipiente de mercurio. La corriente se hizo pasar a través de un cable suspendido en una suspensión con bisagras sobre el imán y se sumergió en mercurio. El imán ejerció una fuerza tangencial sobre el cable, lo que provocó que este último girara alrededor del imán mientras se mantuviera la corriente en el cable.

Un experimento realizado por Faraday en 1831 mostró que un cable que se movía perpendicular a un campo magnético creaba una diferencia de potencial en los extremos. Un análisis más detallado de este proceso, conocido como inducción electromagnética, le permitió formular el principio, ahora conocido como ley de inducción de Faraday, de que la diferencia de potencial inducida en un bucle cerrado es proporcional a la tasa de cambio. flujo magnético penetrando el contorno. El desarrollo de este descubrimiento permitió a Faraday inventar el primer generador eléctrico, en 1831, en el que la energía mecánica de un disco de cobre giratorio se convierte en energía eléctrica. El disco de Faraday resultó ineficaz y no se utilizó como generador práctico, pero mostró la posibilidad de generar electricidad mediante magnetismo, posibilidad que fue adoptada por quienes siguieron su desarrollo.

La capacidad de las reacciones químicas para producir electricidad y la capacidad inversa de la electricidad para producir reacciones químicas tiene una amplia gama de usos.

La electroquímica siempre ha sido una parte importante de la enseñanza de la electricidad. A partir de la invención original de la columna voltaica, las celdas voltaicas se han convertido en una amplia variedad de tipos de baterías, celdas galvánicas y de electrólisis. El aluminio se obtiene en números enormes electrólisis y muchos dispositivos electrónicos portátiles utilizan fuentes de energía recargables.

Circuitos electricos

Un circuito eléctrico es la conexión de componentes eléctricos de tal manera que una carga eléctrica forzada a viajar en un camino cerrado (bucle) generalmente realiza una serie de tareas útiles.

Los componentes de un circuito eléctrico pueden recibir diversas formas actuando como elementos tales como resistencias, condensadores, interruptores, transformadores y componentes electrónicos. Los circuitos electrónicos contienen componentes activos como semiconductores, que normalmente operan en un modo no lineal y requieren que se les aplique un análisis complejo. Los componentes eléctricos más simples son los denominados pasivos y lineales: aunque pueden almacenar energía temporalmente, no contienen fuentes de energía y funcionan de forma lineal.

La resistencia es quizás el más simple de los elementos del circuito pasivo: como sugiere su nombre, resiste la corriente que fluye a través de ella, disipando la electricidad en forma de calor. La resistencia es una consecuencia del movimiento de una carga a través de un conductor: en los metales, por ejemplo, la resistencia se asocia principalmente con colisiones de electrones e iones. La ley de Ohm es la ley básica de la teoría de circuitos y establece que la corriente que pasa a través de una resistencia es directamente proporcional a la diferencia de potencial a través de ella. La resistencia de la mayoría de los materiales es relativamente constante en un amplio rango de temperaturas y corrientes; los materiales que cumplen estas condiciones se conocen como "óhmicos". Ohm, una unidad de resistencia, recibió su nombre de Georg Ohm y se denota con la letra griega Ω. 1 ohmio es la resistencia que crea una diferencia de potencial de un voltio cuando pasa una corriente de un amperio.

El condensador es una actualización del tarro de Leyden y es un dispositivo que puede almacenar una carga y, por lo tanto, acumular energía eléctrica en el campo generado. Consta de dos placas conductoras separadas por una fina capa dieléctrica aislante; en la práctica, se trata de un par de tiras delgadas de hoja de metal enrolladas juntas para aumentar el área de superficie por unidad de volumen y, por lo tanto, la capacidad. La unidad de capacitancia es un faradio, que lleva el nombre de Michael Faraday y se indica con el símbolo F: un faradio es la capacitancia que crea una diferencia de potencial de un voltio cuando se almacena una sola carga de culombio. Una corriente fluye primero a través de un condensador conectado a una fuente de energía, ya que se acumula una carga en el condensador; esta corriente, sin embargo, disminuirá a medida que se cargue el capacitor y eventualmente será cero. Por lo tanto, el condensador no tiene fugas. CORRIENTE CONTINUA., pero lo bloquea.

