HISTORIA DE LA ELECTRICIDAD

Historia de la electricidad

La Electricidad es una propiedad física de la materia. Consiste en aquella interacción negativa o positiva existente entre los protones y los electrones de la materia. El origen etimológico de la palabra es Griego, quienes la estudiaron en esta civilización la llamaron “Ámbar” por el color tan versátil y luminoso que presentaba, sin embargo el término fue introducido en la sociedad científica por primera vez por el científico inglés William Gilbert en el Siglo XVI para describir el fenómeno de interacción de energía entre partículas.

Thomas Alba Édison

Thomas Alva Edison (Milan, Ohio, 11 de febrero de 1847 - West Orange, Nueva Jersey, 18 de octubre de 1931) fue un empresario y un prolífico inventor, considerado el inventor más importante de Estados Unidos.1​2​3​ Desarrolló muchos dispositivos que han tenido gran influencia en todo el mundo, como el fonógrafo, la cámara de cine o una duradera bombilla incandescente. Apodado «El mago de Menlo Park», Edison fue uno de los primeros inventores en aplicar los principios de la producción en cadena y el trabajo en equipo a gran escala al proceso de invención, motivos por los cuales se le reconoce la creación del primer laboratorio de investigación industrial.4​

Edison fue un inventor prolífico que registró 1093 patentes a su nombre en Estados Unidos, además de otras en Reino Unido, Francia y Alemania. Pero más importante que sus muchas patentes fue el amplio impacto que tuvieron algunas de sus invenciones: la luz eléctrica y el suministro público de electricidad, la grabación de sonido y la cinematografía se convirtieron en nuevas y poderosas industrias en todo el mundo. Sus inventos contribuyeron en particular a las telecomunicaciones, como una máquina de voto, una batería para un automóvil eléctrico, la energía eléctrica, la grabación de música y las películas. Sus avanzados trabajos en estos campos no fueron más que una continuación de su primer trabajo como radiotelegrafista. Edison desarrolló un sistema de generación y distribución de energía eléctrica a las casas,5​ negocios y fábricas, un avance crucial para el mundo industrializado moderno.6​

Teoría de tales de Mileto

El agua es el principio de todas las cosas. El elemento primero. Todo es agua. Esa era la base de las teorías de Tales de Mileto, considerado como el primer filósofo de la Historia, puesto que introdujo la investigación racional sobre el origen del universo y la naturaleza que hasta entonces los griegos explicaban en un conjunto de mitos y leyendas.

Fue el primero en plantear la naturaleza última del mundo, concebida sobre la base de un primer y último elemento: el agua. Para Tales de Mileto el agua era el elemento primero de todas las cosas que existen, lo que dio comienzo al universo, una idea que los griegos llamaban arjé (del griego ἀρχή, fuente, principio u origen). Creando así, quizá, la primera teoría occidental sobre el mundo físico.

Tales sostenía que la tierra sobre la que pisamos es una especie de isla que «flota» sobre el agua de forma parecida a un leño y por ello la tierra a veces tiembla. Al no estar sostenida sobre unas bases fijas si no que, como está flotando sobre el agua, ésta la hace tambalearse.

Su contribución a la electricidad fue a través de la fricción del ámbar (en griego significa elektron) con la piel animal. Señaló que después de la fricción, la piedra atraía objetos leves y secos, como pedazos de pajas de maíz

Modelo atómico de Rutherford

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El modelo atómico de Rutherford¹​ es un modelo 

atómico o teoría sobre la estructura interna del átomo propuesto por el químico y físico británico-neozelandés Ernest Rutherford²​ en 1911, para explicar los resultados de su «experimento de la lámina de oro».

Rutherford llegó a la conclusión de que la masa del átomo se concentraba en una región pequeña de cargas positivas que impedían el paso de las partículas alfa. Sugirió un nuevo modelo en el cual el átomo poseía un núcleo o centro en el cual se concentra la masa y la carga positiva, y que en la zona extra nuclear se encuentran los electrones de 

carga negativa.

Teoría  atómica

En química y física, la teoría atómica es una teoría científica sobre la naturaleza de la materia que sostiene que está compuesta de unidades discretas llamadas átomos. Empezó como concepto filosófico en la Antigua Grecia y logró amplia aceptación científica a principios del siglo XIX cuando los descubrimientos en el campo de la química demostraron que la materia realmente se comportaba como si estuviese hecha de átomos.

