La electricidad es un fenómeno físico relacionado con la presencia y el movimiento de cargas eléctricas. Está presente en todo lo que nos rodea y es fundamental para el funcionamiento de dispositivos tan cotidianos como una bombilla, un teléfono móvil, un motor o un ordenador.
En los materiales conductores, como el cobre, los electrones pueden desplazarse con relativa facilidad. Cuando existe una diferencia de potencial y se establece un camino conductor, puede producirse un movimiento ordenado de cargas que conocemos como corriente eléctrica.
En este artículo veremos qué es la electricidad desde cero, qué papel desempeñan los electrones, qué diferencia hay entre conductores y aislantes y cómo se relacionan conceptos fundamentales como carga, tensión y corriente.
La electricidad y la carga eléctrica
Para entender qué es la electricidad primero tenemos que hablar de carga eléctrica.
La carga eléctrica es una propiedad física de la materia que determina cómo las partículas interactúan mediante fuerzas eléctricas. Existen dos tipos de carga: positiva y negativa.
Los protones tienen carga positiva, mientras que los electrones tienen carga negativa. Los neutrones no tienen carga eléctrica neta.
Las cargas del mismo signo se repelen y las cargas de signo contrario se atraen.
Esta interacción entre cargas es uno de los fundamentos de todos los fenómenos eléctricos.
Los electrones y los átomos
Los átomos están formados por un núcleo, compuesto por protones y neutrones, y electrones asociados al átomo.
En un átomo eléctricamente neutro, el número de electrones y el número de protones es igual. Los electrones tienen carga negativa y pueden participar en los fenómenos eléctricos.
En algunos materiales, especialmente en los metales, determinados electrones están menos ligados a átomos individuales y pueden contribuir al transporte de carga a través del material.
Por eso los electrones desempeñan un papel fundamental en la conducción eléctrica de materiales como el cobre y el aluminio.
Conductores y aislantes
No todos los materiales permiten que las cargas eléctricas se desplacen con la misma facilidad.
Los conductores eléctricos son materiales que permiten el movimiento de carga con relativa facilidad. Algunos ejemplos habituales son el cobre, el aluminio y la plata.
Los aislantes eléctricos, en cambio, dificultan considerablemente ese movimiento. Entre ellos encontramos materiales como el plástico, el vidrio, la cerámica y muchos tipos de goma.
Esta diferencia es fundamental para la electricidad: utilizamos conductores para transportar corriente y materiales aislantes para controlar y proteger esos conductores.
| Material | Tipo | Uso habitual |
| Cobre | Conductor | Cables eléctricos |
| Aluminio | Conductor | Líneas y conductores |
| Plata | Conductor | Aplicaciones especiales |
| Plástico | Aislante | Aislamiento de cables |
| Vidrio | Aislante | Aislamiento eléctrico |
| Cerámica | Aislante | Aisladores |
¿Cómo se mueven las cargas eléctricas?
Para que exista un movimiento neto de cargas en un circuito necesitamos establecer las condiciones que permitan que esas cargas se desplacen.
Una de las magnitudes fundamentales que utilizamos para describir esta situación es la diferencia de potencial, también llamada tensión eléctrica o voltaje.
La tensión representa una diferencia de energía eléctrica por unidad de carga entre dos puntos. Su unidad en el Sistema Internacional es el voltio (V).
Una fuente como una pila o una batería puede mantener una diferencia de potencial entre sus terminales. Cuando conectamos esos terminales mediante un circuito conductor, las condiciones son adecuadas para que circule una corriente.
Electricidad estática y corriente eléctrica
No toda la electricidad se manifiesta de la misma manera.
En la electricidad estática, las cargas eléctricas se acumulan en una zona de un material. Un ejemplo cotidiano es la pequeña descarga que podemos sentir después de caminar sobre una alfombra y tocar un objeto metálico.
En cambio, cuando existe un movimiento ordenado de cargas eléctricas a través de un camino conductor hablamos de corriente eléctrica.
La corriente eléctrica se mide en amperios (A) y es una de las magnitudes fundamentales que utilizamos para analizar circuitos eléctricos.
¿En qué dirección circula la electricidad?
Aquí aparece una distinción importante.
En un conductor metálico, los electrones tienen carga negativa y su movimiento neto es contrario al sentido que utilizamos convencionalmente para representar la corriente.
Por convenio, la corriente convencional se considera que circula desde el potencial positivo hacia el negativo en el circuito externo, mientras que los electrones se desplazan en sentido contrario.
Por eso, en los esquemas eléctricos y en las fórmulas utilizamos el sentido de la corriente convencional, aunque los portadores de carga en un conductor metálico sean electrones.
CORRIENTE CONVENCIONAL
+ → −
MOVIMIENTO DE ELECTRONES
+ ← −
¿Qué relación hay entre electricidad, tensión y corriente?
Tres conceptos aparecen constantemente cuando estudiamos electricidad: tensión, corriente y resistencia.
La tensión describe una diferencia de potencial entre dos puntos.
La corriente describe el movimiento de carga eléctrica a través de un circuito.
La resistencia describe la oposición que presenta un elemento al paso de la corriente.
Estos conceptos están estrechamente relacionados y serán fundamentales para entender la Ley de Ohm.
Resumen
- La electricidad está relacionada con la presencia y el movimiento de cargas eléctricas.
- Los electrones tienen carga negativa y desempeñan un papel fundamental en la conducción eléctrica de los metales.
- Los conductores permiten el movimiento de carga con mayor facilidad que los aislantes.
- La tensión o diferencia de potencial proporciona las condiciones necesarias para que pueda establecerse una corriente en un circuito.
- La corriente eléctrica es el movimiento ordenado de carga y se mide en amperios.
- En los metales, los electrones se desplazan en sentido contrario al de la corriente convencional.
- Tensión, corriente y resistencia son conceptos fundamentales para comprender los circuitos eléctricos.
¿Quieres seguir aprendiendo?
Ahora que sabes qué es la electricidad, el siguiente paso es entender cómo funciona cuando forma un circuito.
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→ ¿Cómo funciona la electricidad?
Conceptos relacionados
→ Corriente eléctrica
→ Tensión eléctrica
→ Resistencia eléctrica
→ Ley de Ohm
