¿Qué es la electricidad?

En pocas palabras, la electricidad no es más que el flujo de electrones libres de un átomo a otro.

Todo en nuestro universo, incluyéndote a ti, está compuesto por átomos. En el centro mismo de un átomo hay una estructura, conocida como núcleo, que está formada por protones y/o neutrones. El número de protones y neutrones en cada núcleo es lo que diferencia a los materiales, o elementos.

Los protones tienen carga positiva, los neutrones no tienen carga y los electrones tienen carga negativa. Los electrones tienen la misma cantidad de carga que los protones, pero con polaridad opuesta.

Los electrones orbitan alrededor del núcleo siguiendo diferentes trayectorias, conocidas como capas o niveles de energía. Cada capa puede albergar un número máximo de electrones: la primera capa tiene un máximo de 2 electrones, la segunda puede albergar hasta 8 y la tercera hasta 18, etc.

La capa más externa se conoce como capa de valencia; esta órbita es la más fácil de la que los electrones pueden ser expulsados o a la que pueden incorporarse. La capa más cercana al núcleo es la más difícil de la que los electrones pueden entrar o salir.

En algunos materiales es más fácil que en otros que los electrones salgan de la capa de valencia o se incorporen a ella. Materiales como el cobre y el aluminio pueden hacerlo fácilmente, pero a la madera y la cerámica les resulta muy difícil. Los que lo hacen con facilidad se denominan conductores y los que lo hacen con dificultad se denominan aislantes.

La carga de las partículas y su comportamiento entre sí es una parte muy importante de la generación de electricidad. Las cargas opuestas se atraen entre sí y las cargas iguales se repelen; es posible que hayas observado esto al acercar dos imanes entre sí.

Cuando dos electrones se acercan entre sí, intentarán repelerse mutuamente porque tienen cargas iguales; sin embargo, serán atraídos por la carga positiva de un protón. Esta atracción y repulsión ayuda a que el átomo se mantenga unido, pero también podemos manipularla para generar electricidad.

Los átomos de un cable de cobre pueden perder o ganar electrones fácilmente de su capa de valencia. Podemos expulsar un electrón de la capa de valencia empujándolo con otro electrón o sacándolo al atraerlo con un protón. Cuando un electrón abandona la capa de valencia, se conoce como «electrón libre», que puede moverse en cualquier dirección dentro del espacio entre los átomos. Si conectamos el cable de cobre a una batería y formamos un circuito, podemos forzar la expulsión de electrones de la capa de valencia, donde fluirán en la misma dirección, y así obtenemos electricidad.

Los electrones se verán obligados a moverse porque una batería tiene un exceso de electrones en el polo negativo y una ausencia de electrones en el polo positivo. Una vez que se forma un circuito, el polo negativo intentará forzar a los electrones a atravesar los átomos del cable de cobre para que puedan llegar al polo positivo.

Resumen

• La electricidad es el flujo de electrones entre átomos
• Los materiales que pueden mover electrones fácilmente se denominan conductores
• Los materiales que no pueden mover electrones fácilmente se denominan aislantes
• Las partículas con cargas iguales se repelen entre sí
• Las partículas con cargas opuestas se atraen entre sí
• Manipulamos la atracción y repulsión de las cargas para generar electricidad
• La electricidad, o los electrones, fluyen de los polos negativos a los positivos