Universo Mecánico 31 Voltaje Energía Y Fuerza

Summary

El script explora conceptos fundamentales de electricidad, como cargas, fuerzas, voltaje y corriente eléctrica. Compara el potencial de una antigua máquina de 100.000 voltios con una simple pila de 9 voltios, destacando que la importancia no es la cantidad de energía, sino su capacidad para realizar trabajo. Expone la relación entre el potencial eléctrico y la fuerza que une electrones a átomos, y cómo esta fuerza es crucial para entender la electricidad y la materia. Utiliza analogías como el terreno para explicar el campo eléctrico y el potencial, y menciona la historia de la electricidad y su impacto en la sociedad, desde la iluminación pública hasta la creación de la teoría atómica.

Takeaways

• 🔋 La importancia de la energía y el voltaje: Se discute cómo una máquina del siglo XVIII podía producir 100,000 voltios pero solo almacenar 2000 julios de energía, comparando esto con una pequeña batería moderna que puede almacenar más energía.
• 💡 La relación entre la electricidad y la fuerza: Se destaca que la fuerza eléctrica es fundamental para entender la electricidad y su importancia en la materia y en la unión de electrones a los átomos.
• 🌐 La analogía del terreno y el campo eléctrico: Se utiliza la comparación entre las curvas de nivel de un terreno y las curvas de potencial eléctrico para explicar cómo se mide y representa el campo eléctrico.
• ⚡ La fuerza en la electricidad: Se menciona que la fuerza eléctrica es la que mantiene unidos los electrones a los átomos y que esta unión es más fuerte que cualquier potencial eléctrico que se pueda generar.
• 👤 La historia de la electricidad y sus pioneros: Se hace referencia a figuras históricas como Ben Franklin, Thomas Edison y George Claude, y su contribución al desarrollo de la electricidad.
• 💡 El uso de la electricidad en la iluminación: Se describe cómo la luz de neón fue utilizada inicialmente para iluminar y luego para anuncios, transformando la noche en un espectáculo de colores.
• ⚡️ La tensión y el trabajo eléctrico: Se explica que el potencial eléctrico es la capacidad para hacer trabajo al hacer fluir cargas eléctricas y se menciona que se mide en voltios.
• 🔋 La capacidad de almacenamiento de energía en baterías: Se señala que las baterías modernas, a pesar de tener voltajes más bajos, pueden almacenar más carga útil que antiguas máquinas.
• 🌿 La electricidad en la naturaleza: Se discute cómo la electricidad es esencial en la unión de átomos y moléculas, manteniendo unidos a los electrones a los núcleos atómicos.
• 🔬 La teoría atómica y su desarrollo: Se menciona el trabajo de John Dalton y la resistencia inicial de algunos científicos a aceptar la teoría atómica, así como el apoyo de Humphry Davy basado en la observación de propiedades comunes entre los metales.

Q & A

¿Qué máquina gigante del siglo XVIII era capaz de producir un voltaje de 100.000 voltios?

La máquina gigante del siglo XVIII mencionada en el script utilizaba un banco de 100 botellas de Leiden para almacenar energía y era capaz de producir un voltaje de 100.000 voltios.

¿Cuál es la relación entre los 2000 jules de energía y una caloría de alimento?

Según el script, 2000 jules de energía es aproximadamente equivalente a media caloría de alimento.

¿Por qué una pequeña pila de 9 voltios puede almacenar más energía eléctrica que 100 botellas de Leiden?

Una pequeña pila de 9 voltios puede almacenar 10 veces más energía eléctrica que las 100 botellas de Leiden porque, a pesar de su capacidad limitada, es más eficiente en retener la energía que el sistema de botellas de Leiden del siglo XVIII.

¿Qué ejemplo se utiliza para ilustrar la importancia de la fuerza eléctrica en comparación con el voltaje?

Se utiliza el ejemplo de que la máquina del siglo XVIII podía lanzar un rayo a una distancia de dos pies, mientras que una pila no puede hacer eso, para ilustrar que hay aspectos más importantes en la electricidad que simplemente el voltaje.

¿Cuál es la medida del potencial eléctrico y cómo se relaciona con los electrones?

El potencial eléctrico es una medida de la energía potencial de una carga eléctrica, como los electrones que componen los átomos del cuerpo humano.

¿Cuál es el potencial eléctrico que une un electrón al cuerpo humano y cómo compara con el potencial de una máquina?

El potencial eléctrico que une un electrón al cuerpo humano es de unos pocos voltios, 345 voltios aproximadamente, y es mucho mayor que el potencial que se puede desarrollar con una máquina que produce 100.000 voltios.

¿Qué es lo que realmente importa en la electricidad según el script?

