Hemos visto que la electricidad es el desplazamiento de cargas eléctricas.

Pero para que el asunto cobre chispas es importante que las cargas tengan ganas de moverse.

Porque tú puedes estar en mitad del campo y tener toda la libertad del mundo para ir corriendo a cualquier parte, pero si no tienes ganas de correr, pues te quedarás ahí sin hacer nada.

O como mucho, te pondrás a dar vueltecitas por la zona pero de forma aleatoria y sin mucho esmero.

¿Verdad?

Sí, es verdad.

Y lo mismo pasa con la carga eléctrica.

¿Para qué iba a moverse si no tiene ganas?

Esas ganas de moverse en una dirección determinada vienen gracias a la diferencia de potencial eléctrico, o voltaje.

¿Qué es el potencial eléctrico?

El potencial eléctrico es la consecuencia de la situación eléctrica.

  • Imagina que hay una zona donde hay un lado con carga negativa y otro lado con carga positiva.
  • Si pones una carga negativa ahí, rápidamente esta se irá corriendo a donde esté la zona positiva.
El potencial eléctrico son las ganas que tienen las cargas eléctricas de moverse, debido a la diferencia de cargas que hay en la zona.

Para medir este potencial eléctrico, utilizamos la unidad Voltio, con símbolo V.

Y se llama así gracias a Alessandro Volta, inventor de la primera batería química, la pila Voltaica.

Igual que el diámetro de una pizza lo mides en centímetros, el potencial eléctrico o voltaje entre dos puntos lo mides en voltios.

El potencial eléctrico en forma de amor

Imagina que hay dos personas que se quieren:

  • Harry Potter: es una partícula y está cargada de amor hacia Dora (llámese negativo).
  • Dora la Exploradora: es otra partícula y también está cargada de amor hacia Harry (llámese positivo).

El potencial eléctrico, voltaje o tensión entre ambos es la cantidad de amor que sienten el uno por el otro.

A mayor amor de signos opuestos, mayor atracción.

Cero voltaje

Si no hay voltaje (no hay amor), ¿para qué van a moverse?

Pues se queda cada uno en su casa haciendo magia y explorando montañas.

Un poquito de voltaje

Si sienten un poquito de amor el uno por el otro, Harry estará pensando en Dora, y Dora en Harry.

Quizás si no hace frío en la calle y no está lloviendo, irán a buscarse para estar juntos.

Mucho voltaje

Cuanto más voltaje haya, más ganas tendrán de estar juntos, incluso romperán paredes y construirán puentes si hace falta. Pero llegarán a estar juntos si encuentran la forma de estar juntos.

Por eso no es buena idea meter los dedos en un enchufe a alta tensión, porque las cargas eléctricas tienen muchas ganas de irse a buscar el otro lado, y te van a atravesar sin importarles que te rompas.

¿Quién se mueve?

Hemos dicho que Harry busca a Dora y Dora busca a Harry.

Igual que las cargas eléctricas positivas y negativas se atraen mutuamente.

Pero eso considerando que los dos son libres de moverse.

Si por ejemplo uno de los dos estuviese castigado sin salir de casa, sería el otro quien iría a buscarle, porque el amor entre ellos hacen que sientan esa necesidad.

¿Por qué se mueven los electrones y no los protones?

En el caso de un conductor eléctrico metálico, son los protones los que están castigados... y solo los electrones tienen libertad para moverse.

Porque los protones, aparte de pesar unas 1800 veces más que los electrones, están en el núcleo atómico y no pueden moverse. Tendría que moverse el átomo entero. Sin embargo, los electrones son los que están por fuera del núcleo atómico y sí tienen libertad para desplazarse cuando están en un material conductor metálico.

A veces, ni si quiera son los electrones los que se mueven

Estamos tan acostumbrados a pensar que solo los electrones se mueven, que a veces se malinterpreta que la electricidad es el movimiento de electrones.

Ya hemos dicho que eso no es así.

La electricidad es el movimiento de la carga eléctrica gracias a una partícula que porta dicha carga eléctrica.

