El Universo mecánico y más allá. Lección 33. Circuitos eléctricos.

Summary

Este guion de video ofrece una visión fascinante de cómo la electricidad y el agua han sido fundamentales en el desarrollo de la humanidad. Explora la historia de la electricidad desde Alessandro Volta hasta Thomas Edison, y cómo la ley de Ohm fue crucial para el avance tecnológico. Muestra paralelismos entre los acueductos romanos y la red de distribución de electricidad moderna, destacando la importancia de la ingeniería en el diseño de circuitos hidráulicos y eléctricos. Finalmente, se menciona la tradición de conferencias en la Royal Institution y la contribución de científicos como Michael Faraday y Charles Wheatstone a la comprensión de la electricidad.

Takeaways

• 👤 La importancia de las figuras como Michael Faraday y Charles Winston en la historia de la electricidad y su impacto en la tradición científica.
• 👔 La formalidad en la vestimenta en la enseñanza científica en el siglo XIX, contrastando con la informalidad actual.
• 🏛️ La Royal Institution y su papel en la difusión de la ciencia, destacando eventos como la conferencia del Príncipe de Gales.
• 💡 La analogía entre el control del agua en la historia de las civilizaciones y la electricidad en la moderna.
• 🚀 La evolución de la tecnología eléctrica desde Alessandro Volta hasta Thomas Edison y su impacto en la sociedad.
• 🌉 La comparación entre los acueductos romanos y la infraestructura moderna de energía eléctrica, como el Metropolitan Water District.
• ⚙️ La explicación de conceptos eléctricos fundamentales como la corriente eléctrica, amperios y la Ley de Ohm.
• 🔌 La aplicación práctica de la electricidad en la vida cotidiana, desde la iluminación hasta la tecnología de punta.
• 🔥 La resistencia eléctrica y su papel en la generación de calor, así como en la eficiencia de los circuitos.
• 🌐 La dependencia de las sociedades modernas, como Los Ángeles, de la capacidad para distribuir y controlar tanto el agua como la electricidad.

Q & A

¿Qué era la Royal Institution en el siglo XIX y por qué era importante?

La Royal Institution era una institución educativa en el siglo XIX donde se daban clases de cierta categoría y era frecuente que se vistiera solemnemente para dichas clases. Era importante porque era una institución real y era un lugar donde se llevaban a cabo conferencias importantes, como la que se menciona en el guion.

¿Quién era Michael Faraday y qué impacto tuvo en la ciencia?

Michael Faraday fue un científico británico que se destacó por sus contribuciones a la electrificación y la química. En el guion se menciona que, inspirado por una conferencia en la Royal Institution, decidió dejar su carrera de aprendiz de encuadernado para dedicarse a la ciencia.

¿Qué发明是由Charles Winston关联的，并且它如何影响了电力的实用性?

Charles Winston fue una figura clave en la elaboración de las tuercas y tornillos que hicieron de la electricidad algo práctico. Su trabajo permitió que la electricidad se convirtiera en una fuente de energía útil y accesible para el público en general.

¿Cómo se relaciona el control del agua con el desarrollo de las civilizaciones antiguas?

En el guion se menciona que el aprendizaje para controlar y dirigir el curso del agua fue un ingrediente crítico en el desarrollo de las civilizaciones, como lo demuestran las civilizaciones que florecieron a orillas de los grandes ríos como el Nilo, el Tigris y el Éufrates.

¿Qué es un amperio y cómo se relaciona con la corriente eléctrica?

Un amperio es una unidad de medida de la intensidad de la corriente eléctrica, equivalente a la cantidad de carga eléctrica que fluye por un circuito en un segundo. La intensidad de la corriente eléctrica es la variación de carga eléctrica por unidad de tiempo.

¿Qué发明是由Alessandro Volta关联的， y cómo cambió la historia de la electricidad?

Alessandro Volta inventó la batería, una nueva fuente de energía que permitió mantener un flujo de electricidad. Esto fue un hito en la historia de la electricidad, ya que abrió las puertas para el progreso tecnológico y el desarrollo de la electrificación.

¿Qué descubrimiento hizo Hans Christian Ørsted que cambió la comprensión del electromagnetismo?

Hans Christian Ørsted descubrió el electromagnetismo al desviar una aguja magnética con solo la corriente de una pila voltaica. Este hallazgo fue fundamental para el entendimiento de la relación entre electricidad y magnetismo.

