¿Cómo funciona la electricidad? En palabras sencillas, la electricidad es el resultado de una cadena de electrones que se mueven en su lugar y empujan a los demás electrones, golpeándolos contra el siguiente.
Sin embargo, la creencia común es que los electrones realmente se desplazan, se mueven de un lugar a otro y llevan la carga eléctrica. Para entenderlo, primero hay que conocer los mitos sobre la electricidad.
La velocidad de los electrones
En el ejemplo de encender la luz, no hay ningún retraso entre el momento en que se pulsa el interruptor y se obtiene la luz de la lámpara. Aunque algunas personas creen que los electrones se mueven a la velocidad de la luz, eso no está respaldado por la ciencia.
Si los electrones quieren moverse en un cable, tienen miles de millones de barreras por delante: otros átomos y electrones. Por ejemplo, un cable de cobre es una cadena de átomos de cobre que no se mueve mucho.
Algunos electrones alrededor de cada átomo pueden moverse libremente y saltar de un átomo a otro.
Estos electrones hacen que se produzca la corriente eléctrica. Cuando se introduce una pila en un circuito o se enciende una lámpara, el electrón avanza, pero inmediatamente es golpeado por el siguiente átomo y es desviado. Esto sigue ocurriendo, por lo que el electrón no puede avanzar fácilmente.
Así, la velocidad de un electrón en un cable doméstico típico es inferior a una décima de milímetro por segundo. En otras palabras, un electrón tarda diez segundos en desplazarse un milímetro.
En una simple linterna de seis pulgadas, un electrón tiene que viajar 12 pulgadas, o 30 centímetros, para hacer un viaje de circuito completo. Esto le llevará 50 minutos. En una habitación normal, el electrón tiene que desplazarse unos diez metros, y esto le llevará 28 horas. Aun así, los dispositivos eléctricos funcionan inmediatamente.
Cómo se crea la corriente
En una pila, la corriente se crea con el movimiento de los electrones hacia el cable. Sin embargo, como se ha explicado en la sección anterior, los electrones no pueden moverse rápidamente debido a todos los átomos del cable.
Cuando el electrón se mueve fuera de la pila, choca con otro electrón libre en el cable. El electrón recién golpeado avanza y choca con el siguiente electrón, y así sucesivamente. Así, la corriente es el resultado de los electrones que se mueven en su lugar y chocan con sus vecinos. Esto significa que todos los electrones del cable permanecen donde estaban, y ningún electrón es expulsado de la cadena.
Entonces, ¿por qué los circuitos funcionan tan rápido? Un ejemplo facilitará la respuesta. Si un tren con 100 vagones y un motor en la parte trasera se pone en movimiento, el motor tarda mucho tiempo en llegar al primer vagón.
Sin embargo, el primer coche empieza a moverse casi tan pronto como lo hace la locomotora, porque el empuje del motor se transfiere a través de todos los coches hasta el primero. Lo mismo ocurre en un circuito con electrones.
La electricidad de una batería es diferente a la de la casa. La batería siempre empuja los electrones por el lado negativo. Pero en una casa, la electricidad es empujada y devuelta todo el tiempo una y otra vez. En Estados Unidos, la electricidad entra y sale de una casa 60 veces por segundo. En Europa, ocurre 50 veces por segundo. Otros países utilizan uno de estos estándares.
Independientemente del tipo de electricidad – batería o comercial – lo que ocurre es que los electrones no recorren los cables y circuitos. Sólo envían la energía del movimiento al primer electrón del, y se crea la corriente.
Preguntas comunes sobre el funcionamiento de la electricidad
P: ¿Cómo funciona la electricidad en tu casa?
La electricidad se produce en una estación de generación mediante enormes generadores. La corriente generada se impulsa luego a través de cables hasta las redes más pequeñas de las casas. Cuando se enciende una lámpara, así es como funciona la electricidad: los electrones comienzan a agitarse en su lugar y, en consecuencia, crean la corriente.
P: ¿Qué es la electricidad en palabras sencillas?
La electricidad es el resultado de los movimientos de una cadena de electrones. A pesar de la creencia común, un electrón no se mueve por sí solo para crear la corriente, ya que sigue chocando con los átomos circundantes y es empujado hacia atrás. Sin embargo, los movimientos llegan hasta el final de la cadena, crean la corriente y hacen que la electricidad funcione.
P: ¿Cómo se crea la carga eléctrica?
La carga eléctrica es el resultado del exceso o la insuficiencia de electrones en comparación con los protones. Los electrones se denominan carga negativa y los protones positiva. Las corrientes se crean en los circuitos como resultado de este desequilibrio de fuerzas negativas y positivas. La carga eléctrica es la explicación fundamental del funcionamiento de la electricidad.
P: ¿Quién descubrió la electricidad?
Benjamín Franklin descubrió la carga eléctrica y dio nombre a las cargas positivas y negativas. Aunque su famoso experimento de la cometa es científicamente imposible, sus otros experimentos dieron lugar al descubrimiento de la carga en el siglo XVIII. A partir de las definiciones de carga, se puede explicar cómo funciona la electricidad.