Una inductancia es un conductor, generalmente una bobina de alambre, que almacena energía en un campo magnético creado por el paso de corriente a través de él. Cuando la corriente cambia, el campo magnético también cambia, creando un voltaje entre los extremos del conductor. El voltaje inducido es proporcional a la tasa de cambio de la corriente. El factor de proporcionalidad se llama inductancia. La unidad de inductancia es Henry, que lleva el nombre de Joseph Henry, contemporáneo de Faraday. Una inductancia de un Henry es una inductancia que produce una diferencia de potencial de un voltio a una tasa de cambio en la corriente que la atraviesa de un amperio por segundo. El comportamiento de un inductor es el opuesto al de un capacitor: pasará libremente la corriente continua y bloqueará la corriente que cambia rápidamente.

Energia electrica

La energía eléctrica es la velocidad a la que la energía eléctrica se transmite por un circuito eléctrico. La unidad de potencia del SI es un vatio, que equivale a un julio por segundo.

La energía eléctrica, como la energía mecánica, es la velocidad de trabajo, medida en vatios y denotada por la letra P. El término consumo de energía, usado en el lenguaje común, significa "energía eléctrica en vatios". La potencia eléctrica en vatios producida por la corriente eléctrica I, igual al paso de la carga Q culombio cada t segundos a través de la diferencia de potencial eléctrico (voltaje) V es

P = QV / t = IV

• Q - carga eléctrica en colgantes
• t - tiempo en segundos
• I - corriente eléctrica en amperios
• V - potencial eléctrico o voltaje en voltios

La electricidad se genera a menudo mediante generadores eléctricos, pero también se puede generar mediante fuentes químicas como baterías eléctricas o por otros medios utilizando una amplia variedad de fuentes de energía. Los servicios públicos suelen suministrar energía eléctrica a empresas y hogares. La electricidad se suele facturar por kilovatio-hora (3,6 MJ), que es la potencia producida en kilovatios multiplicada por el tiempo de funcionamiento en horas. En la industria de la energía eléctrica, las mediciones de potencia se realizan utilizando medidores de electricidad que almacenan la cantidad de energía eléctrica total suministrada al cliente. A diferencia de los combustibles fósiles, la electricidad es una forma de energía de baja entropía y se puede convertir en propulsión o en muchas otras formas de energía con alta eficiencia.

Electrónica

La electrónica se ocupa de circuitos eléctricos que incluyen componentes eléctricos activos como tubos de vacío, transistores, diodos y circuitos integrados, y elementos pasivos y conmutadores asociados. El comportamiento no lineal de los componentes activos y su capacidad para controlar los flujos de electrones permiten amplificar señales débiles y utilizar ampliamente la electrónica en el procesamiento de información, telecomunicaciones y procesamiento de señales. La capacidad de los dispositivos electrónicos para actuar como interruptores permite el procesamiento digital de la información. Elementos de conmutación como placas de circuito impreso, tecnologías de diseño y otras formas diversas infraestructura de comunicación Complementar la funcionalidad del circuito y convertir componentes dispares en un sistema de trabajo normal.

La mayoría de los dispositivos electrónicos actuales utilizan componentes semiconductores para el control electrónico. El estudio de dispositivos semiconductores y tecnologías relacionadas se considera una rama de la física del estado sólido, mientras que el diseño y construcción de circuitos electrónicos para la resolución de problemas prácticos pertenece al campo de la electrónica.

Ondas electromagnéticas

El trabajo de Faraday y Ampere mostró que un campo magnético variable en el tiempo generaba un campo eléctrico, y un campo eléctrico variable en el tiempo era la fuente del campo magnético. Por lo tanto, cuando un campo cambia con el tiempo, siempre se induce otro campo. Este fenómeno tiene propiedades de onda y, naturalmente, se denomina onda electromagnética. Las ondas electromagnéticas fueron analizadas teóricamente por James Maxwell en 1864. Maxwell desarrolló una serie de ecuaciones que podrían describir sin ambigüedades la relación entre campo eléctrico, campo magnético, carga eléctrica y corriente eléctrica. También pudo demostrar que tal onda se propaga necesariamente a la velocidad de la luz y, por lo tanto, la luz en sí misma es una forma. radiación electromagnética... El desarrollo de las leyes de Maxwell, que combinan luz, campos y carga, es uno de los hitos críticos en la historia de la física teórica.