La partícula que porta dicha carga eléctrica puede ser:

  • En un cable metálico: sí son los electrones quienes se mueven.
  • En el agua: son los iones H+ y OH- los que se mueven.
  • En el organismo humano: son varios iones los que se mueven, como el Na+, el K+ o el Cl-

Por ejemplo en el caso del agua o el organismo humano (que sí conducen la electricidad) no hay electrones libres moviéndose, sino que son átomos enteros, iones para ser precisos, los encargados de transportar la carga eléctrica desde el punto de mayor potencial al de menor potencial.

¿Por qué los electrones son negativos?

No.

Los electrones no son negativos.

Los electrones son partículas que tienen la propiedad de tener una carga eléctrica negativa.

Y su carga es considerada negativa porque antes de que el electrón fuese descubierto, los fenómenos eléctricos ya se estaban estudiando, y ya se había elegido un criterio de signos.

Con respecto a ese criterio de signos ya establecido, después de descubrir el electrón, este encajaba como cargado negativamente.

¿Cómo se crea una diferencia de potencial eléctrico?

El caso más común que conoces es probablemente el de la batería de tu móvil o una pila.

Una pila o una batería es un artefacto que contiene dos zonas.

Una zona que tiene muchas ganas de absorber electrones, y otra zona que escupe electrones porque no quiere tenerlos.

Estos electrones están ahí en el borne negativo porque no pueden irse, pero si conectas un conductor que une ambas zonas (el borne negativo con el positivo), de repente los electrones ya tienen un camino por el que transportar la carga eléctrica.

Y lo harán.

Pero ten en cuenta que están pasando dos cosas importantes, y las dos son necesarias para que exista la corriente eléctrica:

  • Hay una diferencia de potencial eléctrico entre cada extremo de la batería.
  • Hay un camino hecho de un material conductor que permite el desplazamiento de los electrones.

Para el desarrollo teórico de los conceptos, denominaremos a nuestro dispositivo que crea una diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos, una fuente de tensión.

Nos dará igual cómo funciona esa fuente, si es una batería, una pila o un hechizo mágico.

La consideraremos una fuente perfecta y diremos, por ejemplo:

Tengo una fuente de tensión de 3 V.

Y la usaremos, asumiendo que entre ambos terminales de dicha fuente de tensión, existe una diferencia de potencial o voltaje de 3 V.

El circuito eléctrico

El circuito eléctrico es entonces pues y por ende el parque de atracciones donde tienen cabida todas las fiestas eléctricas.

Cuando hemos activado una fuente de tensión en un circuito hecho por un conductor metálico, los electrones han empezado a dar vueltas como locos alrededor del cable, transportando carga eléctrica y por tanto dando lugar a una corriente eléctrica.

En ese conductor podemos enganchar diferentes cosas que, con el paso de la corriente eléctrica través de ellas, harán una cosa u otra.

 

Por ejemplo,

  • Una bombilla a lo largo del cable, se encendería.
  • Un motor, empezaría a girar.
  • Un electroimán, empezaría a chupar ferromagnéticos del alrededor.
  • Una batidora, trituraría los tomates.

...y etc.

A todo el asunto junto, se le llama circuito eléctrico.

  • Circuito, porque es un circuito, una ruta, un camino.
  • Eléctrico porque es eléctrico, de colaboración eléctrica.

Y esa es la base de todas las demás bases circuito-eléctricas.

Para trabajar con esto de forma numérica, recurrimos al concepto de intensidad de corriente eléctrica.

¿Qué se define como intensidad de corriente eléctrica?

Pues...

Intensidad: La cantidad de carga que pasa por una superficie de control por unidad de tiempo.

O con palabras de bocadillo:

La cantidad de electricidad que pasa por un punto de un cable cada segundo.

La unidad de la intensidad estándar es el Amperio [A]

Un Amperio equivale a 1 Culombio por segundo.

Recordemos que vimos que 1 Culombio equivale a 6,24×1018 veces la carga eléctrica de un electrón.

Es decir, que si tenemos un circuito eléctrico con una intensidad de 3 A, podemos afirmar que por un punto cualquiera del cable estarán pasando 3 puñados grandes de 6,24×1018 cargas eléctricas fundamentales negativas (-e) cada segundo.

Es decir, 3 Culombios cada segundo.

Pero la corriente no circula igual por cualquier conductor, esto dependerá de la resistencia eléctrica.