Según el script, lo realmente importante en la electricidad no es solo el voltaje, sino también la fuerza con la que se unen los electrones a su cuerpo y la comprensión de la materia y la electricidad en su conjunto.

¿Cómo se relaciona la analogía de los contornos en un mapa con las curvas de potencial eléctrico?

Las curvas de potencial eléctrico son constantes y describen un terreno con sus altos y bajos, de manera similar a cómo los contornos en un mapa representan puntos de altura constante y proporcionan una descripción clara del paisaje.

¿Qué es el campo eléctrico y cómo está relacionado con el potencial eléctrico?

El campo eléctrico es la derivada negativa del potencial eléctrico, y en términos de la analogía del mapa, es la pendiente hacia abajo en el terreno, indicando la dirección y la intensidad de la fuerza eléctrica.

¿Cómo se describe el concepto de trabajo en relación con el potencial eléctrico y el campo eléctrico?

El trabajo se relaciona con el potencial eléctrico en el sentido de que subir la pendiente del potencial cuesta trabajo. El campo eléctrico, por otro lado, es perpendicular a la superficie de potencial constante, indicando la dirección en la que se requiere el trabajo para moverse contra el campo.

¿Qué ejemplos históricos se mencionan en el script sobre la electricidad y sus aplicaciones?

El script menciona a Ben Franklin, quien trajo el potencial eléctrico desde las alturas del cielo hasta la tierra, a Thomas Edison, quien capturó electricidad en un vidrio y la hizo producir luz, y a George Claude, quien desarrolló la luz de neón en 1909.

¿Cómo se relaciona la electricidad con la estructura interna de los átomos?

La electricidad es fundamental en la cohesión de los átomos, donde la fuerza eléctrica mantiene unidos a los electrones negativamente cargados con el núcleo positivo. Este enlace eléctrico tiene un voltaje específico que mantiene al mundo unido.

¿Qué es un electronvoltio y cómo se relaciona con la energía potencial de un electrón?

Un electronvoltio es una unidad de energía que se utiliza para medir la energía potencial de un electrón. Es la cantidad de energía que un electrón tiene al estar sometida a un campo eléctrico y es utilizada para describir las pequeñas energías involucradas en procesos atómicos y nucleares.

¿Qué es la teoría atómica y cómo la ley de las proporciones simples y múltiples de John Dalton contribuyó a ella?

La teoría atómica es la idea de que la materia está compuesta de partículas indivisibles llamadas átomos. La ley de las proporciones simples y múltiples de John Dalton proporcionó un fundamento científico a esta idea, estableciendo que los elementos químicos se pueden combinar en proporciones masas constantes para formar compuestos químicos.

¿Cuál fue la postura de Humphry Davy con respecto a la teoría atómica de Dalton y por qué difería?

Humphry Davy no creía en la teoría atómica de Dalton, pero sus razones eran opuestas a las de los químicos conservadores. Davy argumentaba que los 40 elementos conocidos, especialmente los 26 metales que compartían propiedades similares, debían tener una estructura interna común, lo que sugería que la teoría de Dalton no había ido lo suficientemente lejos en explicar la naturaleza de los átomos.

¿Qué es un van der Graaff y cómo se relaciona con la generación de altas tensiones?

Un van der Graaff es un generador electrostático que utiliza una esfera para acumular carga eléctrica y puede generar altas tensiones. En el script, se menciona que un van der Graaff puede competir con un átomo por un electrón, pero a pesar de generar altas tensiones, no siempre puede ionizar la materia debido a que la fuerza depende de la derivada de la energía potencial y no solo del voltaje.

Outlines

00:00

🔋 La importancia relativa de la energía y el voltaje

Este párrafo explora la relación entre energía, carga y voltaje. Se menciona una máquina del siglo XVIII capaz de generar 100.000 voltios usando 100 botellas de Leiden para almacenar energía, comparándola con una pila de 9 voltios de un radio transistor que puede almacenar más energía. Se argumenta que lo importante no es solo el voltaje, sino también la fuerza que une los electrones al cuerpo humano, que es mucho menor que el potencial de la máquina. Se destaca que los electrones están más fuertemente unidos al cuerpo que el potencial que se puede generar con una máquina, y se cuestiona cuál es lo realmente importante en la electricidad. Se introduce la idea de que la electricidad es compleja porque las cargas puntuales no existen en el mundo real y siempre están en la materia, lo que implica que para entender la electricidad, primero se debe entender la materia, que es esencialmente eléctrica.