Así, el trabajo de muchos investigadores ha hecho posible utilizar la electrónica para convertir señales en corrientes oscilatorias de alta frecuencia y, a través de conductores de forma adecuada, la electricidad permite que estas señales se transmitan y reciban a través de ondas de radio a distancias muy largas.

Producción y uso de electricidad.

Generación y transmisión de corriente eléctrica.

En el siglo VI a.C. NS. el filósofo griego Tales de Mileto experimentó con varillas de ámbar, y estos experimentos se convirtieron en los primeros estudios en el campo de la producción de energía eléctrica. Si bien este método, ahora conocido como efecto triboeléctrico, solo podía levantar objetos ligeros y generar chispas, fue tremendamente ineficaz. Con la invención del pilar voltaico en el siglo XVIII, se dispuso de una fuente viable de electricidad. Pilar voltaico y su descendiente moderno- una batería eléctrica, almacena energía en forma química y la entrega en forma de energía eléctrica a demanda. Una batería es una fuente de energía versátil y muy común que es ideal para muchas aplicaciones, pero la energía almacenada en ella es finita y una vez que se agota, la batería debe desecharse o recargarse. Para grandes demandas, la energía eléctrica debe generarse y transmitirse continuamente a través de líneas eléctricas conductoras.

La electricidad generalmente se genera mediante generadores electromecánicos impulsados ​​por vapor generado por la quema de combustibles fósiles o calor generado por reacciones nucleares; o de otras fuentes como la energía cinética extraída del viento o del agua corriente. Moderno turbina de vapor diseñado por Sir Charles Parsons en 1884, hoy genera alrededor del 80 por ciento de la electricidad del mundo a partir de una variedad de fuentes de calor. Dichos generadores no se parecen en nada al generador unipolar, el disco de Faraday de 1831, pero todavía se basan en su principio electromagnético, según el cual un conductor, enclavado con un campo magnético cambiante, induce una diferencia de potencial en sus extremos. La invención del transformador a finales del siglo XIX significó que la energía eléctrica podría transmitirse de manera más eficiente a un voltaje más alto pero a una corriente más baja. La transmisión eléctrica eficiente significa, a su vez, que la electricidad se puede generar en plantas de energía centralizadas con el beneficio de economías a gran escala, y luego se puede transmitir a distancias relativamente largas donde se necesita.

Dado que la energía eléctrica no se puede almacenar fácilmente en cantidades suficientes para satisfacer las necesidades nacionales, debe producirse en cualquier momento tanto como en este momento Es requerido. Esto obliga a las empresas eléctricas a predecir cuidadosamente sus cargas eléctricas y coordinar constantemente estos datos con las centrales eléctricas. Siempre se debe mantener en reserva una cierta cantidad de capacidad de generación como airbag para la red eléctrica en caso de un aumento en la demanda de electricidad.

La demanda de electricidad está creciendo rápidamente a medida que el país se moderniza y su economía se desarrolla. Estados Unidos experimentó un crecimiento de la demanda del 12 por ciento cada año durante las primeras tres décadas del siglo XX. Esta tasa de crecimiento se observa actualmente en economías emergentes como India o China. Históricamente, el crecimiento de la demanda de electricidad ha superado el crecimiento de la demanda de otros tipos de energía.

Las cuestiones medioambientales relacionadas con la generación de electricidad han hecho que se preste más atención a la producción de electricidad a partir de fuentes renovables, en particular en las plantas de energía eólica e hidroeléctrica. Si bien el debate sobre el impacto en medio ambiente varios medios de generar electricidad, su forma final es relativamente pura.

