Cómo funciona la ELECTRICIDAD - Principios básicos de funcionamiento
Summary
TLDREste video ofrece una visión general de cómo funciona la electricidad, un conocimiento fundamental en la ingeniería eléctrica. Se comienza con los fundamentos, explorando la estructura atómica y cómo los electrones orbitan el núcleo de un átomo. Se describen los materiales conductores y aislantes, y cómo estos pueden combinarse para utilizar la electricidad de manera segura. Se profundiza en conceptos como el voltaje, la corriente, la resistencia y cómo estos se relacionan en un circuito. Además, se tocan los principios detrás de los electroimanes, los motores de inducción y los generadores. Se menciona la existencia de transformadores y condensadores, así como la diferencia entre corriente alterna (CA) y corriente continua (CC). Finalmente, se invita al espectador a profundizar más en estos temas a través de otros videos del canal.
Takeaways
- 🌐 La electricidad es un conocimiento fundamental para la ingeniería eléctrica y es esencial para entender cómo funciona.
- ⚛️ Los átomos son los bloques de construcción de todos los materiales y están formados por partículas como neutrones, protones y electrones.
- 🔬 Los electrones orbitan alrededor del núcleo de un átomo en capas orbitales y su carga negativa los atrae hacia los protones cargados positivamente.
- 🔊 Los materiales varían en su capacidad para aferrarse a los electrones; algunos son conductores y otros son aislantes.
- 🚧 Un cable eléctrico está diseñado con un conductor en el centro rodeado de un aislante para permitir el flujo controlado de electrones.
- 🔋 Al conectar un cable a una batería, se crea un circuito cerrado que fuerza a los electrones a fluir en una sola dirección.
- 💡 Los componentes en un circuito, como bombillas, requieren que los electrones pasen a través de ellos para funcionar.
- 🔌 El voltaje es la fuerza que empuja los electrones a través de un circuito, similar a la presión del agua en una tubería.
- 🔁 La corriente es el flujo de electrones y se mide en amperios, que representan el número de electrones que fluyen en un segundo.
- ⚙️ La resistencia es una restricción al flujo de electrones y puede variar según el material y la temperatura.
- 🧲 Un campo magnético puede afectar el flujo de electrones, lo que es fundamental en la operación de electroimanes y motores de inducción.
- 🔄 Un transformador puede aumentar o disminuir el voltaje al inducir un voltaje desde una bobina a otra sin que estas se toquen físicamente.
Q & A
¿Qué son los átomos y cómo están compuestos?
-Los átomos son las partículas fundamentales que componen la materia. Están formados por tres partículas: neutrones y protones en el núcleo, y electrones en órbitas alrededor del núcleo. Los neutrones no tienen carga, los protones están cargados positivamente, y los electrones están cargados negativamente.
¿Qué son las órbitas orbitales y cómo se relacionan con los electrones?
-Las órbitas orbitales son las trayectorias específicas que recorren los electrones alrededor del núcleo de un átomo. Son como rutas de vuelo por las que viajan los electrones a casi la velocidad de la luz.
¿Por qué los materiales varían en su capacidad para conducir electricidad?
-Los materiales varían en su capacidad para conducir electricidad debido a la cantidad y la fuerza con la que se aferran a sus electrones. Los conductores, como la mayoría de los metales, tienen electrones débilmente unidos que pueden pasar a otros átomos, mientras que los aislantes, como el vidrio y la goma, no tienen electrones libres para la conducción.
¿Cómo funciona un cable de cobre en un circuito eléctrico?
-Un cable de cobre en un circuito eléctrico permite que los electrones libres se muevan entre los átomos de cobre. Al conectar el cable a un circuito cerrado con una fuente de energía, como una batería, el voltaje empuja a los electrones a fluir en una dirección específica.
¿Qué es el voltaje y cómo afecta el flujo de electrones en un circuito?
-El voltaje es la fuerza que empuja a los electrones dentro de un circuito. Es similar a la presión en una tubería de agua; cuanto mayor sea el voltaje, más electrones pueden fluir a través del circuito.
¿Cómo se define un voltio y cómo se relaciona con el flujo de electrones?