La palabra átomo proviene del adjetivo en griego antiguo atomos, que significa «indivisible». Los químicos del siglo XIX empezaron a utilizar el término en relación con el número creciente de elementos químicos irreducibles.1​ Cerca del cambio al siguiente siglo, a través de varios experimentos con electromagnetismo y radiactividad, los físicos descubrieron que los "átomos indivisibles" eran de hecho un conglomerado de varias partículas subatómicas (principalmente, electrones, protones y neutrones), las que pueden existir separadas unas de otras. De hecho, en ciertos entornos extremos, como las estrellas de neutrones, la presión y la temperatura extremas impiden que los átomos puedan existir en absoluto.

Ya que se descubrió que los átomos podían dividirse, los físicos inventaron el término «partículas elementales» para describir las partes "indivisibles", aunque no indestructibles, de un átomo. El campo de ciencia que estudia las partículas subatómicas es la física de partículas y es en este campo donde los físicos esperan descubrir la auténtica naturaleza fundamental de la materia

 RESISTENCIA 

Se le denomina resistencia eléctrica a la oposición al flujo de electrones al moverse a través de un conductor.¹​²​ La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán Georg Simon Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre. Para un conductor de tipo cable, la resistencia está dada por la siguiente fórmula:

${\displaystyle R=\rho {\ell \over S}}$

Donde ρ es el coeficiente de proporcionalidad o la resistividad del material, ${\displaystyle \ell }$ es la longitud del cable y S el área de la sección transversal del mismo.

La resistencia de un conductor depende directamente de dicho coeficiente, además es directamente proporcional a su longitud (aumenta conforme es mayor su longitud) y es inversamente proporcional a su sección transversal (disminuye conforme aumenta su grosor o sección transversal).

Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual con la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición, en la práctica existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un óhmetro. Además, su magnitud recíproca es la conductancia, medida en Siemens.

Por otro lado, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la razón entre la diferencia de potencial eléctrico y la corriente en que atraviesa dicha resistencia, así:³​⁴​

${\displaystyle R={V \over I}}$

Donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I es la intensidad de corriente en amperios.

También puede decirse que "la intensidad de la corriente que pasa por un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial e inversamente proporcional a su resistencia"

Según sea la magnitud de esta medida, los materiales se pueden clasificar en conductores, aislantes y semiconductor. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nulo

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CÓDIGO DE COLORES

El código de colores se utiliza en electrónica para indicar los valores de los componentes electrónicos. Es muy habitual en los resistores pero también se utiliza para otros componentes como condensadores, inductores, diodose

Las dos primeras franjas desde la izquierda, indican las primeras cifras del valor del componente, mientras que una tercera indica por cuanto debe multiplicarse el valor de la cifra leída. La última franja, más separada del resto, y típicamente de color dorado o plata, indica la tolerancia, es decir, el margen de error que garantiza el fabricante. En el caso de las resistencias de precisión, se cuenta con seis bandas de colores: las tres primeras indican cifras, la cuarta el multiplicador, la quinta la tolerancia y la sexta, el coeficiente de temperatura. El resto de franjas indica la mantisa (cifras significativas) y el exponente del valor nominal. De esta manera, una resistencia de las series E12 o E24, que están normalizadas con 2 cifras significativas, llevan cuatro franjas: las dos cifras, el exponente o factor potencia de 10, y la tolerancia:

 

LEY DE OHM

La ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una ley básica de los circuitos eléctricos. Establece que la diferencia de potencial ${\displaystyle V}$ que aplicamos entre los extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de la corriente ${\displaystyle I}$ que circula por el citado conductor. Ohm completó la ley introduciendo la noción de resistencia eléctrica ${\displaystyle R}$; que es el factor de proporcionalidad que aparece en la relación entre ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle I}$:

${\displaystyle V=R\cdot I\,}$

La fórmula anterior se conoce como fórmula general de la ley de Ohm,¹​²​ y en la misma, ${\displaystyle V}$ corresponde a la diferencia de potencial, ${\displaystyle R}$ a la resistencia e ${\displaystyle I}$ a la intensidad de la corriente. Las unidades de esas tres magnitudes en el sistema internacional de unidades son, respectivamente, voltios (V), ohmios (Ω) y amperios (A).