Formas de usar la electricidad

La transmisión de electricidad es una forma muy conveniente de transferir energía y se ha adaptado a un número enorme y creciente de aplicaciones. La invención de la práctica bombilla incandescente en la década de 1870 llevó a que la iluminación fuera uno de los primeros usos ampliamente disponibles de la electricidad. Si bien la electrificación conlleva ciertos riesgos, reemplazar las llamas abiertas con iluminación de gas redujo significativamente el riesgo de incendios dentro de las casas y las fábricas. Se han establecido servicios públicos en muchas ciudades para atender el creciente mercado de la iluminación eléctrica.

El efecto Joule resistivo de calentamiento se utiliza en filamentos de lámparas incandescentes y también encuentra una aplicación más directa en sistemas. Calefacción eléctrica... Aunque este método de calefacción es versátil y controlable, puede considerarse un desperdicio ya que la mayoría de los métodos de generación de electricidad ya han requerido la producción de energía térmica en una planta de energía. Varios países, como Dinamarca, han aprobado leyes que restringen o prohíben el uso de calefacción por resistencia eléctrica en edificios nuevos. La electricidad, sin embargo, sigue siendo una fuente de energía muy práctica para calefacción y refrigeración, y los acondicionadores de aire o bombas de calor representan un sector creciente de demanda de electricidad para calefacción y refrigeración, cuyas implicaciones son cada vez más requeridas por las empresas de servicios públicos.

La electricidad se utiliza en telecomunicaciones y, de hecho, el telégrafo eléctrico, cuyo uso comercial fue demostrado en 1837 por Cook y Wheatstone, fue una de las primeras aplicaciones de telecomunicaciones eléctricas. Con la construcción del primer sistema de telégrafo intercontinental y luego transatlántico en la década de 1860, la electricidad hizo posible proporcionar comunicación en unos pocos minutos con todo el mundo. Las comunicaciones por fibra óptica y por satélite se han apoderado de una parte del mercado de las comunicaciones, pero se puede esperar que la electricidad siga siendo una parte importante de este proceso.

El uso más obvio de los efectos del electromagnetismo ocurre en el motor eléctrico, que es un medio limpio y eficiente de fuerza motriz. Un motor estacionario como un cabrestante se puede accionar fácilmente, pero un motor para una aplicación móvil como un vehículo eléctrico necesita mover fuentes de energía como baterías con él o recolectar corriente con un contacto deslizante conocido como pantógrafo.

Los dispositivos electrónicos utilizan un transistor, quizás uno de los grandes inventos Siglo XX, que es el bloque de construcción fundamental de todos los esquemas modernos. Un circuito integrado moderno puede contener varios miles de millones de transistores miniaturizados en un área de solo unos pocos centímetros cuadrados.

La electricidad también se utiliza como fuente de combustible para transporte público, incluso en autobuses y trenes eléctricos.

Efecto de la electricidad en los organismos vivos.

El efecto de la corriente eléctrica en el cuerpo humano.

Un voltaje aplicado al cuerpo humano hace que una corriente eléctrica pase a través de los tejidos y, aunque esta relación no es lineal, cuanto más voltaje se aplica, más se induce una corriente. El umbral de percepción varía con la frecuencia de suministro y donde fluye la corriente, es aproximadamente de 0,1 mA a 1 mA para la electricidad de frecuencia de línea, aunque una corriente tan pequeña como un microamperio puede detectarse como un efecto de vibración eléctrica bajo ciertas condiciones. Si la corriente es lo suficientemente grande, puede causar contracción muscular, arritmias cardíacas y quemaduras de tejidos. La ausencia de señales visibles de que un conductor está energizado hace que la electricidad sea especialmente peligrosa. El dolor causado por la descarga eléctrica puede ser intenso, lo que lleva a que en ocasiones se utilice la electricidad como método de tortura. La pena de muerte ejecutada por descarga eléctrica se llama electrocución. La ejecución de una silla eléctrica sigue siendo una forma de castigo judicial en algunos países, aunque su uso se ha vuelto más raro en tiempos recientes.