¿Qué regla describe la relación entre la intensidad de la corriente, el voltaje y la resistencia en un circuito eléctrico?

La Ley de Ohm describe esta relación, estableciendo que la intensidad de la corriente a través de un conductor entre dos puntos es directamente proporcional al voltaje y inversamente proporcional a la resistencia entre esos puntos.

¿Qué son las leyes de Kirchhoff y cómo son importantes para el análisis de circuitos eléctricos?

Las leyes de Kirchhoff son dos principios fundamentales que gobiernan la electricidad en los circuitos: la Ley de la Corriente (Kirchhoff's Current Law) y la Ley de la Tensión (Kirchhoff's Voltage Law). Estas leyes son importantes porque permiten a los ingenieros analizar y entender cómo fluye la electricidad a través de los circuitos, permitiendo el diseño y la solución de problemas en la electrónica y la ingeniería eléctrica.

¿Qué es un condensador y cómo funciona en un circuito eléctrico?

Un condensador es un dispositivo que puede almacenar electricidad en forma de campo eléctrico. En un circuito eléctrico, el condensador se carga acumulando carga en sus placas y se descarga liberando esa carga. Su funcionamiento es similar al de un depósito que llena y vacía agua, pero en este caso, se trata de la carga eléctrica.

Outlines

00:00

👤 El legado de Michael Faraday y la importancia de la electricidad

Este párrafo introduce la importancia histórica de la electricidad y la figura de Michael Faraday. Se menciona que en el siglo XIX era común que los científicos vestieran formalmente para dar conferencias, como en la Royal Institution. Se destaca una fotografía de mediados del siglo XIX con el príncipe de Gales y la conferencia de Faraday, quien inspiró a muchos con su pasión por la ciencia. También se habla de Charles Winston, clave en el desarrollo de tornillos y tuercas eléctricos, y se compara el control del agua con el control de la electricidad, siendo ambos fundamentales para el desarrollo de las civilizaciones.

05:01

🏗️ La ingeniería de sistemas de agua y electricidad

Se explora la analogía entre los sistemas hidráulicos y eléctricos, como los acueductos y las redes de distribución de electricidad. Se menciona el Metropolitan Water District, que es crucial para la supervivencia de Los Ángeles, y cómo la electricidad fluye a través de cables de la misma manera que el agua fluye a través de tuberías. Se explican los amperios y la intensidad de la corriente eléctrica, y cómo estos conceptos son esenciales para entender la electricidad. Además, se habla de Alessandro Volta y su pila, que permitió la creación de corriente eléctrica continua, y los avances de Hans Christian Ørsted y Thomas Edison en electromagnetismo y la iluminación eléctrica.

10:01

🔌 La ley de Ohm y su impacto en la comunicación a larga distancia

Este párrafo se centra en la ley de Ohm, que describe la relación entre voltaje, corriente y resistencia en un circuito eléctrico. Se explica cómo Charles Winston aplicó esta ley para mejorar la calidad de la señal en el telégrafo, permitiendo así la comunicación a larga distancia. Se menciona también la importancia de la resistencia en series y paralelas, y cómo estos conceptos son similares a los de los sistemas de tuberías para el agua. Finalmente, se discute la resistencia natural y la oposición al progreso, ilustrada con la historia de la construcción del acueducto del río Colorado.

15:01

🔥 La resistencia eléctrica y su efecto en los materiales conductores

Se profundiza en la naturaleza de la resistencia eléctrica, explicando cómo los electrones se mueven dentro de un metal y cómo las imperfecciones y vibraciones atómicas causan resistencia. Se describe la resistencia como una especie de viscosidad que impide el flujo de electrones, y cómo esto se relaciona con la generación de calor. Se menciona el trabajo de Thomas Edison con materiales que brillan al ser calentados y cómo la energía eléctrica se convierte en energía térmica. Además, se habla de la potencia y cómo se mide en vatios, y la relación entre la potencia, la corriente y la diferencia de potencial.

20:14

💧 La analogía entre el diseño de acueductos y circuitos eléctricos

Este párrafo establece una comparación directa entre el diseño de acueductos y circuitos eléctricos, destacando cómo los ingenieros deben entender tanto la ciencia como el arte para controlar los flujos de agua y electricidad. Se introducen los elementos básicos de los circuitos eléctricos, como hilos, interruptores, baterías, resistencias y condensadores, y se explica cómo estas piezas se pueden combinar en redes complejas siguiendo reglas simples. Se menciona a Gustav Kirchhoff y sus leyes que gobiernan la conservación de la carga y la energía en los circuitos, y cómo estas leyes son fundamentales para el análisis y diseño de sistemas eléctricos.