-Un voltio es la cantidad de energía, en forma de trabajo o calor, proporcionada por un ión que fluye. Un colom, que es una medida del flujo de electricidad, es igual al grupo de electrones que fluyen en un segundo. Por lo tanto, una batería de 9 voltios puede proporcionar 9 colomes de energía.
¿Qué es la corriente y cómo se mide?
-La corriente es el flujo de electrones cuando un circuito está cerrado. Se mide en amperios, donde un amperio es igual a un colom por segundo, lo que significa que un grupo de aproximadamente 6.242 x 10^18 electrones debe pasar en un segundo para medirse como un amperio.
¿Qué es la resistencia y cómo afecta el flujo de electrones en un circuito?
-La resistencia es una restricción al flujo de electrones en un circuito. Depende de la longitud y el grosor del cable, así como de las propiedades del material y su temperatura. Los componentes diseñados para restringir deliberadamente el flujo de electrones se conocen como resistencias.
¿Cómo funciona un campo magnético en relación con los electrones en un cable?
-Un campo magnético puede afectar los electrones dentro de un cable cuando el cable se envuelve en una bobina. La bobina intensifica el campo magnético, lo que puede influir significativamente en el flujo de electrones, lo que es fundamental en los electromagnetes y los motores de inducción.
¿Qué es un transformador y cómo funciona?
-Un transformador es un dispositivo que puede aumentar o disminuir el voltaje de una corriente eléctrica. Consiste en dos o más bobinas de alambre, una primaria y una secundaria, que están cerca una de la otra pero no se tocan. El voltaje se induce de la bobina primaria a la secundaria, y el número de vueltas en cada bobina determina el voltaje resultante.
¿Cuáles son las dos formas principales de electricidad y cómo se diferencian?
-Las dos formas principales de electricidad son la corriente alterna (CA) y la corriente continua (CC). La CA fluye en una dirección y luego en la dirección opuesta, como las olas del mar, mientras que la CC fluye en una sola dirección. La CA es común en la electricidad del hogar, mientras que la CC se utiliza en baterías y dispositivos portátiles.
Outlines
🔬 Funcionamiento de la electricidad y materiales conductores y aislantes
Este primer párrafo introduce los conceptos fundamentales de la electricidad desde la perspectiva de la ingeniería eléctrica. Se describe la estructura del átomo, destacando el papel de los electrones, protones y neutrones. Se menciona que los materiales varían debido a las diferencias en la construcción de sus átomos y que los electrones son los que se mueven en un circuito eléctrico. Los conductores, como los metales, tienen electrones débilmente unidos que facilitan su movimiento, mientras que los aislantes, como el vidrio y la goma, no permiten el paso de electrones. Además, se explica cómo se puede utilizar la electricidad de manera segura mediante la combinación de conductores y aislantes. Finalmente, se habla sobre el flujo de electrones en un circuito, la importancia del voltaje y la corriente, y cómo estos conceptos se aplican en la iluminación y otros usos de la electricidad.
🌐 Componentes y principios de los circuitos eléctricos
El segundo párrafo profundiza en los componentes y principios que rigen los circuitos eléctricos. Se discute la resistencia, que es una limitación al flujo de electrones, y cómo esta puede variar según el material y la temperatura. Se destaca el papel de los materiales como el cobre y el hierro en la generación de calor y luz debido a las colisiones de electrones con los átomos. Además, se introduce el concepto de campo magnético generado por un cable al ser atravesado por una corriente, y cómo se puede intensificar con una bobina. Se menciona el funcionamiento de electroimanes y motores de inducción, y se hace referencia a otros videos para mayor información. Finalmente, se explora la idea de transformadores y cómo pueden aumentar o disminuir el voltaje entre bobinas, y se toca brevemente el concepto de capacitores y sus usos en la acumulación de carga eléctrica. Se concluye con una mención de los dos tipos principales de electricidad: corriente alterna (CA) y corriente continua (CC), y se sugiere la conversión entre ellas a través de electrónica de potencia.