Fenómenos eléctricos en la naturaleza

La electricidad no es una invención humana, se puede observar en varias formas en la naturaleza, una manifestación notable de la cual es el rayo. Muchas interacciones que son familiares a nivel macroscópico, como tocar, frotar o enlace químico, se deben a interacciones entre campos eléctricos a nivel atómico. Se cree que el campo magnético de la Tierra surge de la producción natural de corrientes circulantes en el núcleo del planeta. Algunos cristales, como el cuarzo, o incluso el azúcar, son capaces de crear una diferencia de potencial en sus superficies cuando se someten a presión externa. Este fenómeno, conocido como piezoelectricidad, del griego piezein (πιέζειν), que significa "empujar", fue descubierto en 1880 por Pierre y Jacques Curie. Este efecto es reversible, y cuando un material piezoeléctrico se expone a un campo eléctrico, hay pocos cambios en sus dimensiones físicas.

Algunos organismos, como los tiburones, son capaces de detectar y responder a cambios en los campos eléctricos, esta capacidad se conoce como electrorrecepción. Al mismo tiempo, otros organismos, llamados electrogénicos, son capaces de generar voltajes ellos mismos, lo que les sirve como arma defensiva o depredadora. Los peces con forma de himno, de los cuales la anguila eléctrica es más conocida, pueden detectar o aturdir a sus presas utilizando un alto voltaje generado por células musculares mutadas llamadas electrocitos. Todos los animales transmiten información a lo largo de las membranas celulares mediante impulsos de voltaje, llamados potenciales de acción, cuya función es proporcionar al sistema nervioso una conexión entre neuronas y músculos. La descarga eléctrica estimula este sistema y provoca la contracción muscular. Los potenciales de acción también son responsables de coordinar las actividades de ciertas plantas.

En 1850, William Gladstone le preguntó al científico Michael Faraday cuál era el valor de la electricidad. Faraday respondió: "Un día, señor, podrá gravarlo".

En el siglo XIX y principios del XX, la electricidad no formaba parte de la vida diaria de muchas personas, incluso en el mundo occidental industrializado. En consecuencia, la cultura popular de la época lo retrataba a menudo como una fuerza misteriosa y casi mágica que puede matar a los vivos, resucitar a los muertos o alterar las leyes de la naturaleza. Este punto de vista comenzó a reinar con los experimentos de Galvani en 1771, que mostraban las patas de ranas muertas temblando al usar electricidad animal. La "reanimación" o reanimación de personas aparentemente muertas o ahogadas se informó en literatura médica poco después del trabajo de Galvani. Estos informes se dieron a conocer a Mary Shelley cuando comenzó a escribir Frankenstein (1819), aunque no apunta a tal método para revivir al monstruo. La revitalización de los monstruos con electricidad se convirtió en un tema candente en las películas de terror posteriores.

A medida que el conocimiento público de la electricidad se profundizó como fuente de vitalidad En la segunda revolución industrial, sus propietarios se mostraban más a menudo bajo una luz positiva, por ejemplo, los electricistas, de quienes se dice que "la muerte a través de los guantes les congela los dedos, tejiendo cables" en el poema de 1907 de Rudyard Kipling "Los hijos de Martha". Una variedad de vehículos eléctricos han aparecido de manera destacada en las historias de aventuras de Jules Verne y Tom Swift. Los profesionales del poder, ficticios o reales, incluidos científicos como Thomas Edison, Charles Steinmetz o Nikola Tesla, eran ampliamente considerados magos con poderes mágicos.

Cuando la electricidad dejó de ser una novedad y se convirtió en una necesidad en la vida cotidiana en la segunda mitad del siglo XX, recibió una atención especial de la cultura popular solo cuando dejó de fluir, que era un evento que generalmente señala un desastre ... Las personas que apoyan su admisión, como el héroe anónimo de "El instalador de Wichita" de Jimmy Webb (1968), han sido retratados cada vez más como personajes heroicos y mágicos.