25:14

🗣️ La tradición de las conferencias públicas y el legado de Charles Wheatstone

El último párrafo relata una anécdota sobre Charles Wheatstone, quien tuvo que dar una conferencia en la Royal Institution pero huyó por miedo al público. Michael Faraday intervino y dio una conferencia improvisada sobre la relación entre la luz y la electricidad, lo que resultó ser un presagio de la teoría correcta. Se menciona que la tradición de conferencias públicas en la Royal Institution continúa hasta el día de hoy, y se describe la preparación y el ritual que sigue un científico antes de pronunciar una conferencia, incluyendo el tiempo de aislamiento para evitar el nerviosismo.

Keywords

💡Circuitos eléctricos

Los circuitos eléctricos son una serie de componentes electrónicos interconectados para permitir el flujo de electricidad. En el video, se relaciona la historia y el desarrollo de los circuitos eléctricos con el avance de la civilización, destacando su importancia en la modernización y la distribución de energía eléctrica, como se menciona en la frase '...para dar clases de cierta categoría se vistieran solemnemente y en ningún sitio fue esto más cierto que en la famosa Royal Institution'.

💡Michael Faraday

Michael Faraday fue un científico británico conocido por sus contribuciones a la teoría de los campos electromagnéticos. En el video, se destaca su fascinación por la ciencia que lo llevó a abandonar su carrera como aprendiz de encuadernado, y su impacto en la tradición científica, como se describe en '...en una conferencia como ésta de la fotografía hace unos 200 años, Michael Faraday quedó tan embelesado por la ciencia...'.

💡Charles Winston

Charles Winston es mencionado en el video como una figura clave en la elaboración de las tuercas y tornillos que hicieron de la electricidad algo práctico. Su contribución a la resistencia eléctrica y su papel en la ley de Ohm se describen como fundamentales para el desarrollo de la electricidad, tal como se menciona '...se llamaba Charles Winston y fue una figura clave en la elaboración de las tuercas y tornillos que hicieron de la electricidad algo práctico...'.

💡Ley de Ohm

La ley de Ohm es una ley fundamental de la electricidad que establece que la intensidad de la corriente eléctrica a través de un conductor entre dos puntos es directamente proporcional a la diferencia de potencial y inversamente proporcional a la resistencia entre esos puntos. En el video, se explica cómo esta ley fue crucial para el desarrollo de la electricidad práctica, como se ilustra en '...la constante de proporcionalidad se llama resistencia, esta ecuación se conoce como ley de Ohm...'.

💡Resistencia eléctrica

La resistencia eléctrica es la medida de la dificultad que ofrece un material para el flujo de la corriente eléctrica. En el video, se describe cómo la resistencia es esencial para controlar el flujo de electricidad y se relaciona con conceptos como la viscosidad en hidráulica, como se muestra en '...la resistencia de una resistencia eléctrica es proporcional a su longitud...'.

💡Electromagnetismo

El electromagnetismo es el estudio de los campos eléctricos y magnéticos y sus interacciones. En el video, se menciona el descubrimiento del electromagnetismo por Hans Christian Ørsted, que demostró cómo una corriente eléctrica puede desviar una aguja magnética, lo cual es fundamental para la comprensión de la electricidad, como se describe en '...poco después Hans Christian Ørsted desvió una aguja magnética con solo la corriente de una pila voltaica y así descubrió el electromagnetismo...'.

💡Conductores

Los conductores son materiales que permiten el flujo de electricidad con relativa facilidad. En el video, se discuten las características de los conductores y cómo su resistencia afecta el flujo de electricidad, vinculándolos con la historia y el desarrollo de la electricidad, como se menciona en '...cuanta más tenga un material más lentamente se podrá mover una partícula en su interior...'.

💡Leyes de Kirchhoff

Las leyes de Kirchhoff son dos ecuaciones fundamentales que gobiernan la electricidad en los circuitos: la ley de la corriente (ley de la conservación de la carga) y la ley de la voltaje (ley de la conservación de la energía). Estas leyes son esenciales para el análisis de circuitos eléctricos, como se explica en el video: '...aplicando la ley de Ohm y generalizando, la completamente dedujo dos leyes que expresan cada una de ellas una idea ya conocida...'.