Mindmap
Keywords
💡Electricidad
💡Átomo
💡Electrones
💡Conductores
💡Aislantes
💡Circuito
💡Voltaje
💡Amperio
💡Resistencia
💡Electromagnetismo
💡Transformador
💡Capacitor
💡Corriente Alterna (AC)
💡Corriente Continua (DC)
Highlights
La electricidad es un conocimiento esencial para la ingeniería eléctrica.
Todos los materiales están hechos de átomos, que varían en su construcción.
Los átomos están formados por neutrones, protones y electrones.
Los electrones orbitan el núcleo en capas orbitales y viajan casi a la velocidad de la luz.
Los materiales se clasifican como conductores o aislantes según su capacidad para transmitir electrones.
Los conductores, como los metales, permiten el movimiento de electrones.
Los aislantes, como el vidrio y la goma, no tienen electrones libres para transmitir.
Un circuito cerrado permite el flujo de electrones, mientras que uno abierto no.
El voltaje es la fuerza que empuja los electrones a través de un circuito.
Un voltio es equivalente a un ión sobre un colom de carga positiva.
La corriente se mide en amperios, que representan el flujo de electrones por segundo.
La resistencia es la oposición al flujo de electrones y varía según el material y la temperatura.
Los resistencias son componentes diseñados para restringir deliberadamente el flujo de electrones.
Los electroimanes y los motores de inducción funcionan mediante el campo magnético generado por la corriente.
Los transformadores pueden aumentar o disminuir el voltaje cambiando la cantidad de bobinas.
Los condensadores almacenan energía en forma de cargas separadas y liberan esta energía cuando se interrumpe la fuente.
Existen dos tipos de electricidad: corriente alterna (AC) y corriente continua (DC).
La corriente alterna fluye en una dirección y luego en la contraria, mientras que la corriente continua fluye en una sola dirección.
Los paneles solares producen energía DC, la cual se puede convertir a AC para su uso en hogares.
Transcripts
hola a todos les habla el ingeniero
roberto y en este vídeo veremos cómo
funciona la electricidad este es un
conocimiento bastante esencial para la
ingeniería específicamente la eléctrica
por lo que repasaremos las partes
básicas de lo que necesita saber así que
comencemos por lo más básico y para eso
debemos echar un vistazo al átomo todo
incluyéndote a ti está hecho de átomos
todos los materiales que utilizamos
están hechos de átomos los materiales
son simplemente diferentes porque la
construcción de sus átomos es
ligeramente diferente los átomos están
formados por tres partículas dos de las
cuales se encuentran dentro del núcleo y
la tercera partícula se encuentra fuera
de este en el centro del átomo tenemos
el núcleo dentro del núcleo tenemos los
neutrones que no tienen carga y también
tenemos los protones que están cargados
positivamente los neutrones y los
protones son mucho más pesados que los
electrones por lo que estos permanecerán
dentro del núcleo alrededor del núcleo
hay diferentes capas de conchas
orbitales son como trayectorias de vuelo
para los electrones los electrones
excluyen a lo largo de estas rutas de
vuelo como un satélite orbita nuestra
planta excepto que los electrones viajan
casi velocidad de la luz los electrones
están cargados negativamente y son
atraídos por la carga positiva de los
protones los electrones orbitan
alrededor del núcleo en estas capas
orbitales y hay un número determinado de
cuantos electrones puede haber en una
capa orbital el número de protones
neutrones y electrones que tiene un
átomo nos dice de qué materiales los
átomos se aferran a sus electrones con
mucha fuerza pero algunos materiales se
aferran a ellos con más fuerza que otros
la capa más externa se conoce como capa
de valencia y en esta capa algunos
materiales tienen electrones débilmente
unidos que puede incluir a otros átomos
los átomos que pueden pasar electrones
se denominan conductores y la mayoría de
los metales son conductores por otro
lado los átomos que no tienen electrones
libres no pueden pasar electrones entre
otros átomos se conocen como aislantes y
éstas son materiales como el vidrio y la
goma ahora podemos combinar estos
materiales para usar la electricidad de
manera segura al tener el conductor en
el centro lo que permite que los
electrones se muevan pero rodearlo con
un aislante para restringir hacia dónde
puede influir es decir no llevarnos a