La electricidad es una corriente de partículas que se mueven en una dirección determinada. Tienen cierta carga. En otras palabras, la electricidad es energía que proviene del movimiento, así como la iluminación que viene después de que se recibe la energía. El término fue acuñado por el científico William Gilbert en 1600. Durante los experimentos con el ámbar, el antiguo griego Thales descubrió que el mineral adquiría una carga. "Ámbar" en la traducción del griego significa "electrón". De ahí el nombre.

La electricidad es ...

Gracias a la electricidad, se crea un campo eléctrico alrededor de conductores de corriente o cuerpos que tienen carga. A través de él, es posible influir en otros cuerpos, que también tienen cierta carga.

Todo el mundo sabe que hay cargas positivas y negativas. Por supuesto, esta es una división convencional, pero según la historia imperante, continúan designándose como tal.

Si los cuerpos se cargan de la misma manera, se repelerán, y si se cargan de manera diferente, se atraerán.

La esencia de la electricidad no se trata solo de crear un campo eléctrico. También hay un campo magnético. Por tanto, existe una relación entre ellos.

Más de un siglo después, en 1729, Stephen Gray estableció que hay cuerpos con altísima resistencia. Son capaces de conducir

Actualmente, la termodinámica está más involucrada en la electricidad. Pero las propiedades cuánticas del electromagnetismo se estudian mediante termodinámica cuántica.

Historia

Difícilmente es posible nombrar a una persona específica que descubrió el fenómeno. De hecho, hasta el día de hoy, la investigación continúa, se revelan nuevas propiedades. Pero en la ciencia que nos enseñan en la escuela, se dan varios nombres.

Se cree que la primera persona que se interesó por la electricidad fue alguien que vivió en la Antigua Grecia. Fue él quien frotó el ámbar sobre la lana y observó cómo los cuerpos comenzaban a atraerse.

Luego, Aristóteles estudió las anguilas, que golpeaban a los enemigos, como más tarde entendieron, con electricidad.

Plinio escribió más tarde sobre las propiedades eléctricas de la resina.

Se asignaron varios descubrimientos interesantes al médico de la reina de Inglaterra, William Gilbert.

A mediados del siglo XVII, después de que se conoció el término "electricidad", el burgomaestre Otto von Guericke inventó la máquina electrostática.

En el siglo XVIII, Franklin creó toda una teoría del fenómeno, diciendo que la electricidad es un fluido o un líquido inmaterial.

Además de las personas mencionadas, los nombres famosos están asociados con este problema como:

• Colgante;
• Galvani;
• Voltio;
• Faraday;
• Maxwell;
• Amperio;
• Lodygin;
• Edison;
• Hertz;
• Thomson;
• Claude.

A pesar de su innegable contribución, Nikola Tesla es legítimamente reconocido como el científico más poderoso del mundo.

Nikola Tesla

El científico nació en la familia de un sacerdote ortodoxo serbio en lo que hoy es Croacia. A la edad de seis años, el niño descubrió un fenómeno milagroso cuando estaba jugando con un gato negro: su espalda de repente se iluminó con una tira azul que iba acompañado de chispas cuando se tocaba. Así es como el niño aprendió por primera vez qué es la "electricidad". Esto determinó toda su vida futura.

El científico posee invenciones y trabajo científico O:

• corriente alterna;
• El aire;
• resonancia;
• teoría de campo;
• radio y mucho más.

Mucha gente asocia el evento que recibió su nombre con el nombre de Nikola Tesla, creyendo que la gran explosión en Siberia no fue provocada por la caída de un cuerpo cósmico, sino por el experimento realizado por el científico.

Electricidad natural

En un momento en los círculos científicos se opinó que la electricidad no existe en la naturaleza. Pero esta versión fue refutada cuando Franklin estableció la naturaleza eléctrica de los rayos.

Fue gracias a ella que comenzaron a sintetizarse los aminoácidos, lo que significa que apareció la vida. Se ha establecido que los movimientos, la respiración y otros procesos que ocurren en el cuerpo surgen de un impulso nervioso, que es de naturaleza eléctrica.

Los peces conocidos, las rayas eléctricas, y algunas otras especies se defienden de esta manera, por un lado, y golpean a la víctima, por el otro.