💡Potencia eléctrica

La potencia eléctrica es la cantidad de energía eléctrica transferida o recibida en una unidad de tiempo, a menudo medida en vatios (W). En el video, se discute cómo la potencia es un indicador de la cantidad de energía que puede ser utilizada y se relaciona con la historia de la electricidad, como se menciona en '...la intensidad por la diferencia de potencial, utilizando la ley de Ohm la potencia se puede expresar también por I al cuadrado, por R...'.

💡Hidráulica

La hidráulica es la rama de la ingeniería que se ocupa del movimiento, la presión y la potencia del agua y otros fluidos. En el video, se utiliza para comparar con la electricidad, destacando cómo la historia de la humanidad ha dependido de la habilidad para controlar y distribuir el agua, como se describe en '...aprender a controlar y dirigir el curso del agua ha sido un ingrediente crítico en el desarrollo de las civilizaciones...'.

Highlights

La importancia de las unidades humedales y su comparación con circuitos eléctricos.

Tradición de vestimenta formal en las clases científicas del siglo 19, ejemplificada en la Royal Institution.

La fotografía histórica de la Royal Institution con la asistencia del Príncipe de Gales.

La influencia de Michael Faraday en la ciencia y su decisión de abandonar su carrera como aprendiz de encuadernado.

El papel crucial de Charles Winston en la fabricación de tuercas y tornillos para la electricidad.

La analogía entre el control del agua y la dirección de la electricidad en la historia de la civilización.

El desarrollo de acueductos y su importancia para el imperio romano.

La evolución de la tecnología eléctrica desde Thomas Edison hasta la complejidad de los chips modernos.

La dependencia de la ciudad de Los Ángeles de su infraestructura hidráulica y eléctrica.

La explicación de los amperios y su relación con la intensidad de la corriente eléctrica.

La invención de la batería por Alessandro Volta y su impacto en el flujo continuo de electricidad.

El descubrimiento del electromagnetismo por Hans Christian Ørsted y su contribución a la tecnología.

La ley de Ohm y su aplicación práctica en la transmisión de electricidad a larga distancia.

La resistencia a los avances tecnológicos de la electricidad y el ferrocarril en la sociedad del siglo XIX.

La analogía entre la resistencia de los tubos de acueductos y las resistencias eléctricas en un circuito.

La resistencia eléctrica y su comparación con la viscosidad del movimiento de partículas en un conductor.

La transformación de energía eléctrica en calor y su implicación en la eficiencia de los circuitos.

La ley de conservación de la carga y la energía según las leyes de Kirchhoff y su aplicación en los circuitos eléctricos.

La analogía final entre el ciclo global del agua y la conservación de la carga en los circuitos eléctricos.

La historia de Charles Winston y su impacto en la tradición de conferencias públicas en la Royal Institution.

Transcripts

[Música]

pero no

el unidades humedal

más allá

[Música]

de circuitos eléctricos

[Música]

bien

[Música]

creo que ya es hora de que esta clase

tenga clase

hoy día los científicos somos gente poco

ceremoniosa y en verdad es raro ver a un

trajeado así pero en el siglo 19 era

bastante frecuente que para dar clases

de cierta categoría se vistieran

solemnemente y en ningún sitio fue esto

más cierto que en la famosa royal

institution

tengo una fotografía que se hizo a mitad

del siglo 19 está determinada elección

pública fue digna de ser inmortalizada

en una fotografía debido a la asistencia

del príncipe de gales para eso se

trataba de una institución real

el príncipe de gales debe ser uno de

estos muchachos que están aquí en

primera fila sin embargo yo no sé cuáles

pero la razón por la que esta

disertación es digna de ser recordada no

es por la asistencia del príncipe de

gales sino porque fue pronunciada por

michael faraday

de hecho en una conferencia como ésta de

la fotografía hace unos 200 años

michael faraday quedó tan embelesado por

la ciencia que decidió abandonar su

prometedora carrera de aprendiz de

encuadernado

en esa serie de conferencias

hubo un hombre que causó una impresión

duradera en toda la tradición

se llamaba charles winston y fue una

figura clave en la elaboración de las

tuercas y tornillos que hicieron de la

electricidad algo práctico y esas

tuercas y tornillos

constituirán nuestro tema de hoy

y las tuercas y tornillos que mantienen

unida la compleja maquinaria del mundo

moderno no son más importantes en la

historia de la civilización que el

simple fluido del agua

[Música]