05:02

🗺 Metáforas geográficas para entender campos eléctricos

En este párrafo, se utiliza la metáfora de un mapa topográfico para explicar el concepto de campos eléctricos y curvas de potencial. Se describe cómo los contornos en un mapa representan diferentes alturas y cómo las curvas de potencial eléctrico describen un terreno con sus 'altos' y 'bajos'. Se compara el potencial eléctrico con un terreno y el campo eléctrico con la pendiente hacia abajo, explicando que el campo eléctrico es la derivada negativa del potencial. Se menciona que el campo eléctrico creado por una carga puntual es proporcional a 1/r^2 y que la dirección del campo es perpendicular a la superficie de potencial constante. Se utiliza la analogía de un lago como una zona de altura constante para explicar áreas de potencial eléctrico constante y cómo el campo eléctrico es siempre perpendicular a la superficie de un conductor.

10:04

💡 La evolución de la electricidad en la iluminación y la publicidad

Este párrafo narra la historia del desarrollo de la electricidad en la iluminación y la publicidad. Se menciona a Ben Franklin y Thomas Edison como pioneros en la captura y el uso de la electricidad. Luego, se habla sobre George Claude, quien desarrolló las luces de neón en 1909 y cómo su uso comenzó como iluminación en el Gran Palais de París. Jacques Fonseca, un publicista, vio el potencial en la luz rojiza de las luces de neón y说服了Claude para comprar los derechos, lo que llevó al primer anuncio de neón en París en 1912. El párrafo también discute cómo el potencial eléctrico es la capacidad para producir trabajo al hacer fluir las cargas eléctricas y cómo se mide en voltios.

15:05

⚛️ La electricidad en los átomos y su importancia

Este párrafo se enfoca en el papel de la electricidad en la estructura de los átomos y cómo mantiene unido el mundo. Se describe cómo la fuerza eléctrica une electrones negativamente cargados a un núcleo positivo, y cómo ese enlace se mantiene a través de un cierto voltaje. Se menciona que la electricidad es responsable de mantener unidos los átomos, que son los bloques básicos de todo lo que se ve y se siente. También se discute cómo la electricidad se utiliza en la vida cotidiana, como en las luces de neón y en la vida de las ciudades, y cómo las altas tensiones se utilizan en la vida moderna, desde las líneas de transmisión eléctricas hasta las máquinas de Van de Graaff.

20:05

🌩 La ionización y la electricidad en la naturaleza

Este párrafo habla sobre cómo la electricidad se manifiesta en la naturaleza, especialmente en relación con la ionización. Se describe el proceso de ionización en una tormenta cuando las moléculas de aire se convierten en plasma y luego se recombinan liberando energía en forma de luz. También se discute cómo la electricidad no puede guiar la materia directamente, sino que actúa a través de colisiones, como en el caso de la máquina de Van de Graaff, que acelera electrones y causa ionización. Se menciona que la electricidad en la ciudad no solo se utiliza para mantenerla unida, sino también para entretener y atraer a las personas.

25:07

🔋 La energía almacenada y su importancia en la electricidad

Este párrafo se centra en la energía almacenada y cómo no solo el voltaje sino también la cantidad de carga disponible es importante para la electricidad. Se compara la capacidad de almacenamiento de diferentes dispositivos, como la máquina de Van de Graaff y la batería de un automóvil, y se argumenta que la energía almacenada químicamente en una batería es más útil. También se discute cómo la energía eléctrica se utiliza en la ciudad y cómo la energía potencial del agua se convierte en electricidad. Se menciona a John Dalton y su ley de las proporciones simples y múltiples, que proporcionó un fundamento científico a la teoría atómica de la materia, y se habla sobre el debate entre Dalton y Humphry Davy sobre la estructura de los átomos y la existencia de metales.

🔬 La teoría atómica y su desarrollo a lo largo del tiempo

En el último párrafo, se concluye con una reflexión sobre la teoría atómica y cómo la comprensión de la estructura interna de los átomos ha llevado a un entendimiento más profundo de los metales y la materia en general. Se menciona a Alessandro Volta y su invención de la pila eléctrica, y se establece que se hablará más sobre estos temas en el futuro.

Keywords

💡electricidad

La electricidad es un fenómeno físico relacionado con la carga, las fuerzas eléctricas y los flujos de carga, que es fundamental para la funcionalidad de muchos dispositivos y sistemas modernos. En el video, se discute cómo la electricidad es un aspecto complejo y esencial de la naturaleza, involucrado en conceptos como el potencial eléctrico y el campo eléctrico, y cómo estos se relacionan con la energía almacenada y la capacidad de hacer trabajo.

