Den el är en fysisk egenskap hos materien. Den består av den negativa eller positiva interaktionen mellan materiens protoner och elektroner. Uttrycket hänvisar till bärnstensfärgen på grund av den mångsidiga och lysande färgen den presenterade. Men termen introducerades i det vetenskapliga samhället för första gången av den engelska forskaren William Gilbert (1544-1603) på 1500-talet för att beskriva fenomenet energiinteraktion mellan partiklar.
Vad är el
Innehållsförteckning
Fysisk elektricitet förstås vara de fenomen som manifesteras av närvaron av elektriska laddningar som finns i kroppar, eftersom de består av molekyler och atomer, vars interaktion mellan deras subpartiklar genererar elektriska impulser. De positiva och negativa laddningarna på atomerna är statisk elektricitet, medan elektronernas rörelse och deras frisättning från atomerna producerar elektriska strömmar.
Detta är en del av elektromagnetismen, som med gravitationen och den svaga kärnkraften och den starka kärnkraften bildar de grundläggande växelverkningarna mellan naturen.
Dess etymologi kommer från det latinska electrum, även från det grekiska élektronet, som betyder "bärnsten". Den grekiska filosofen Thales från Miletus (624-546 f.Kr.) observerade hur friktion magnetiserade bärnsten med statisk elektricitet, och århundraden senare märkte forskaren Charles François de Cisternay du Fay (1698-1739) hur de positiva laddningarna av el de avslöjades när glas gnuggades och i sin tur visades negativ när hartser, som bärnsten, gnuggades.
Den flödet av energi från att röra sig eller statiska laddningar är vad som kallas el, eller överföringen av elektroner från en atom till en annan, och den resulterande elektriska kraften mäts i volt eller watt, används en term i el på engelska, och Det namngavs efter uppfinnaren av ångmotorn James Watt (1736-1819).
Det är dock möjligt att hitta elektricitet i naturen, som i fallet med atmosfäriska händelser, bioelektricitet (elektricitet i vissa djur) och magnetosfären.
Ett av de mest kända fallen av djur som producerar elektricitet är det av den elektriska ålen, som i sin kropp har elektrocyter (ett organ från detta djur som genererar elektriska fält), som finns i hela kroppen och fungerar på liknande sätt som neuroner och kan generera upp till 500 volt urladdningar.
Eftersom det finns en mångfald av element är deras atomer olika; det är därför som vissa material bärare av el och andra isolatorer. De bästa ledarna är metaller, eftersom de har få elektroner i sina atomer, så det behövs ingen större mängd energi för att dessa subatomära molekyler ska hoppa från en atom till en annan.
Elegenskaper
Enligt dess dynamik, ursprung, prestanda och fenomen som den producerar har den egenskaper som gör att den sticker ut. Bland de viktigaste är:
- Kumulativ. Det finns enheter med förmågan att lagra elektricitet i kemiska ämnen i ackumulatorer, vilket gör att den kan behållas för senare användning (batterier).
- Dess sätt att få. När det gäller batterier eller celler erhålls det kemiskt; också genom elektromagnetisk induktion vid förflyttning av en ledare i ett magnetfält, som generatorer; och från ljus, när vissa typer av metaller släpper ut elektroner när solljus faller på dem (solpaneler).
- Dess effekter. Dessa kan vara fysiska, mekaniska eller kinetiska, termiska, kemiska, magnetiska och lysande.
- Dess manifestationer. De kan vara i form av blixtar, statisk elektricitet, strömflöden, bland andra.
- Farlighet. Genom att generera värme kan det orsaka allvarliga brännskador och vid starkare exponering dödsfall.
- Resistivitet och konduktivitet. Det är motståndet från vissa typer av materier framför dess passage och det enkla flödet av det, respektive.
Typer av el
Det finns flera typer av el, de viktigaste är:
Statisk
Statisk härrör från överflödig elektrisk laddning som ackumuleras i ett ledande eller isolerande material.
Det är känt att atomer är sammansatta av ett visst antal protoner (positiv laddning) i deras kärna och samma antal elektroner (negativ laddning) som kretsar kring den, vilket gör nämnda atom elektriskt neutral eller i jämvikt; men när friktion alstras mellan två kroppar eller ämnen kan laddningar genereras på nämnda föremål.