aprender a controlar y dirigir el curso

del agua ha sido un ingrediente crítico

en el desarrollo de las civilizaciones

[Música]

no es una casualidad el que las

primitivas civilizaciones florecieron a

orillas de los grandes ríos el nilo el

tigris y el éufrates los grandes

circuitos de agua de la naturaleza

[Música]

para poder tu esperar cada sociedad tuvo

que desarrollar medios para manipular y

controlar distribuir la corriente de

agua en regadíos y drenajes frente

inundaciones y para fomentar el

desarrollo de las ciudades

y así como todos los caminos conducían a

roma' iba tan bien una ingeniosa red de

acueductos

el imperio sobrevivió tanto tiempo en

muy buena parte porque los acueductos

traían agua fresca desde las montañas de

albanos

en aquellos tiempos esos complejos

circuitos de constituciones que

distribuyen el agua a los baños

edificios y fuentes de la ciudad eran

asombrosamente sofisticados

pero sólo un siglo pasado comenzó a

desarrollarse otra tecnología de

conducción es la electricidad

inventores tales como thomas edison

encontraron la fórmula de manipular las

corrientes eléctricas para iluminar las

lámparas de las casas y llevar puntos y

rayas a muy largas distancias a través

de alambres

[Música]

también crearon las formas de generar y

distribuir electricidad por redes cada

vez más complejas

[Música]

pero desde los días en que la estación

de iluminación de eris era la primera

planta de energía del mundo los

ingenieros han desarrollado formas mucho

más sutiles de utilizar la corriente

eléctrica

hoy en día un simple chip de ordenador

contiene un circuito eléctrico tan

complejo como el plano de calles de toda

una ciudad

y en principio la propia existencia de

una gran ciudad como los ángeles depende

de muchos de esos circuitos

los ángeles por supuesto es más que una

autopista pero sin un milagro de la

ingeniería no sería más que una aldea

polvorienta entre el desierto y el

profundo mar azul

y ese milagro se llama el metropolita

water district

al diseñar circuitos tanto hidráulicos

como eléctricos todo se reduce a

controlar un flujo de las corrientes

por el acueducto del río colorado from

163 mil metros cúbicos de agua por hora

hacia el embalse de los ángeles

[Música]

por este hilo de cobre fluyen 1.3

amperios de corriente eléctrica así como

el agua hace posible la vida el flujo de

electricidad hace posible la luz

cuánta luz depende de la intensidad de

corriente que se miren amperios

un amperio es un colombia de carga

eléctrica por segundo fluyendo por un

circuito

de hecho con otras palabras la

intensidad de corriente eléctrica es la

variación de carga eléctrica q por

unidad de tiempo en cualquier instante

esa intensidad es la misma en todos los

puntos a lo largo del hilo porque la

carga eléctrica como el agua ni se crea

ni se destruye a lo largo del camino

simplemente se mantiene circulando

[Música]

mientras que los ríos han estado

circulando durante miles de años hasta

1800 la electricidad era básicamente un

campo estático

en ese año alessandro volta se adelantó

e inventó la batería

esta nueva fuente de energía llamada

pila voltaica hizo posible que se

pudiera mantener un flujo de

electricidad y se abrieran las

compuertas del progreso

con ello será un free trade y pudo

obtener pronto nuevos y brillantes

metales sodio y potasio a partir de las

sales de sodio y potasio

pocos años después hans christian usted

desvió una aguja magnética con solo la

corriente de una pila voltaica y así

descubrió el electromagnetismo

más tarde en el siglo 19 thomas edison

utilizó el flujo continuo de la

corriente eléctrica suministrada por una

pila voltaica para desarrollar la

primera lámpara eléctrica

[Música]

