¿QUE ES LA ELECTRICIDAD?

Las primeras observaciones sobre fenómenos eléctricos se realizaron ya en la antigua Grecia, cuando el filósofo Tales de Mileto (640-546 a.C.) comprobó que, al frotar barras de ambar contra pieles curtidas, se producía en ellas características de atracción que antes no poseían. Es el mismo experimento que ahora se puede hacer frotando una barra de plástico con un paño; acercándola luego a pequeños pedazos de papel, los atrae hacia sí, como es característico en los cuerpos electrizados.

Sin embargo, fue el filósofo griego Theophrastus (374-287 a.C.) el primero, que en un tratado escrito tres siglos después, estableció que otras sustancias tienen este mismo poder, dejando así constancia del primer estudio científico sobre la electricidad. Comprobando que no todos los materiales pueden adquirir tal propiedad o adquirirla en igual medida. Se atraen, por ejemplo, una barra de vidrio y otra de ebonita. Se repelen, sin embargo, dos barras de vidrio o dos de ebonita.

Cuando hemos citado los métodos para producir electrones libres, hemos comenzado por el más antiguo de todos ellos: la electricidad por frotamiento. Mediante este procedimiento conseguimos unos cuerpos con exceso de electrones (carga negativa) y otros cuerpos con falta de electrones (carga positiva).

Al frotar una barra de lacre con un paño de lana, esta última pierde electrones que gana el lacre, y de este modo tendremos dos cuerpos con diferentes cargas; el lacre con carga negativa y el paño de lana con carga positiva (figura 1).

Haciendo esta prueba con otras sustancias observaremos comportamientos similares. Frotando una barra de vidrio con un paño de seda, ésta "arranca" electrones de¡ vidrio dejándolo con carga positiva y la seda queda, a su vez, con un exceso de electrones, o lo que es lo mismo, con carga negativa.

Si en cualquiera de las dos experiencias citadas ponemos en contacto el lacre con la lana y el vidrio con la seda, los electrones desplazados vuelven al lugar de origen y con ello se restablece el equilibrio inicial de cargas.

Si antes de empezar las experiencias, se aproximan una barra de ebonita y a otra de vidrio, se comprobará que no existe electrificación ninguna, pues no hay ni atracción ni repulsión. De esta manera, se llega a la conclusión de que la electrización se produce por frotamiento y de que existe algún agente común que no se comporta de igual forma en ambos materiales.

Efectivamente, un tipo de partículas llamadas electrones abandonan en unos casos la barra, por acción del frotamiento, y otra veces abandona el paño para pasar a la barra.

El exceso de electrones da lugar a cargas negativas, y su falta a cargas positivas.

Hemos dado por sentado que tanto el lacre y la lana como el vidrio y la seda quedan con cargas diferentes, pero no lo hemos comprobado. Podemos hacerlo transmitiendo por contacto esta carga a unas bolitas próximas colgadas de un hilo aislante.

En el primer caso se observará que las bolitas están inmóviles, esto es así porque las bolitas están en estado neutro, sin carga (figura 2 a). En la figura 2 b las bolitas tienden a separarse y lo hacen porque las cargas de igual signo se repelen. Sucedería lo mismo si las bolitas fuesen las dos de signo negativo. Finalmente, en la figura 2 c las bolitas se juntan porque tienen cargas diferentes (las cargas de signos diferentes se atraen).

Estos conceptos que relacionan el comportamiento de los cuerpos según el signo de la carga que poseen, son estudiados por la parte de la electricidad conocida con el nombre de Electrostática.

En la vida diaria aparecen gran cantidad de ejemplos de este tipo. Por citar los más conocidos, tenemos el crepitar de los cabellos cuando los peinamos en seco y con fuerza, el chasquido que tiene lugar en jerseys que contienen mucha fibra cuando nos los quitamos bruscamente, las prendas de seda que se adhieren a las otras prendas próximas cuando tienen un roce continuado con las mismas. Observando estos fenómenos en la oscuridad llegaríamos a percibir unas tenues chispas en cada uno de los chasquidos.

La experiencia ha demostrado la existencia de dos clases distintas de electricidad: a una se le llama positiva (+) y a la otra negativa (-). En 1733, el francés Francois de Cisternay Du Fay fue el primero en identificar la existencia de dos cargas eléctricas: Positiva y Negativa.

Los electrones son idénticos para todas las sustancias (los de cobre son iguales que los del vidrio o la madera), siendo estas, las partículas más importantes de las que se compone la materia, ya que disponen de carga y movilidad para desplazarse por las sustancias. La diferencia entre dos materiales vendrá dada, entre otras cosas, por la cantidad y movilidad de los electrones que la componen.

A título de curiosidad, comentar que la masa de un electrón es de:

Los conceptos de carga y movilidad son esenciales en el estudio de la electricidad, ya que, sin ellos, no podría existir la corriente eléctrica.

En 1776 Charles Agustín de Coulomb (1736-1806) inventó la balanza de torsión con la cual, midió con exactitud la fuerza entre las cargas eléctricas y corroboró que dicha fuerza era proporcional al producto de las cargas individuales e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Por lo anteriormente expuesto, se puede afirmar que los electrones no se ven, pero podemos notar sus efectos: la electricidad.

De igual manera, podemos afirmar que en cualquier clase de material, se dan efectos eléctricos. Ahora bien, la materia es eléctricamente neutra y, en consecuencia, es necesario aplicar una energía externa que origine el desplazamiento de algunos electrones, dando lugar a fenómenos eléctricos.

Por lo tanto, la electricidad se puede definir como una forma de energía originada por el movimiento ordenado de electrones. Otros tipos de energía son la mecánica, calorífica, solar, etc.

Los fenómenos eléctricos encuentran su explicación en la Teoría Atómica.