💡voltaje

El voltaje, también conocido como potencial eléctrico, es una medida de la energía potencial por unidad de carga en un circuito eléctrico. Es central en el video, donde se explora cómo el voltaje no es solo una cuestión de números altos, sino que también está relacionado con la capacidad de producir trabajo al mover cargas a través de un campo eléctrico, como se ilustra con la comparación entre la máquina de Volta y una pequeña batería.

💡carga eléctrica

La carga eléctrica es la propiedad de la materia que la hace atraerse o reeler otras cargas, y es fundamental para entender la electricidad. En el script, la carga eléctrica se menciona en el contexto de las cargas positivas y negativas, y cómo interactúan entre sí a través de fuerzas que varían en proporción inversa al cuadrado de la distancia entre ellas.

💡energía

La energía es el concepto que se refiere a la capacidad de hacer trabajo. En el video, se discute cómo la energía se almacena en dispositivos como pilas y se compara con la energía potencial de cargas eléctricas en un campo eléctrico. Se destaca que la cantidad de energía que se puede almacenar y liberar es más importante que simplemente el voltaje.

💡campo eléctrico

El campo eléctrico es una representación de la fuerza que actúa sobre una carga eléctrica en un punto dado del espacio. En el video, se utiliza la analogía de los contornos en un mapa para explicar cómo las superficies de potencial constante en un campo eléctrico describen la distribución de energía en el espacio, y cómo el campo eléctrico es la derivada del potencial eléctrico.

💡potencial eléctrico

El potencial eléctrico es una medida de la energía potencial por unidad de carga en un punto específico de un campo eléctrico. En el video, se relaciona con la idea de 'ascenso' en un terreno, donde subir la pendiente del potencial cuesta trabajo, y se ilustra cómo el potencial eléctrico es esencial para entender la energía necesaria para mover cargas en un campo eléctrico.

💡fuerza eléctrica

La fuerza eléctrica es la fuerza que actúa sobre una carga eléctrica debido a la presencia de otro campo eléctrico. En el contexto del video, se menciona cómo la fuerza eléctrica es la que mantiene unidos los electrones a los núcleos atómicos y cómo esta fuerza es esencial para la cohesión de la materia.

💡átomo

El átomo es la unidad básica de la materia, compuesto de un núcleo y electrones orbitando alrededor de él. En el video, se discute cómo los átomos están unidos por fuerzas eléctricas, y cómo la energía potencial de un electrón en un átomo es un concepto clave para entender la electricidad a nivel fundamental.

💡pilas y baterías

Las pilas y baterías son dispositivos que almacenan energía eléctrica y la liberan cuando se necesita. En el script, se comparan con otras formas de almacenamiento de energía, como las botellas de Leyden, para destacar cómo las baterías modernas pueden tener una mayor densidad energética y son más prácticas para su uso cotidiano.

💡neón

El neón es un gas inerte que emite luz cuando se aplica una alta tensión eléctrica a través de él, lo que se utiliza en anuncios y iluminación. En el video, se menciona cómo la luz de neón se desarrolló y se convirtió en una forma de iluminación y publicidad, mostrando cómo la electricidad se ha integrado en nuestra vida cotidiana.

Highlights

La máquina gigante del siglo XVIII podía producir un voltaje de 100.000 voltios usando 100 botellas de Leiden para almacenar energía.

2000 julios de energía es aproximadamente medio kilocaloría de alimento, y una pila de 9 voltios puede almacenar más energía que 100 botellas del siglo XVIII.

El potencial eléctrico es una medida de la energía potencial de una carga eléctrica y es crucial para entender la electricidad.

Los electrones están unidos al cuerpo humano por un potencial de unos pocos voltios, lo que es menor que el potencial de una máquina de alta tensión.

La electricidad siempre existe en la materia y para entender la electricidad debemos entender primero la materia.

Las curvas de potencial eléctrico son como los contornos en un mapa que describen un terreno con sus altos y bajos.

El campo eléctrico es la derivada negativa del potencial eléctrico y describe la pendiente del terreno eléctrico.

El campo eléctrico creado por una carga puntual es proporcional a 1/r al cuadrado, donde r es la distancia.

El campo eléctrico es perpendicular a la superficie de potencial constante y a la superficie de un conductor.

La electricidad en la ciudad se utiliza no solo para iluminación, sino también para entretenimiento y publicidad.

El potencial eléctrico es la capacidad para producir trabajo al hacer fluir cargas eléctricas y se mide en voltios.

Las líneas del tendido eléctrico conducen electricidad a alta tensión a la ciudad y las luces de neón funcionan a 10.000 voltios.

La fuerza eléctrica mantiene unido al átomo, siendo la unión entre el electrón y el núcleo de un átomo de unos pocos voltios.

El generador de Van de Graaff no puede ionizar cualquier pequeña pieza de materia, ya que la fuerza es más importante que el voltaje.

