La electricidad

La electricidad se puede definir como los fenómenos físicos originados por la existencia de cargas eléctricas y por la interacción de las mismas. Cuando una carga eléctrica se encuentra estacionaria, o estática, produce fuerzas eléctricas sobre las otras cargas situadas en su misma región del espacio; cuando está en movimiento, produce además efectos magnéticos. Los efectos eléctricos y magnéticos dependen de la posición y movimiento relativos de las partículas cargadas. En lo que respecta a los efectos eléctricos, estas partículas pueden ser neutras, positivas o negativas (véase Átomo). La electricidad se ocupa de las partículas cargadas positivamente, como los protones, que se repelen mutuamente, y de las partículas cargadas negativamente, como los electrones, que también se repelen mutuamente. En cambio, las partículas negativas y positivas se atraen entre sí. Este comportamiento puede resumirse diciendo que las cargas del mismo signo se repelen y las cargas de distinto signo se atraen.

La Electricidad en la Naturaleza

En la naturaleza encontramos la electricidad atmosférica, manifestándose a través del rayo. Este fenómeno natural contiene gran carga eléctrica y al acercarse a la tierra se transforma en energía calórica y luminosa.

Ya conocemos que las nubes están formadas por un número inmenso de pequeñas gotas de agua, que forman grandes masas suspendidas en el aire.
El roce de una nube con otra, o con los picos de las grandes montañas, puede hacer que éstas adquieran una carga eléctrica extraordinaria.
La nube cargada de electricidad puede ejercer sobre otras nubes, o sobre las porciones más elevadas del suelo, fenómenos de influencia, haciendo que la atracción entre cargas opuestas produzca una descarga violenta.
De este modo se produce el rayo, con la consiguiente manifestación de luminosidad, que es el relámpago, y el ruido producido por la rotura de las capas de aire que constituye el trueno.
En la naturaleza existen diversas fuentes de energía y para convertirlas en electricidad es necesario crear el sistema apropiado para cada fuente. Estas fuentes de energía son de dos tipos: No Renovables (petróleo, gas, carbón, uranio, plutonio, etc.) y Renovables (agua, luz solar, calor, viento, etc.)



Ahora definiremos el concepto de conductor, semiconductor y aislantes eléctricos. 

Conductores:
Se llaman conductores eléctricos a los materiales que puestos en contacto con un cuerpo cargado de electricidad transmite ésta a todos los puntos de su superficie.
Los mejores conductores eléctricos son los metales, especialmente la plata, pero es muy cara. Por ello se emplea el cobre en su lugar y el aluminio, material muy ligero, lo que favorece su empleo en las redes de alta tensión.

Semiconductores:
El término "semiconductor" puede mal interpretarse con facilidad. No son conductores a medias como el nombre lo sugiere. Un semiconductor puro puede tener las características de un conductor o de un aislante, dependiendo de su temperatura y de la f.e.m. aplicada. El silicio puro, un material gris de apariencia metálica, es un semiconductor. A la temperatura normal no tiene electrones libres. Todos sus electrones están unidos a sus respectivos átomos. El silicio puro a la temperatura normal es un aislante. Si su temperatura se eleva hasta cierto valor crítico, se vuelve conductor.

También es posible lograr que el silicio sea conductor a la temperatura normal, si se le aplica un alto voltaje. Si el silicio puro se conecta a una fuente de alto voltaje, las fuertes líneas de f.e.m. que actúan entre las terminales negativa y positiva de la fuente, desprenderán electrones periféricos fuera de los átomos del silicio. El silicio será conductor cuando el alto voltaje actué sobre él. Cuando el alto voltaje cesa, los electrones libres volverán a los átomos. El silicio volverá a comportarse como aislante.



Aislantes:
Un aislante eléctrico es un material con escasa capacidad de conducción de la electricidad, utilizado para separar conductores eléctricos evitando un cortocircuito y para mantener alejadas del usuario determinadas partes de los sistemas eléctricos que de tocarse accidentalmente cuando se encuentran en tensión pueden producir una descarga. Los más frecuentemente utilizados son los materiales plásticos y las cerámicas. Las piezas empleadas en torres de alta tensión empleadas para sostener o sujetar los cables eléctricos sin que éstos entren en contacto con la estructura metálica de las torres se denominan aisladores.
El comportamiento de los aislantes se debe a la barrera de potencial que se establece entre las bandas de valencia y conducción que dificulta la existencia de electrones libres capaces de conducir la electricidad a través del material.