y también utilizo esa corriente para

perfeccionar un dispositivo inventado

por otros el telégrafo

mucho antes carl friedrich gauss había

visto el potencial en la desviación de

la aguja de la brújula de usted el

cierre de un interruptor eléctrico

denunció alto lugar podía hacer que en

otro lugar se movieron un imán muy

pronto también otros llegaron a

conseguir eso mismo de telégrafo

mantenía la promesa de una comunicación

casi instantánea a larga distancia

pero al principio la promesa de esa

llamada a larga distancia tuvo una vida

corta

y después de recorrer varios kilómetros

la señal era demasiado débil para hacer

funcionar el dispositivo magnético

charles winston fabricante de

instrumentos musicales y estudiante de

acústica encontró la solución a este

dilema en los casi ininteligibles

escritos de un oscuro profesor alemán

llamado georges simon

winston demostró mediante

experimentación directa lo que él había

predicho a base de razonamientos

matemáticos abstractos se puede mantener

la intensidad de la señal si se aumentó

el voltaje en proporción a la distancia

winston había verificado la regla

conocida como ley de ohm para hacer

fluir una corriente por un material

conductor

se necesita una diferencia de potencial

dicha diferencia de potencial es siempre

proporcional a la intensidad de la

corriente

la constante de proporcionalidad se

llama resistencia

esta ecuación se conoce como ley d hondt

un elemento de un circuito eléctrico con

resistencia recibe el nombre de una

resistencia

la ley de ohm no es una ley fundamental

de la naturaleza como la segunda ley de

newton o la ley de la conservación de la

energía no se cumplen todas las

situaciones pero es una regla de gran

utilidad en la mayoría de las

situaciones prácticas y ayudó a que el

telégrafo se convirtiera en un invento

realmente práctico

el telégrafo perfeccionado por thomas

edison y con el código ideado por samuel

morse amplió las fronteras americanas y

no perdió el tren

los hilos telegráficos iban paralelos en

las vías del tren y la información que

llevaban era de gran importancia para

una tranquila circulación por todo el

sistema ferroviario

hubo alguna resistencia a la utilización

de ambos inventos

[Música]

la gente decía que la electricidad de la

peligrosa y algunos opinaban que a la

velocidad que podrían alcanzar los

trenes el ser humano no sería capaz de

respirar

[Música]

pero el progreso no se detuvo y con el

tiempo los hilos y las vías

conjuntamente representaron el mismo

papel de vital importancia como antes lo

habían hecho los grandes ríos

transportando personas cargas e ideas

y a través de millas y millas de alambre

el flujo de información sigue la

utilización práctica de la ley de oh

análogamente reglas muy parecidas guían

a los ingenieros en el diseño y la

explotación de acueductos

[Música]

esos ingenieros saben desde hace mucho

tiempo que la velocidad de la corriente

de agua por una tubería depende

precisamente de una serie de factores de

la pendiente del terreno y de la presión

aplicada de la longitud y del diámetro

de la tubería

y de la viscosidad y densidad del agua

[Música]

de modo análogo la intensidad de la

corriente eléctrica que pasa a través de

una resistencia depende de la caída de

tensión a través de ella

de su sección y de su longitud

y del material de que esté hecha

[Aplausos]

la resistencia de una resistencia

eléctrica es proporcional a su longitud

[Música]

inversamente proporcional a su sección

y proporcionar a su resistividad o

tendencia a frenar el flujo de

electrones

todos los materiales tienen esa

tendencia pero en grado distinto si

colocamos resistencias en un circuito

una a continuación de otra harán el

mismo efecto que si hubiéramos colocado

una resistencia más larga

[Música]

esta disposición se llama resistencia es

en serie

si colocamos resistencias una al lado de

otra aumentará la sección por donde

puede pasar la corriente a esto se llama

resistencias en paralelo y el conjunto

tiene menos resistencia que cada una por

separado

y lo mismo pasa con el agua si colocamos

secciones de tubería en serie es lo

mismo que si la hiciéramos más larga y

la resistencia al movimiento aumentaría

pero si las tuberías se colocan una al

lado de la otra pueden transportar más

agua con más facilidad y éstas en

particular conducen gran cantidad de

agua haciéndola subir 480 metros de

altura desde el río colorado hasta un

punto desde el que pueda descender hacia

los ángeles

[Música]

pero como el embalse y la estación de

bombeo fueron pensados para llevar a

tanta agua el propio proyecto encontró

una dura resistencia sobre todo por

parte de arizona el estado que

casualmente está al otro lado del río

el día que comenzaron las obras de

construcción en el año 1934 los soldados

del estado de arizona se apostaron a la

orilla del río con rifles y

ametralladoras

en este caso la base de la resistencia

declara el flujo del progreso para

california era expensas del futuro de

arizona

[Música]

pero qué pasó de la resistencia natural

al avance de los electrones

[Música]

cuál es exactamente la naturaleza de la

resistencia eléctrica

bajo la influencia del campo eléctrico

los electrones se mueven por un metal

como una canica cuando cae en un flujo

viscoso

si no fuera por la resistencia

acelerarían libremente como cuando un

cuerpo cae en el vacío

[Música]