nosotros lo que nos mantiene a salvo si
miramos dentro de un trozo de cable de
cobre a los electrones libres en el
núcleo del átomo de cobre verá que los
electrones libres pueden moverse a otros
átomos pero esto sucede al azar en
cualquier dirección si luego conectamos
este trozo de cable de cobre a un
circuito cerrado con una fuente de
energía como una batería entonces el
voltaje obligará a los electrones a
moverse y estos fluirán en la misma
dirección para intentar volver a la otra
terminal de la batería cuando digo
circuito esto sólo significa la raíz por
la que los electrones podrían fluir
entre los dos terminales el positivo y
el negativo de una fuente de energía
entonces podemos agregar cosas en su
camino como bombillas y esto significa
que los electrones tendrán que pasar por
este para llegar al otro terminal y
entonces podemos usar esto para crear
cosas como la luz el circuito puede
estar abierto o cerrado en un circuito
cerrado eso significa que los electrones
pueden fluir y en un circuito abierto
esto significa que los electrones no
pueden fluir el voltaje es una fuerza de
empuje de electrones dentro de un
circuito es como la presión en una
tubería de agua cuanta más presión tenga
más agua podrá fluir cuanto más voltaje
tenga más electrones pueden fluir pero
qué significa un voltio bueno un voltio
es un ión sobre un colon carga positiva
un jowl es una medida de energía o
trabajo y un colombres igual al grupo de
electrones que fluyen sin embargo
veremos que es un colom en sólo un
segundo entonces una batería de 9
voltios puede proporcionar 9 goles de
energía en forma de trabajo o calor por
grupo de electrones que fluyen de un
lado de la batería al otro en este caso
la corriente de electrones fluye desde
un lado de la batería a través de la
bombilla led que produce luz y luego los
electrones fluyen hacia el otro lado de
la batería por lo tanto 9 howl es de luz
y calor son producidos por la bombilla
la corriente es el flujo de electrones
cuando un circuito está cerrado
significa que los electrones pueden
fluir y cuando el circuito está abierto
no fluirán electrones podemos medir el
flujo de electrones del mismo modo que
se puede medir el flujo de agua a través
de una tubería para medir el flujo de
electrones usamos la unidad de amperio
un amperio significa un clon por segundo
y un culo me es un grupo de electrones
el grupo es increíblemente grande y
tiene aproximadamente 6 mil millones
242 millones mil millones de electrones
y eso tiene que pasar en un segundo para
que sea igual a un amperio es por eso
que los electrones se agrupan y se
denominan siempre amplificadores para
que sea más fácil para los ingenieros y
técnicos la resistencia es una
restricción al flujo de electrones en un
circuito el cable que transporta los
electrones naturalmente tendrá cierta
resistencia cuanto más largo sea el
cable mayor será la resistencia cuanto
más grueso sea el cable menor será la
resistencia la resistencia al flujo de
electrones es diferente para cada
material y la temperatura del material
también puede cambiar la resistencia al
flujo de electrones los circuitos
eléctricos utilizan componentes
especialmente diseñados conocidos como
resistencias para restringir
deliberadamente el flujo de electrones
esto es para proteger otros componentes
de demasiados electrones que fluyen a
través de él o también se puede usar
para crear luz y calor como en una
bombilla incandescente la resistencia
ocurre cuando los electrones chocan con
los átomos la cantidad de colisiones es
diferente de un material a otro el cobre
tiene una tasa de colisión muy baja pero
otros materiales como el hierro tendrán
muchas más colisiones cuando ocurren las
colisiones los átomos generan calor y a
cierta temperatura el material comenzará
a producir luz y calor que es cómo
funcionan las lámparas incandescentes
cuando un cable se envuelve en una
bobina generará un campo magnético a
medida que la corriente lo atraviese el
cable creará naturalmente un campo
electromagnético por si mismo
simplemente se intensifica con la bobina
al envolverlo en una bobina el campo
magnético se vuelve tan fuerte que el
mismo campo magnético comienza a afectar
realmente a los electrones dentro del
cable pero veremos por qué ocurre esto
en un futuro vídeo más avanzado podemos
aumentar la fuerza del campo magnético