Detta beror på att elektronerna i båda materialen kommer i kontakt och producerar en obalans i atomernas laddningar, vilket ger upphov till statisk. Det kallas så för att det genereras i atomer som är i vila och dess laddning rör sig inte utan förblir stillastående. Ett exempel på detta är när vi passerar en borste genom håret och en del lyfts upp av statisk friktion mellan samma material och håret. Artefakter som skrivare använder statisk för att avslöja toner eller bläck på papperet.
Dynamisk
Denna typ produceras av en belastning som är i rörelse eller genom flödet av den. För att göra detta behöver du en elektrisk källa (som kan vara kemisk, såsom ett batteri eller elektromekanisk, såsom en dynamo) som får elektroner att strömma genom ett ledande material genom vilket dessa elektriska laddningar kan cirkulera.
I den rör sig elektroner från en atom till nästa och så vidare. Denna cirkulation kallas elektrisk ström. Ett exempel på denna typ av el är eluttag, som är en källa till dynamisk el för apparater och andra apparater som behöver el.
Det är viktigt att belysa förekomsten av andra typer av elektricitet, bland annat:
- Grundläggande: Denna typ är den som hänvisar till attraktionen av positiva och negativa laddningar, där objekten kommer att laddas. Den genereras från två poler, som inte nödvändigtvis måste röra utan attrahera varandra. Denna typ av elektricitet finns i vardagliga föremål.
- Beteende: Det betraktas som en del av dynamiken, eftersom det är den som transporteras med hjälp av ledare, varför den fortsätter att röra sig genom kretsarna. Det finns olika ledare, såsom metaller (särskilt koppar), aluminium, guld, kol, bland andra.
- Elektromagnetisk: Den genereras av ett magnetfält som kan lagras och avges som strålning, så det rekommenderas att du inte utsätter dig för denna typ av fält under lång tid. Fysiker Hans Christian Ørsted (1777-1851) upptäckte förhållandet mellan magnetism och elektricitet och observerade att elektrisk ström skapar ett magnetfält.
Bland tillämpningarna av denna typ av elektricitet sticker den ut inom medicin, till exempel för röntgenmaskiner eller för att utföra magnetisk resonanstomografi.
- Industri: Det här är vad som måste genereras för stora maskiner som används vid massproduktion av produkter, som kräver stora mängder energi eftersom de har hög effekt.
Det utvecklades efter att vetenskapen visade att naturliga energiresurser som blixt, kunde kanaliseras och användas av människan och bli en kraftfull källa till elektrisk energi, vilket gjorde det möjligt att tillgodose industriens behov.
Elektriska manifestationer
Elektrisk laddning
Det är en egenskap som vissa subatomära partiklar (elektroner, neutroner och protoner) måste attrahera och stöta bort varandra, liksom det definierar deras elektromagnetiska interaktion. Detta produceras i atomerna, som överför det till molekylerna i en annan kropp eller genom ett ledande material. Det hänvisar också till förmågan hos en partikel att utbyta fotoner (partiklar av ljus eller elektromagnetisk energi).
Detta är till exempel närvarande i statisk elektricitet, som är en laddning som är stationär i en kropp. En laddning ger också upphov till den elektromagnetiska kraften eftersom den producerar kraft på andra. Avgifter kan vara negativa och andra positiva, och avgifter av samma typ kommer att avvisas, medan motsatta avgifter kommer att locka varandra.
Laddningarna mäts genom coulomb- enheten eller coulomb och representeras av bokstaven C, och det betyder mängden laddning som passerar genom en sektion av någon ledare under en sekund. Både materia och antimateria har lika och motsatta laddningar till deras motsvarande partikel.
Elektrisk ström
Detta är flödet av elektrisk laddning genom ett material, producerat av elektroners rörelse eller någon annan typ av laddning. Det kommer att producera ett magnetfält, ett av de elektriska fenomen som kan utnyttjas, i detta fall av en elektromagnet.