La chispa en un tubo de neón es creada por colisiones y no por pura fuerza eléctrica.

La energía eléctrica no solo depende del voltaje sino también de la cantidad de carga disponible.

Una batería es un almacén de energía química que es más útil que la energía almacenada en una máquina de alta tensión.

La teoría atómica de la materia fue fundamentada por la ley de las proporciones simples y múltiples de John Dalton.

Humphry Davy, rival de Dalton, creía que los átomos debían tener una estructura interna que explicara las propiedades de los metales.

Alessandro Volta inventó la pila eléctrica, una contribución significativa a la electricidad.

Transcripts

voltaje energía y fuerza

ahora mismo sabemos ya mucho de

electricidad ya conocemos las cargas las

fuerzas los voltajes las corrientes

eléctricas etc

y ahora nos preguntamos y qué pasa con

eso que es lo realmente importante de

todo ese material les pondré un ejemplo

de lo que quiero decir recuerden la

máquina gigante levantaron una máquina

que se fabricó a finales del siglo 18 y

que era capaz de producir un voltaje de

100.000 voltios utilizaba un banco de

100 botellas de leiden para almacenar

energía podía almacenar hasta 2002 de

energía y nos preguntamos ahora es es

impresionante tenemos que decir que no

2000 jules de energía es aproximadamente

media caloría de alimento

o expresado en términos puramente

eléctricos esta pequeña pila de 9

voltios de un radio transistor puede

almacenar 10 veces más energía eléctrica

que la que podían almacenar las 100

botellas del aire

y no obstante esa máquina podía lanzar

un rayo a una distancia de dos pies cosa

que la pila en cambio no puede hacer

por eso la pregunta es que es lo

realmente importante en todo ello

el voltaje o potencial eléctrico es una

medida de la energía potencial de una

carga eléctrica como por ejemplo de los

electrones que componen los átomos del

cuerpo humano

y ustedes deberían preguntarse cuál es

el potencial que une los electrones a su

cuerpo más vale que sea mucho mayor que

el que yo pueda desarrollar dándole a la

manivela de esa máquina porque si no la

máquina sería tan tremendamente

peligrosa que podría hacernos trizas

entonces es verdad que los electrones

están más fuertemente unidos al cuerpo

que el potencial que yo puedo producir

con esta máquina la respuesta es no el

potencial que une un electrón al cuerpo

es de sólo unos pocos voltios 345

voltios y yo dándole a la manivela de

esta máquina puedo producir 100 mil así

que una vez más seguimos con la duda

acerca de qué es lo importante en

electricidad

los elementos básicos de la electricidad

son muy sencillos si imaginamos cargas

eléctricas puntuales en un vacío hay

cargas positivas y hay cargas negativas

que se atraen o se repelen unas a otras

con una fuerza que varía en proporción

inversa al cuadrado de la distancia

entre ellas y eso es todo lo que se

podría decir y sin embargo se han

necesitado miles de años para

comprenderlo e incluso ahora que lo

comprendemos bien sigue siendo muy

confuso y difícil de aprender porque es

esto así

bueno la razón es porque esos elementos

de la electricidad esas cargas puntuales

no existen nunca en el mundo real la

electricidad siempre existe en la

materia

o sea que para poder entender la

electricidad debemos entender primero la

materia pero la materia es esencialmente

eléctrica por naturaleza y así para

entender la materia

debemos entender primero la electricidad

ese es el punto crucial del dilema y de

eso quiero hablarles hoy

[Música]

[Aplausos]

[Música]

a primera vista intentar ver la

electricidad en su verdadera esencia

parece algo tan peligroso como salir una

noche por las calles de las venas

en electricidad hay muchas magnitudes

carga potencial campo por nombrar

algunas

y con una variedad tan desconcertante es

difícil saber por qué magnitud o apostar

[Música]

lo que se necesita es una forma de

explicar cómo se acopla todo una manera

de sentar las bases en favor del buen

sentido y de la claridad

[Música]

lo que hace falta es un método infalible

detrás de toda esta locura la causa que

está detrás del efecto de la

electricidad

lo que se necesite es un cambio de

escena

[Música]

