Índice
Autores: Marcos Noval Fernández 1 y Sandra Fernández Sampedro 2.
Categoría: Electricista 1, Enfermera 2
La calidad asistencial que brinda nuestro sistema sanitario no sólo cumple estándares a nivel clínico-asistencial, también los cumple en otros ámbitos para muchos desconocidos.
Explicaremos de la manera más breve y sencilla conceptos básicos sobre la electricidad. Esa gran desconocida que nos permite encender una luz, mantener a pacientes intubados con respirador, realizar intervenciones quirúrgicas, o ver la televisión durante las largas horas de ingreso cuando estamos hospitalizados.
Constitución de la materia
Los diversos cuerpos existentes en la naturaleza, puede ser:
- Simples
- Compuestos
La molécula es la partícula más pequeña en que se puede disgregar un cuerpo manteniendo todas las propiedades del mismo.
La molécula de todo cuerpo simple está constituida por átomos iguales entre sí. La molécula de los cuerpos compuestos está formada por átomos de distinta clase. Los átomos de un elemento son diferentes a los procedentes de cualquier otro elemento.
El átomo fue considerado indivisible, hoy en día se establece su estructura.
Los átomos están compuestos por corpúsculos elementales que son:
- Protones
- Neutrones
- Electrones
Los protones son corpúsculos con masa y que tienen carga eléctrica positiva. Se representan con la letra Z.
Los neutrones son corpúsculos similares a los protones, pero no tienen carga eléctrica. Son neutros. Se representan con la letra N. Los electrones son corpúsculos con carga eléctrica negativa y cuya masa se puede considerar despreciable.
Los protones y los neutrones se encuentran englobados en el “núcleo atómico” y los electrones se mueven alrededor de dicho núcleo, en una serie diversa de órbitas o niveles.
Cualquier átomo en estado neutro tiene igual número de electrones que de protones. A dicho número se denomina número atómico, y se designa por Z.
Masa atómica y peso atómico son sinónimos, depende del número de protones y neutrones.
Se obtiene M = Z + N.
Los electrones de valencia son los contenidos en el último nivel. Nunca pueden ser más de 8.
Fenómenos eléctricos
Una forma de poner de manifiesto la existencia de la electricidad es a través de un electroscopio.
El más sencillo es el electroscopio de saúco, toma su nombre de la bolita de médula de saúco que cuelga de un soporte, a través de un hilo de seda (este material es aislante)
Si disponemos de una varilla de ámbar y otra de vidrio y un paño de lana. Frotando con la piel la varilla de ámbar y acercándola al electroscopio, se observa que ésta se separa de su vertical, acercándose a la varilla de ámbar. Si se tocasen, inmediatamente, se repelería por la varilla de ámbar.
Si se volviese a frotar con la piel la misma varilla notaríamos que al acercarla nuevamente a la bolita de médula de saúco, ésta sería ahora repelida por la varilla.
Si ahora cogernos la varilla de vidrio y la frotamos con el palo de lana, al acercar la bolita del electroscopio, ésta es atraída hacia la varilla de cristal.
Esto indica que el frotamiento de ambas varillas ha producido electrización de las mismas, pero de distinto sentido; una produce atracción sobre la bola y la otra repulsión.
Otro instrumento empleado para la experimentación y análisis de los fenómenos electrostáticos es el electroscopio de láminas.
Naturaleza de la electricidad
Todo cuerpo con carga negativa posee exceso de electrones (que ha recibido de otro) y el cargado positivamente lo está porque ha perdido electrones.
Modos de electrización
- Por frotamiento
- Por contacto
- Por influencia
Ley de Coulomb
Tras varios experimentos comprobó que las atracciones y repulsiones entre las cargas eléctricas variaban en función de la distancia y de la magnitud de dicha carga.
Unidad de carga eléctrica
El Sistema Internacional establece como unidad de carga eléctrica el Culombio.
Se define Culombio como la carga electica que se obtiene con 6,25.1018 electrones.
1 culombio = 6,25.1018 electrones
Diferencia de potencial
La diferencia de potencial entre dos puntos A y B, de un campo eléctrico, es igual al trabajo que hay que desarrollar para trasladar la unidad de carga eléctrica, desde B hasta A.
Dicho trabajo es independiente del camino que se recorra para ir de B a A. La diferencia de potencial entre dos puntos es una magnitud perfectamente definida, para un cuerpo determinado.
Si lo que se desea es calcular el trabajo que hay que efectuar, para trasladar una carga q desde B hasta A T = q. (VA – VB); está expresado en Julios cuando q se pone en Culombios y (VA – VB) en Voltios.
Principios fundamentales de electrostática
- Todos los puntos de un conductor cargado eléctricamente se encuentran al mismo potencial.
- Cuando dos conductores cargados eléctricamente, se ponen en contacto, se producirá un trasiego de cargas entre ellos, de tal forma que, al alcanzar su equilibrio, los potenciales de ambos conductores serán idénticos.
Conductores, semiconductores y aislantes
Se denominan conductores a aquellos cuerpos que permiten el paso de las cargas eléctricas a través de ellos.
Se denominan aislantes los cuerpos que no permiten el paso de las cargas eléctricas a través de ellos.
Son semiconductores aquellos que según sean las condiciones en que se encuentren permiten el paso o no de las cargas eléctricas.
Resistividad y conductividad
Conductividad es una característica del material que nos indica la mayor o menor facilidad que un conductor ofrece al paso de las cargas eléctricas. Cuanto mayor sea la conductividad de una materia, tanto mayor será la facilidad que ofrece al paso de las cargas.
Resistividad es la mayor o menor oposición que el material presenta al paso de las cargas. Cuanto mayor sea la resistividad de un material más dificultad tendrá la carga para atravesar el conductor.
Los buenos conductores tienen muy baja resistividad lo que equivale a muy alta conductividad.
Resistencia eléctrica
La resistencia es la oposición que presenta un conductor al paso de una carga eléctrica, depende no solo de la clase de material con que está construido, sino también de las dimensiones geométricas del mismo
Para un mismo material dicha resistencia resulta directamente proporcional a su longitud e inversamente proporcional a su sección.
R = p I/s
I es la longitud del conductor expresada en m. S es la sección del conductor expresada en m2.
p es la resistividad del conductor expresada en W. m R viene expresada en W.
Capacidad eléctrica.
El potencial que adquiere el conductor es directamente proporcional a la carga que recibe. Ese coeficiente de proporcionalidad que adquiere recibe el nombre de Capacidad de dicho conductor, y se representa por C.
C = Q/V
La capacidad de un conductor esférico depende solamente de su radio y de la constante dieléctrica absoluta del medio que le rodea.
Condensadores
El condensador es aquel dispositivo compuesto por dos conductores, separados entre sí por un dieléctrico, que posibilita el almacenar una cierta carga eléctrica en el mismo.
Energía almacenada en un condensador
La energía almacenada de un condensador es igual al trabajo que se necesita gastar, para cargarlo con su plena carga disponible Q.
E = (1/2) CV2