Materialen genom vilka detta flöde kommer att cirkulera kan vara fasta, flytande eller gasformiga. I fasta material rör sig elektroner; joner (atomer eller molekyler som inte är elektriskt neutrala) rör sig i vätskor; och de gasformiga kan vara både elektroner och joner.
Mängden strömladdning för en tidsenhet kallas intensiteten för elektrisk ström, vilket symboliseras av bokstaven I och anges som coulombs per sekund eller ampere.
Den elektriska strömmen kan vara:
- Kontinuerligt eller direkt, vilket är de flöden av laddningar som cirkulerar i en konstant väg, avbryts det inte av någon vakuumperiod, eftersom den bara är i en riktning.
- Alternativ, som är den som rör sig i två riktningar, ändrar dess rutt och dess intensitet.
- Triphasic, som är grupperingen av tre alternerande strömmar med samma amplitud, frekvens och effektiva värde (koncept som används för att studera periodiska vågor), vilket visar en skillnad på 120º mellan fas och fas.
elektriskt fält
Det är ett elektromagnetiskt fält som har genererats av en elektrisk laddning (även när den inte rör sig) och som påverkar laddningarna som omger den eller finns i den. Fälten är inte mätbara, men de laddningar som läggs på dem kan observeras.
Ett elektriskt fält är ett fysiskt utrymme där de olika kropparnas elektriska laddningar interagerar och koncentrationen av intensiteten hos en elektrisk kraft definieras. I denna region har egenskaperna modifierats genom att det finns en laddning.
Elektrisk potential
Det hänvisar till kapaciteten hos en elektrisk kropp eller den energi som krävs för att flytta en last eller utföra arbete och mäts i volt. Detta koncept är relaterat till den potentiella skillnaden, som definieras som den energi som behövs för att flytta en laddning från en punkt till en annan.
Detta kan endast definieras i ett begränsat område för ett statiskt fält, eftersom Liénard-Wiechert-potentialerna används för rörliga laddningar (de beskriver de elektromagnetiska fälten för en fördelning av rörliga laddningar).
Elektromagnetism
Detta hänvisar till magnetfält som genereras på grund av de elektriska laddningarna som är i rörelse, och som producerar attraktion eller avstötning mot material som finns inom dessa fält, som kan generera elektrisk ström.
Elektriska kretsar
Det hänvisar till anslutningen av minst två elektriska komponenter, så att elektrisk laddning kan strömma i en sluten bana för något specifikt ändamål. Dessa består av element som komponenter, noder, grenar, maskor, källor och ledare.
Det finns kretsar med en mottagare, som i fallet med glödlampor eller klockor; seriekretsar, som julbelysning; kretsar parallellt, som i fallet med lampor som tänds med samma strömbrytare samtidigt; blandade kretsar (de kombinerar serier och parallella); och växlade, vilket är de som tillåter att t.ex. tända en eller flera lampor från mer än en annan punkt.
Elens historia
Förfallen till elektricitet går tillbaka till antiken, till och med nästan tre tusen år före Kristus, där människan observerade vissa elektriska fenomen i naturen, trots att de inte visste hur de producerades eller deras dynamik. På samma sätt var de vittnen om vissa magnetiska fenomen som producerats av vissa typer av material som erhållits i naturen, såsom magnetit, eller närvaron av det i djur.
Omkring 2750 f.Kr. skrev den egyptiska civilisationen om den elektriska fisken som hittades i Nilen och hänvisade till dem som skyddarna för den andra faunan i den. Cirka 600 f.Kr. var Thales of Miletus den första personen som upptäckte att bärnsten förvärvade elektriska och magnetiska egenskaper när de gnuggades med ett specifikt material. Men elektricitet som vetenskap går tillbaka till 1600- och 1700-talet, mitt i den vetenskapliga revolutionen, när utseendet på detta studieområde var det perfekta sammanhanget för början på den industriella revolutionen och dess expansion i hela den moderna världen som växte upp, det var avgörande för mänsklighetens utveckling.