aparentemente la conexión eléctrica

entre las vegas' y estos montes de

nevada no es inmediatamente obvia

por una razón los topógrafos no

arriesgan nada en el juego nada queda al

azar en la detallada precisión de sus

mapas ni en las medidas que determinan

la altura sobre el nivel del mar de cada

punto de una red previamente determinada

se ha trazado una línea que une todos

los puntos a una cierta altura sobre el

nivel del mar lo cual se repite después

para otras alturas a intervalos

regulares

para el ojo de un experto los contornos

resultantes de puntos de altura

constante proporcionan una clara

descripción del paisaje real y por la

misma razón las curvas de este mapa dan

una clara representación de un campo

eléctrico

estas son las curvas de potencial

eléctrico constante

igualmente describen un terreno con sus

altos y sus bajos

cuando en realidad un terreno tiene

subidas y bajadas el viajero prudente

quiere saberlo porque subir una colina

puede resultar un trabajo duro

y exactamente lo mismo sucede con el

potencial eléctrico

y subir la pendiente del potencial

cuesta trabajo

[Música]

y cuanta más pendiente haya más dura es

la ascensión

[Música]

naturalmente si el potencial no cambia

no se necesita ningún trabajo

[Música]

y si el potencial decrece el campus

cuesta abajo todo el camino

en esta analogía el potencial eléctrico

es ascenso

y el campo eléctrico es la pendiente

hacia abajo

en términos más matemáticos se puede

decir el campo eléctrico es la derivada

negativa del potencial

[Música]

o dicho de otra manera el potencial es

menos la integral del campo eléctrico

el campo eléctrico creado por una simple

carga puntual es proporcional a 1 / r al

cuadrado

[Música]

así su integral es proporcional a 1 / r

en el caso de una simple carga puntual

la dirección del campo es bastante obvia

[Música]

pero qué ocurre en situaciones más

complicadas

qué aspecto tiene el campo eléctrico de

ese potencial

[Música]

como no supone trabajo el mover una

carga a lo largo de una curva de

potencial constante

[Música]

no hay componente del campo en esa

dirección

[Música]

así el campo es perpendicular en cada

punto la superficie de potencial

constante o equipo ten cial que pasa por

ese punto

y así es como adopta su forma conocida

[Música]

la forma normal del terreno más

accidentado no son todos picos y valles

también puede zonas totalmente llanas y

horizontales

un lago es una zona de altura constante

sobre el nivel del mar

[Música]

lo mismo que una zona de potencial

eléctrico constante creado por un

conductor en un campo eléctrico

y como el potencial eléctrico es el

mismo en cualquier punto de la

superficie de un metal

el campo eléctrico es siempre

perpendicular a esa superficie

[Música]

y en las zonas montañosas es difícil

encontrar muchas cosas que sean

perpendiculares a algo pero en la ciudad

es muy fácil

aquí es facilísimo encontrar

electricidad trabajando y divirtiéndose

aunque esta proliferación de luz y de

color probablemente no es lo que los

pioneros de la electricidad habían

pensado

a pesar de ello pusieron los fundamentos

para que así fuera

ben franklin también hizo su parte

trayendo el potencial eléctrico desde

las alturas del cielo hasta la tierra

thomas edison pensando más en el trabajo

que en la diversión capturo electricidad

en un vidrio y le hizo producir luz

[Música]

probablemente la consiguiente

proliferación de anuncios en neón

tampoco sería imaginada por george cloud

físico francés que desarrolló en la

práctica una luz de neón en el año 1909

esas primeras luces de neón comenzaron a

funcionar en el gran palais de parís no

como decoración sino como iluminación

del edificio

el resplandor rojizo de esas luces era

visto por todos como un inconveniente

por todos menos por jacques fonseca un

publicista que vio grandes posibilidades

a aquella luz rojiza

[Música]

convenció al colon para que le vendiera

los derechos y en 1912 parís estreno el

primer anuncio de neón del mundo

y el trabajo no había hecho nada más que

empezar

[Música]

el potencial eléctrico es la capacidad

de producir trabajo haciendo fluir

cargas eléctricas sin importar a donde

vayan

el potencial se miden voltios

[Música]

pero como de grande es un voltio

y cuántos voltios se necesitan para

hacer un trabajo

una pila de linterna suele ser de bolt y

el medio

con solo dos de ellas se puede hacer un

trabajo que valga millones

si fuera necesario 12 voltios bastarían

para poner en marcha el automóvil para

escapar

y con 110 voltios se pueden encender 12

bombillas

al poner en fuga a un ladrón en la noche

sin embargo el crimen no rinde provecho

e incluso tratándose de un bandido con

solo un brazo el juego puede organizarlo

y cuando esto ocurre nadie sale ganando

el 6 de agosto de 1890 a las 6 40 de la

madrugada el jurista de prisión de new

york' míster william blair fue la

primera persona en el mundo que moría en

la silla eléctrica

solo se necesitaron unos 17 segundos y

unos cuantos miles de voltios

pero la silla eléctrica no fue el primer

uso de la alta tensión

en el siglo 18 el generador

electroestático gigante de barón podía

generar 100 mil voltios

y realmente la pequeña máquina de

whinsec y el generador van del graf

[Música]