simplemente envolviendo las bobinas
alrededor de un núcleo de hierro también
podemos aumentar el número de vueltas
dentro de las bobinas y también podemos
aumentar la cantidad de corriente que
pasa por el circuito y así es como
funcionan los electro imanes y también
es la base de cómo funcionan los motores
de inducción si desea obtener más
información sobre los motores de
inducción ya lo hemos cubierto en otro
vídeo solo vea el enlace en la pantalla
ahora y cuando un campo magnético pasa a
través de la bobina de alambre inducir a
un voltaje en ese alambre causado por
una fuerza electromotriz inducida que
empuja los electrones en una determinada
dirección si el cable está conectado en
un circuito entonces esta fuerza
electromotriz hará que fluya una
corriente esta es la base de cómo
funcionan los generadores de ac y la
electricidad en los enchufes de pared
dentro su hogar se produce de una manera
muy similar el transformador ahora
podemos combinar todos los aspectos que
acabamos de cubrir y al hacerlo veremos
que podemos usar una bobina para generar
electricidad y luego podemos colocar
otras dos bobinas una muy cerca de la
otra pero sin que se toquen y esto
creará un transformador el transformador
inducir a un voltaje desde la primera
bobina primaria hacia la bobina
secundaria y esto obligará a los
electrones a fluir si la bobina del lado
secundario tiene un circuito cerrado
ahora lo importante del transformador es
que podemos aumentar o disminuir el
voltaje entre las bobinas primaria y
secundaria simplemente cambiando la
cantidad de bobinas en cada lado si
necesitas obtener este aprendizaje aquí
arriba te dejamos nuestro vídeo dónde
cubrimos este tema ahora algo más que
solo quiero mencionar brevemente es el
capacitó un capacitor fuerza a las
cargas positivas y negativas a separarse
a través de dos placas cuando está
conectado a una fuente de alimentación
esto provoca una acumulación o
almacenamiento de electrones dentro de
un campo eléctrico cuando se corta o
interrumpe el suministro de energía
estas cargas se liberarán fluirán hacia
arriba y se encontrarán nuevamente esto
proporciona una fuente de alimentación
pero durante unos segundos hasta que las
cargas se hayan emparejado nuevamente es
un poco similar a una batería pero los
condensadores son muy comunes y están en
casi todas las placas de circuito si
necesitas obtener saber más de los que
pase 3 aquí arriba te dejamos nuestro
vídeo dónde cubrimos este tema solo
tenga en cuenta estos entonces la última
parte que quiero cubrir en este vídeo es
que hay dos tipos de electricidad actual
eso es corriente alterna o hace y luego
corriente continua o desee la corriente
alterna simplemente significa que la
corriente fluye hacia adelante y hacia
atrás en un circuito ya que los
terminales se invierten constantemente
esto es un poco como la marea del mar
entra y sale entra y sale entra y sale
entonces hay marcha atrás constantemente
ahora la corriente alterna es la fuente
de energía más común y los enchufes de
sus hogares edificios escuelas y lugares
de trabajo etcétera todos ellos
proporcionarán corriente alterna ac
ahora por otro lado tenemos corriente
continua o dc y eso simplemente
significa que la corriente fluye
directamente en una sola dirección no es
alterno esto es lo que se obtiene con
las baterías y casi todos sus
dispositivos portátiles entonces podemos
convertir a cdc y viceversa usando
electrónica de potencia y así es como
cargamos y alimentamos dispositivos
pequeños y también es la forma en que se
pueden usar los paneles solares para la
generación eléctrica porque los paneles
solares producen energía ddc y nuestros
hogares necesitan energía de ac entonces
tenemos que convertir esto para que sea
utilizable tanto la ac como la d se
tienen pros y contras desarrollaremos
todo esto en otros vídeos aquí en
nuestro canal es un poco más avanzado y
también hay una historia bastante
interesante detrás de por qué usamos
ac/dc y los inventores detrás de eso
bien chicos eso es todo por este vídeo
pero para continuar con tu aprendizaje
simplemente haga clic en uno de los
vídeos en la pantalla ahora nos vemos
allá para tu próxima elección no olvides
seguirnos en todas nuestras redes
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que la suerte y la inteligencia de tesla
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