Före detta, på 1500-talet, gav filosofen och läkaren William Gilbert (1544-1603) viktiga bidrag till studien av det elektriska fenomenet, med särskild uppmärksamhet åt el och magnetism. Termerna "elektricitet" och "elektrisk" förekommer första gången 1646 i arbetet av engelsmannen Thomas Browne (1605-1682). Måttenheterna för de olika elektriska fenomenen uppstod senare tack vare flera bidrag från fysikens intellektuella.
Forskaren, politiker och uppfinnare Benjamin Franklin (1706-1790) lyckades 1752 kanalisera den elektriska kraften som finns i en stråle genom en drake, vilket ledde till att blixtstaven uppfanns; en anordning som tjänar till att leda elektricitet från åska till marken. Senare uppfann den italienska fysikern Alessandro Volta (1745-1827) spänningsbatteriet 1800 som gjorde det möjligt att lagra energi och utnyttjade användningen av elektricitet genererad av kemiska reaktioner. och 1831 utvecklade fysikern Michael Faraday (1791-1867) den första elgeneratorn, som tillät att sända elektrisk ström kontinuerligt.
Den första etappen av den industriella revolutionen innebar inte el för dess utveckling, eftersom den använde energi genererad av ånga. Redan mot den andra industriella revolutionen på 1800-talet användes el och olja för att generera energi, vilket gjorde det möjligt för forskaren Thomas Alva Edison (1847-1931) att tända den första glödlampan 1879.
I slutet av 1800-talet och början av 1900-talet bestred Edison, likströmsförsvarare, och uppfinnaren och ingenjören Nikola Tesla (1856-1943), far till växelström, elens framtid.
Likström populariserades i USA för hushålls- och industriellt bruk; emellertid upptäcktes det snart att det var ineffektivt över långa sträckor och när högre spänning krävdes och avgav enorma mängder värme.
Tesla utvecklade experiment som ledde till att man upptäckte alternativa sätt att transportera elektrisk energi mer effektivt, vilket resulterade i upptäckten av växelström.
George Westinghouse (1846-1914), en amerikansk affärsman, stödde och köpte Teslas uppfinning, som så småningom vann striden om el eftersom den var en billigare typ av ström med mindre energiförlust.
Betydelsen av el
Dess betydelse är avgörande för det moderna livet, eftersom det är en av de grundläggande pelarna i dagens samhälle, eftersom i princip allt som människor använder innefattar el för att fungera: elektriska apparater, maskiner, kommunikation, vissa former av transport, produktion varor och tjänster, inom området medicin, vetenskap, bland andra områden.
Det kan skapas av människan eller utnyttjas direkt från naturen. Konstgjord elektricitet skapas av turbiner, kondensorer och maskiner som är beroende av naturens kraft för att fungera, såsom dammar, som använder kraften av stora mängder vatten för att generera strömmen som förser stora städer.
Planeten Jorden kan också generera elektricitet, de strålar, blixtar och blixtar som vi ser på himlen mitt i en storm är elektriska urladdningar som genereras av kollisionen mellan stora kluster av materia och energi. Detta kallas naturlig elektrisk ström och det kan användas av människor med blixtstänger och superresistenta ledare som kan absorbera stöten från en sådan urladdning.
10 exempel på användning av el
Elektricitet har flera användningsområden i mänskliga aktiviteter. Bland de mest framträdande exemplen är:
- I fordon med fordonselektricitet, som cirkulerar genom kretsar som når delar av den och som kräver elektricitet för att fungera, såsom lampor, hornet, motorn, bland annat, och genereras från ett batteri.
- För belysning, det vill säga för att slå på hushållsbelysning, allmän och industriell belysning.
- För antändning av elektriska apparater och elektronik.
- Att generera värme i tempererade klimat, t.ex. genom uppvärmning.
- För transport, till exempel flygplan, eftersom de behöver el för att starta.
- För det medicinska området, används i enheter som används för att utföra analyser och studier.
- Inom industrin, som kräver stora mängder elektrisk laddning för att tillverka konsumentprodukter.
- Att generera rörelse genom motorer som driver elektrisk kraft och omvandlar elektrisk energi till mekanisk energi.
- För kommunikation, används bland annat i enheter som repeaterantenner, sändare.
- För transport och kontroll av vätskor, såsom vatten, genom magnetventiler som hjälper till att dämpa flödet.