y en los modernos laboratorios de física

este doble acelerador de partículas de

bander graf

utiliza 3 millones de voltios

las altas tensiones no están encerradas

en exóticos laboratorios

a diario las líneas del tendido

eléctrico conducen electricidad a

cientos de miles de voltios a través del

campo hacia la ciudad mientras que las

luces de neón utilizan unos 10.000

voltios para funcionar

y parte de ese funcionamiento es

mantener unida la ciudad

en ocasiones incluso sirve también para

ayudar a unirse a las personas

pero la electricidad también es

responsable de un tipo diferente de

unión

[Música]

el propio átomo que es el bloque básico

en la edificación de todo lo que vemos

sentimos volemos se mantiene unido

debido a la fuerza eléctrica

[Música]

y esa atadura entre el electrón y el

átomo tiene un determinado voltaje

[Música]

ese voltaje es el que mantiene al mundo

unido entonces cuál es el voltaje del

propio ato

en cada átomo la fuerza eléctrica un

electrones cargados negativamente a un

núcleo positivo

el núcleo es tan pequeño que se puede

considerar como una carga puntual

positiva incluso aunque realmente se

componga de neutrones sin carga

resultante y de protones con carga

positiva

cada electrón tiene justamente la carga

negativa suficiente para equilibrar la

carga positiva de un protón

[Música]

el resultado puede ser un átomo

totalmente neutro

esta representación o cualquier otra de

un átomo solamente un modelo pero como

modelo nos sirve de guía a la realidad

y una realidad de gran importancia es

que la distancia del núcleo al electrón

más exterior de cualquier átomo es

siempre aproximadamente un maestro es

decir la 100 millones y ma parte de un

centímetro

desde el punto de vista de ese electrón

exterior los otros electrones equilibran

prácticamente la carga eléctrica de

todos los protones del núcleo excepto la

de uno

[Música]

de tal modo que el electrón más exterior

detecta aproximadamente el campo

eléctrico y el potencial eléctrico

debido a un protón situado a un aston de

distancia

su potencial eléctrico alcanza sólo unos

pocos voltios

y al ser su carga negativa también lo es

su energía potencial medida

convenientemente en unas unidades

llamadas electrón voltios

esos pocos electronvoltios menos una

pequeña energía cinética es lo que hay

que vencer para desprender un electrón

de un átomo

y aproximadamente eso mismo se necesita

superar también para eliminar un

electrón de una molécula o de un trozo

de metal sólido mucho menos es lo que

hay que vencer para conseguir que los

turistas de las vegas' se desprendan de

unos cuantos dólares mientras que el

jugador siente una gran atracción por el

dinero la unión que existe entre un

dólar cualquiera y el jugador es

francamente pequeño

pero algunas de las otras uniones que

aquí se hacen son de naturaleza más

duradera al menos en algunos casos los

vínculos son muy fuertes

pero si unos pocos voltios atan un

electrón a un átomo como la fuerte es

esa atadura

como el generador de bandera graft puede

producir hasta 100 mil voltios parece

que esta máquina debería ser capaz de

ion izar cualquier pequeño trozo de

materia ordinaria a su alcance

pero no es así

algunas veces no basta solo el voltaje

en realidad si un átomo y una van der

graaf se enzarzan en disputarse un

electrón el átomo gana siempre

porque es cuestión de fuerza y no de

voltaje

dicho de otra manera lo que importa es

la derivada de la energía potencial y no

solo el valor de ésta

[Música]

aquí hay una cultura van der graaf y

manu

están compitiendo por un electrón que

puede estar unido a la van der graaf por

decenas de miles de voltios

[Música]

pero ampliando esta imagen 10

mil veces

la energía potencial del electrón debida

al átomo parece ser mucho menor pero

mucho más pronunciada

de hecho la escala horizontal ha tenido

que ser ampliada 10

100

milk

[Música]

mil veces simplemente para ver la

pendiente

la fuerza del átomo es cien mil veces

más fuerte que la de la van der graaf y

no hay competencia

[Música]