Solicitud

La electricidad está conectada debido al trabajo de los generadores. Las centrales eléctricas generan energía transmitida a través de líneas especiales. La corriente se genera mediante conversión interna o eléctrica. Las estaciones que lo generan, donde se conecta o desconecta la electricidad, son diferentes tipos... Entre ellos están:

• viento;
• solar;
• de marea;
• centrales hidroeléctricas;
• termico atómico y otros.

Hoy en día, la electricidad está conectada en casi todas partes. Imagina la vida sin el hombre moderno no poder. Con la ayuda de la electricidad se produce iluminación, se transmite información por teléfono, radio, televisión ... Por ello operan transportes como tranvías, trolebuses, trenes eléctricos, trenes de metro. Los vehículos eléctricos aparecen y se afirman cada vez con más audacia.

Si hay un corte de energía en la casa, entonces una persona a menudo se vuelve indefensa en varios asuntos, ya que incluso los electrodomésticos funcionan con esta energía.

Los misterios sin resolver de Tesla

Las propiedades del fenómeno se han estudiado desde la antigüedad. La humanidad ha aprendido a conducir la electricidad utilizando varias fuentes... Esto les hizo la vida mucho más fácil. Sin embargo, en el futuro, la gente todavía tiene muchos descubrimientos relacionados con la electricidad.

Algunos de ellos, quizás, incluso ya fueron hechos por el famoso Nikola Tesla, pero luego fueron clasificados o destruidos por él. Los biógrafos dicen que al final de su vida, el científico quemó la mayoría de los registros con su propia mano, al darse cuenta de que la humanidad no estaba preparada para ellos y podía hacerse daño a sí misma, utilizando sus descubrimientos como el arma más poderosa.

Pero según otra versión, se cree que algunos de los registros fueron incautados por los servicios especiales estadounidenses. La historia conoce al destructor de la Armada de los Estados Unidos "Eldridge", que no solo poseía la capacidad de ser invisible a los radares, sino que también se movía instantáneamente en el espacio. Hay evidencia de un experimento, después del cual parte de la tripulación murió, otra parte desapareció y los sobrevivientes se volvieron locos.

De una forma u otra, está claro que aún no se han revelado todos los secretos de la electricidad. Esto significa que la humanidad aún no está moralmente preparada para esto.

ELECTRICIDAD

ELECTRICIDAD, una forma de energía que existe en forma de CARGAS ELÉCTRICAS estáticas o en movimiento. Los cargos pueden ser positivos o negativos. Las cargas idénticas se repelen, las opuestas se atraen. Las fuerzas de interacción entre cargas están descritas por la LEY DEL COLGANTE. Cuando las cargas se mueven en un campo magnético, experimentan una fuerza magnética y, a su vez, crean un campo magnético dirigido de manera opuesta (LEYES DE FARADAY). La electricidad y el MAGNETISMO son aspectos diferentes de un mismo fenómeno, el ELECTROMAGNETISMO. El flujo de cargas forma una corriente ELÉCTRICA, que en el conductor es un flujo de ELECTRONES cargados negativamente. Para que aparezca una corriente eléctrica en un CONDUCTOR, se requiere una FUERZA DE MOVIMIENTO ELÉCTRICA o una DIFERENCIA POTENCIAL entre los extremos del conductor. Una corriente que se mueve en una sola dirección se llama constante. Esta corriente se genera cuando la BATERÍA es la fuente de la diferencia de potencial. Una corriente que cambia de dirección dos veces por ciclo se llama alterna. La fuente de tal corriente son las redes centrales. La unidad de corriente es AMPERIO, la unidad de carga es COLGANTE, ohmios es la unidad de resistencia y voltios es la unidad de fuerza electromotriz. Los principales medios para calcular los parámetros de un circuito eléctrico son LA LEY DE OHM y LAS LEYES DE KIRCHHOF (sobre la suma de los valores de voltaje y corriente en un circuito). ver también ELECTRICIDAD, ELECTRÓNICA.