pero en la realidad se mueven con una

velocidad media constante

la resistividad es como la viscosidad

cuanta más tenga un material más

lentamente se podrá mover una partícula

en su interior

pero qué es lo que ralentiza a los

electrones en otras palabras qué es lo

que se opone al flujo de la electricidad

en un conductor

[Música]

en el interior de un metal los

electrones se mueven constantemente en

todas direcciones

aquí están representados algunos de

ellos por los puntos

[Aplausos]

giran en órbita por todo el metal como

si fuera una molécula gigante

esta especie de flujo no encuentra

ninguna resistencia tampoco crea una

corriente neta que entre por un extremo

y salga por otro

en esas condiciones el conductor está en

equilibrio

electrostático

no hay campo eléctrico en su interior no

hay diferencia de potencial tiene un

extremo al otro

pero si una batería hiciera circular una

corriente eléctrica ese equilibrio se

destruiría y se crearía un campo

eléctrico en el interior del conductor

[Música]

en el interior de un metal perfectamente

cristalino si se pudiera encontrar una

muestra del los electrones móviles

acelerarían continuamente como una

moneda al caer en el vacío

[Música]

pero en el mundo real los cristalinos no

son perfectos tienen defectos e

impurezas y sus átomos vibran con

energía térmica

y los electrones acelerados por la

fuerza del campo eléctrico rebotan

contra cada impureza comportándose como

una bola en una máquina de juego

todos esos rebotes todas esas paradas y

arrancadas producen la resistencia que

impide que el electrón circule

aumentando su velocidad

por eso los electrones se mueven a una

velocidad media constante creando una

corriente constante bajo la influencia

de una fuerza constante

[Aplausos]

[Música]

cuando los electrones tropiezan con las

imperfecciones hacen aumentar las

vibraciones de los átomos

de ese modo la energía eléctrica de los

electrones acelerados se convierte en

energía térmica de los átomos vibrando

[Música]

y hace aproximadamente 100 años de ese

calor salió un aire abrigan

sino una resistencia adquiere calor

suficiente

brillarán y thomas edison encontró los

materiales apropiados que brillan sen

con luminosidad

por supuesto que todos los circuitos

brillan pero si producen calor tanto si

es deseado como si no

los ordenadores por ejemplo tienen

ventiladores para eliminar el calor no

deseado

de hecho algunos superordenadores

generan tanto calor que requieren un

sistema de refrigeración líquido que

mantenga la temperatura baja

y ese calor tanto si es un objetivo

buscado como si no consume energía al

producirse cuando la corriente pasa por

una resistencia la energía convertida en

calor es igual a la cantidad de carga

que circula por la diferencia de

potencial

la cantidad de calor por unidad de

tiempo o potencia consumida es igual a

la intensidad por la diferencia de

potencial

utilizando la ley de ohm la potencia se

puede expresar también por y al cuadrado

por r al cuadrado / r

[Música]

y cuál es el resultado bien para

comenzar se mide en vatios

un vatio es una medida de potencia igual

a un amperio por un voltio

si ahora multiplicamos ese vatio por

1.000 tendremos un kilovatio y si lo

multiplicamos de nuevo por 1000

tendremos un megavatio

en 'horas punta' el embalse de parque el

genera 120 megavatios

vatios y agua la red eléctrica que aquí

en esta planta hidroeléctrica requiere

una forma concreta así como el progreso

se basa en las corrientes de agua y de

electricidad también demandó una gran

cantidad de aguas

en esta sociedad americana ávida de

energía cada persona consume

aproximadamente un kilovatio de potencia

eléctrica todo el tiempo día tras día a

lo largo de todo el año

[Música]

para suministrar a los consumidores

ambas cosas agua y energía los

ingenieros tienen que dominar primero el

arte y la ciencia del diseño de

circuitos

los elementos comunes en los circuitos

eléctricos elementales son los hilos y

los interruptores las baterías las

resistencias y los condensadores y

aunque estos elementos se pueden

combinar en redes de complejidad siempre

creciente siempre obedecen a unas mismas

reglas sencillas llamadas leyes de

quiere soft

gustav kirchhoff físico alemán era muy

aficionado a las matemáticas

aplicando la ley de ohm y generalizando

la completamente dedujo dos leyes que

expresan cada una de ellas una idea ya

conocida

una de esas ideas es la de la

conservación de la carga

y la correspondiente ley en los

circuitos es que cuando una corriente se

divide en dos o viceversa la suma de las

intensidades de las corrientes que

llegan al nudo es igual a la suma de las

intensidades de las corrientes que salen

de él la otra ley de kill soft expresa

la conservación de la energía una carga

eléctrica que recorre un circuito

completo ni pierde ni gana energía

[Música]