no hay competencia posible cuando la

casa determina la suerte

por eso los jugadores más listos

prefieren dejar un poco al azar

benjamin franklin era una de esas

personas e incluso encontró el modo de

evitar los riesgos de las tormentas

y de hecho su invento del pararrayos

salvó muchas iglesias graneros y casas

de las llamas y la destrucción

de dónde viene la luz del rayo

cuando hay una chispa las moléculas de

aire se ioniza momentáneamente dejando

un gas de iones moleculares positivos y

electrones negativos llamado plasma

muy rápidamente la fuerza eléctrica

entre los iones y electrones hace que se

vuelvan a combinar formando materia

neutra desprendiendo su exceso de

energía en forma de luz

pero el rayo se puede tomar

en un tubo de neón por ejemplo se puede

retardar ese proceso convirtiéndolo en

una incandescencia continua

pero el campo eléctrico en un anuncio de

neón o una máquina de bander graf o

incluso una nube tormentosa no pueden

guionizar la materia

entonces como pueden hacer que las

chispas vuelen

la respuesta es porque yo niza en el

aire pero no en un forcejeo directo

el aire alrededor de la esfera del

generador del underground contiene

siempre algunos electrones casualmente

[Música]

el campo eléctrico de la máquina de

bander graf acelera a uno de estos

electrones hasta que choca con otra

molécula y entonces comienza de nuevo el

proceso

[Música]

si la distancia entre átomos es

suficientemente grande y el campo

suficientemente potente el electrón

puede adquirir suficiente energía

cinética como para desprender otro

electrón cuando choque

[Música]

como tú

si eso sucede ambos son acelerados y

causa más ionización hasta que se da una

reacción en cadena que es la que crea la

chispa

[Música]

así que un generador manter glass o un

anuncio de neón ionizan el aire no por

pura fuerza eléctrica sino mediante

colisiones

aunque no sea exactamente hacer trampas

es sin embargo un truco

pero entonces esta ciudad está llena de

trucos trucos del comercio

científicamente proyectados para ionizar

las carteras de los turistas

está también llena de energía y la

energía de la gente parece crecer de

hora en hora

la energía eléctrica por otra parte sube

con el voltaje y con la carga

así que la pregunta sobre cuánta energía

puede suministrar un dispositivo

eléctrico no sólo depende de su voltaje

sino también de la cantidad de carga

disponible

la máquina de bander graf y este

generador electrostático gigante

alcanzan voltajes muy altos antes de que

las chispas los descarguen

pero ni siquiera las 100 botellas de

leiden de la máquina de fumar podían

almacenar tanta carga como la que hay en

la batería de un automóvil

e incluso aunque tenga un voltaje mucho

menos que esas máquinas almacena tanta

carga en forma química que es mucho más

útil

[Música]

de hecho una pila corriente de una radio

almacena 10 veces más energía que el

generador de weimar

una batería es un almacén de energía

pero por muchas baterías de que

dispongamos aquí mismo un día cualquiera

hay mucha más energía almacenada

no obstante solo una pequeña fracción de

la inmensa energía potencial de este

agua se convierte en energía eléctrica

esa energía viaja a través del desierto

hasta la ciudad donde se irradia da en

la noche en todas clases de colores

formas y tamaños

pero detrás de esa fachada

resplandeciente la carga del campo la

energía el voltaje y la fuerza son los

ingredientes de la electricidad y esos

materiales son los que mantienen unido

al universo

a principios del siglo 19 un químico

británico john dalton propuso la ley de

las proporciones simples y múltiples y

esa ley por vez primera de un sólido y

científico fundamento a la antigua idea

de la teoría atómica de la materia

pero no todos los científicos aceptaron

la teoría de dalton

durante ese siglo hubo un grupo de

químicos conservadores que

fundamentalmente pensaban que era mala

ciencia creer en algo que no se podía

ver de la teoría atómica decían no

necesitamos esa hipótesis

ellos no eran los únicos que no creían

en la teoría de dalton dalton tenía un

rival para el título del químico más

grande de inglaterra se llamaba humphry

davy

y de mí tampoco creía en la teoría de

dalton pero por razones totalmente

opuestas pensaba que el alto no había

ido bastante lejos

su argumento era algo parecido a este

decía hay 40 clases de elementos

conocidos eso significa que de acuerdo

con la teoría de dalton debe haber 40

clases diferentes de átomos indivisibles

que explique las propiedades de esos

elementos

pero decía de esos 40 elementos 26 son

metales y todos ellos comparten las

propiedades de superficie brillante

buena conductividad eléctrica y térmica

ductilidad mecánica y algunas otras más

y no es casualidad que se den esas

propiedades en 26 ocasiones

independientemente tiene que haber

subyacente un principio de metalización

era como decir que los átomos de dalton

debían tener una estructura interna

bueno pues se necesitaron 100 años para

llegar a la conclusión de que los dos

dalton y deivi tenían razón la materia

está compuesta por átomos y los átomos

tienen una estructura interna que

explica por qué existen los metales

pero mucho antes de que se comprendiera

esto incluso antes de los tiempos de

dave y de dalton todo ello había sido

utilizado por un astuto italiano

alessandro volta que había inventado la

pila eléctrica

pero de todo eso hablaremos el próximo

día

sí