La energía eléctrica se puede obtener por inducción en un generador; el voltaje en el devanado primario crea una corriente alterna en el circuito externo. La presencia de inductancia o capacitancia (o ambas) da como resultado un desplazamiento de fase (A) entre el voltaje V y la corriente I. La figura muestra que la capacitancia provocó un desplazamiento de fase de 90 °, lo que resulta en una potencia promedio de 0, aunque la curva de potencia no sigue siendo sinusoidal. La disminución de la potencia P causada por el desplazamiento de fase se denomina factor de potencia. Si las tres fases de la corriente alterna se desplazan entre sí, cada una en 120 °, entonces la suma de sus valores de corriente o voltaje siempre será cero (V). Estas corrientes trifásicas se utilizan en motores de inducción en cortocircuito con un rotor (C). En este diseño, hay tres electroimanes que giran en el campo magnético creado. La corriente alterna también se produce en circuitos oscilatorios cerrados (D) y abiertos (E). Las ondas electromagnéticas de alta frecuencia utilizadas en algunos sistemas de comunicación son PRODUCIDAS por circuitos TEKIM1.

Diccionario enciclopédico científico y técnico.

Vea qué es "ELECTRICIDAD" en otros diccionarios:

- (del griego elektron ámbar, ya que el ámbar atrae cuerpos de luz). Una propiedad especial de algunos cuerpos, que se manifiesta solo bajo ciertas condiciones, por ejemplo. fricción, calor o reacciones químicas, y revelado por la atracción de los pulmones ... ... Diccionario de palabras extranjeras del idioma ruso.

ELECTRICIDAD, LUZ, muchos otros. no, cf. (Griego elektron). 1. La sustancia subyacente a la estructura de la materia (física). || Fenómenos peculiares que acompañan al movimiento y movimiento de partículas de esta sustancia, la forma de energía (corriente eléctrica, etc.) ... Diccionario explicativo de Ushakov

Conjunto de fenómenos provocados por la existencia, movimiento e interacción de cuerpos cargados o partículas de portadores de cargas eléctricas. La conexión entre electricidad y magnetismo, la interacción de cargas eléctricas estacionarias se lleva a cabo ... ...

- (del griego elektron ámbar) conjunto de fenómenos en los que se revela la existencia, movimiento e interacción (mediante un campo electromagnético) de partículas cargadas. La doctrina de la electricidad es una de las principales ramas de la física. A menudo bajo ... ... Diccionario enciclopédico grande

Lepizdry, corriente eléctrica, petaridad, lepistrismo, corriente, electricidad, iluminación Diccionario de sinónimos rusos. electricidad n., número de sinónimos: 13 actinoelectricidad ... Diccionario de sinónimos

ELECTRICIDAD- en el sentido más general, representa una de las formas de movimiento de la materia. Por lo general, esta palabra se entiende como una carga eléctrica como tal o como la propia doctrina de las cargas eléctricas, su movimiento e interacción. La palabra E. proviene del griego. electrón ... Gran enciclopedia médica

electricidad- (1) EN electricidad (1) conjunto de fenómenos asociados con cargas eléctricas y corrientes eléctricas NOTA 1 - Ejemplos de uso de este concepto: electricidad estática, efectos biológicos de la electricidad. NOTA 2 - En ... ... Guía del traductor técnico

ELECTRICIDAD, uh, cf. Diccionario explicativo de Ozhegov. SI. Ozhegov, N.Yu. Shvedova. 1949 1992 ... Diccionario explicativo de Ozhegov

Electricidad- - 1. Manifestación de una de las formas de energía inherentes a las cargas eléctricas, tanto en movimiento como en estado estático. 2. El campo de la ciencia y la tecnología asociado a los fenómenos eléctricos. [ST IEC 50 (151) 78] Título del término: ... ... Enciclopedia de términos, definiciones y explicaciones de materiales de construcción.

ELECTRICIDAD- un conjunto de fenómenos en los que se detecta la existencia, el movimiento y la interacción (mediante un campo electromagnético) de cargas eléctricas (ver (4)). La doctrina de la electricidad es una de las principales ramas de la física ... Gran Enciclopedia Politécnica