En física, el término ley de Ohm se usa para referirse a varias generalizaciones de la ley originalmente formulada por Ohm. El ejemplo más simple es:

${\displaystyle \mathbf {J} =\sigma \mathbf {E} ,}$

donde J es la densidad de corriente en una localización dada en el material resistivo, E es el campo eléctrico en esa localización, y σ (sigma) es un parámetro dependiente del material llamado conductividad. Esta reformulación de la ley de Ohm se debe a Gustav Kirchhoff.³​

CIRCUITO SERIE:

Un circuito en serie es una configuración de conexión en la que los bornes o terminales de los dispositivos se conectan sucesivamente, es decir, terminal de salida de un dispositivo se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente.

CIRCUITO PARALELO:

Un circuito en paralelo es un circuito que tiene dos o más caminos independientes desde la fuente de tensión, pasando a través de elementos del circuito hasta regresar nuevamente a la fuente. En este tipo de circuito dos o más elementos están conectados entre el mismo par de nodos, por lo que tendrán la misma tensión.

CIRCUITO SIMPLE:

Un circuito eléctrico simple consta de una fuente de voltaje, una resistencia o carga y una tierra física. Puede ser de dos formas básicas (aunque hay mas) que son en paralelo y en serie. La serie es cuando los elementos están conectados uno tras otro teniendo una sola dirección para la corriente.

PROTOBOART

La Protoboard, llamada en inglés breadboard, es una placa de pruebas en los que se pueden insertar elementos electrónicos y cables con los que se arman circuitos sin la necesidad de soldar ninguno de los componentes. Las Protoboards tienen orificios conectados entre si por medio de pequeñas laminas metálicas. Usualmente, estas placas siguen un arreglo en el que los orificios de una misma fila están conectados entre si y los orificios en filas diferentes no. Los orificios de las placas normalmente están tienen una separación de 2.54 milímetros (0.1 pulgadas).

Una Protoboard es un instrumento que permite probar el diseño de un circuito sin la necesidad de soldar o desoldar componentes. Las conexiones en una Protoboard se hacen con solo insertar los componentes lo que permite armar y modificar circuitos con mayor velocidad.

Normalmente estas placas son usadas para realizar pruebas experimentales. Si la prueba resulta satisfactoria el circuito se construye de una forma más permanente para evitar el riesgo de que algún componente pueda desconectarse

Diodos LED 

Un diodo emisor de luz o led^[5]​^{[n 1]}​ (también conocido por la sigla LED, del inglés light-emitting diode) es una fuente de luzconstituida por un material semiconductordotado de dos terminales. Se trata de un diodo de unión p-n, que emite luz cuando está activado.^[6]​ Si se aplica una tensión adecuada a los terminales, los electrones se recombinan con los huecos en la región de la unión p-n del dispositivo, liberando energía en forma de fotones. Este efecto se denomina electroluminiscencia, y el color de la luz generada (que depende de la energía de los fotones emitidos) viene determinado por la anchura de la banda prohibida del semiconductor. Los ledes son normalmente pequeños (menos de 1 mm²) y se les asocian algunas componentes ópticas para configurar un patrón de radiación

Led (diodo emisor de luz)
Ledes azul, verde y rojo en un encapsulamient

Transistor

El transistor es un dispositivo electrónicosemiconductor utilizado para entregar una señal de salida en respuesta a una señal de entrada. Cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término «transistor» es la contracción en inglés de transfer resistor («resistor de transferencia»). Actualmente se encuentra prácticamente en todos los aparatos electrónicos de uso diario tales como radios, televisores, reproductores de audio y video, relojes de cuarzo, computadoras, lámparas fluorescentes, tomógrafos, teléfonos celulares, aunque casi siempre dentro de los llamados circuitos integrados.

Transistor

Condensadores 

Un condensador eléctrico (también conocido frecuentemente con el anglicismo capacitor, proveniente del nombre equivalente en inglés) es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico.^[1]​^[2]​ Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campoeléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por la permitividad eléctrica del vacío.^[3]​ Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total.

Condensador
Varios tipos de condensadores