consideremos una carga eléctrica en el

espacio que no esté confinada a un

circuito si se mueve por el espacio a lo

largo de la trayectoria que la lleve de

nuevo a su punto de partida no se habrá

realizado trabajo neutro

[Música]

el potencial eléctrico el voltaje puede

crecer a disminuir pero siempre vuelve a

su valor inicial y lo mismo sucede en el

interior del circuito

obsérvese que una integral a lo largo de

una curva cerrada tiene una notación

especial el signo de la integral tiene

un círculo sobre él

así en el caso especial de un circuito

eléctrico todos los aumentos de

potencial debidos a batería y

condensadores cargados y todas las

caídas de tensión debidas al paso de la

corriente por las resistencias tienen

como resultante neta cero

utilizando sobre esas dos leyes los

ingenieros analizan los circuitos más

complejos

como un simple ejemplo pensemos en un

condensador conectado a una resistencia

a una batería

incluso cuando se va cargando el

condensador el aumento total de voltaje

es igual a la caída total a lo largo del

circuito

en un circuito eléctrico un condensador

almacena carga de la misma manera que un

depósito almacena agua para un uso

posterior

[Música]

y hace falta mucho tiempo para llenar o

vaciado uno de ellos

cuanto tiempo

naturalmente eso depende del volumen del

depósito y de cuánta resistencia haya

para que salga el agua

[Música]

cuanto más grande sea el depósito y

mayor sea la resistencia más tiempo se

necesitara

sucede exactamente lo mismo con la carga

cuando se trata de descargar un

condensador si se aplican las leyes de

kirch off nos encontramos con que el

tiempo es igual a la capacidad del

condensador multiplicada por la

resistencia

naturalmente no hay planes de vaciar el

lago havasu de inmediato al mismo tiempo

que se va vaciando de agua para saciar

la sed de los ángeles la nieve de

lejanas montañas se va derritiendo y va

alimentando al río colorado que a su vez

vuelve a llenar el embalse como si fuera

parte de un ciclo global que conservará

la humedad de modo análogo los circuitos

eléctricos conservan la carga

y así es como la noción de evolución se

añade al principio de conservación tal

vez queriendo demostrar con ello que

cuanto más cambian las cosas más siguen

siendo las mismas

la civilización sigue dependiendo de las

corrientes aun cuando se añada al flujo

de la electricidad y la moderna ciudad

de los ángeles al igual que la antigua

roma está limitada y depende de la

habilidad de canalizar y distribuir

dichas corrientes

[Música]

hoy hemos estudiado las reglas que hacen

que la electricidad sea algo práctico

fueron antes elaboradas por personas

llamadas son kirk of y charles winston

el propio winston que era muy admirado

por sus colegas en su tiempo era

desconocido del público era muy

vergonzoso y casi se ponía enfermo ante

un auditorio igual que yo

de hecho esa fue la causa por la que

consiguió que se cambiara la tradición

de que las conferencias fuesen públicas

en la royal institución

parece ser que una tarde de 1846 charles

winston tenía que pronunciar una de esas

lecciones ante el público pero justo en

el último segundo con el auditorio ya

sentado winston sintió miedo y salió

huyendo sin dejar a nadie que le

sustituyera entonces michael faraday

intervino e improvisando una brillante

conferencia especuló acerca de que la

luz podría ser una especie de

perturbación de la electricidad y del

magnetismo una idea que muchos años

después resultó ser cierta

la tradición de esas lecciones públicas

en la royal institution sigue

conservándose en nuestros días todos los

viernes a las ocho en punto de la tarde

un científico famoso vestido de etiqueta

como yo ahora debe intervenir ante un

brillante auditorio y pronunciar una

conferencia sobre los últimos

desarrollos de la ciencia

durante media hora antes de la

conferencia el científico permanece

encerrado en un cuartito para asegurarse

de que no podrá hacer el winston y salir

corriendo es el último momento y esa es

la razón por la que yo he sido encerrado

en ese cuarto hasta el inicio de esta

clase hasta el próximo día

[Música]

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