¿QUÉ ES LA ELECTRICIDAD?

¿Qué es la electricidad?

Por CE3YU ALBERTO

En primer lugar, “la electricidad” es un término genérico que describe diversos fenómenos diferentes: la piezoelectricidad, la termoelectricidad, e incluso, la actividad bioeléctrica son todas las formas de electricidad que actualmente identificamos. De manera similar, el "calor" tiene muchas caras: el calor radiante, calor de contacto, calor convectivo, etc. Pero una cosa hay que tener clara, el calor es una forma de energía, mientras que la electricidad no. No obstante, continuando con la analogía, una inundación de lava fundida no es un flujo de calor, ni una corriente eléctrica es un río de electricidad.

Definir lo que se entiende por electricidad a menudo depende de quién esté proporcionando la definición. Los físicos y matemáticos la definen de una manera, mientras que el "hombre de la calle", la define de otra. La electricidad es una cualidad fundamental de la materia, por lo que se utiliza para caracterizar otras cosas, aunque la opinión de consenso carece de precisión.

Igual que todas las presunciones fundamentales, como la "gravedad" o el "tiempo", reducir la terminología eléctrica a unidades más pequeñas que las que conocemos, es imposible, ya que se encuentra en lo más bajo del pozo del vocabulario. Lo único que podemos hacer es sacar agua del pozo, pero no podemos crear más agua. Así pues, la electricidad se debe definir en comparación con otras observaciones que parecen tener relación una con otra.

Puede que resulte insatisfactorio darse cuenta de que no podemos ir más allá en nuestra búsqueda; sin embargo, tampoco podemos profundizar más en ideas como la "longitud". La longitud es el final de una línea donde se consideran las unidades de medida física. No importa cuán pequeño o grande es un objeto, la longitud se mantiene como el principio que da apoyo a todas las unidades de longitud, ya sean métricas o de años luz. "¿Cuántas longitudes se necesita para llegar a la Luna?" es la pregunta que ilustra este punto. Y es que se debe considerar una determinada unidad de medida de longitud, y depende del valor de tal unidad para que la pregunta pueda tener sentido.

Ahora bien, los científicos usan la palabra "electricidad" cuando realmente quieren decir "flujo de carga eléctrica". James Clerk Maxwell y otros investigadores pioneros pensaban de esa manera, y esa es la forma en que aún se utiliza hoy cuando se habla de corriente eléctrica. Esto conduce a una inconsistencia significativa cuando se utiliza dicha expresión entre otros grupos de personas. Por ejemplo, consideremos esta definición de un sitio web diseñado para estudiantes de educación media:

[La electricidad] es una forma de energía, evidente por el hecho de que hace funcionar una maquinaria y se puede transformar en otros tipos de energía, como la luz y el calor.

La energía eléctrica es un fenómeno válido, pero no es lo mismo que carga eléctrica. La energía eléctrica (llamada también "electromagnetismo") se mide en unidades llamadas "julios", mientras que la carga eléctrica se mide en "culombios". La electricidad, que definimos como el flujo de carga eléctrica, viaja a través de un circuito continuamente, cuando hay suficiente voltaje (diferencia de potencial eléctrico) que la empuje a lo largo del cableado. Y se mueve lentamente.

La energía electromagnética es diferente, fluye en una sola dirección, cercana a la velocidad de la luz. Mientras que la carga eléctrica se conserva en interior del circuito, donde ni se crea ni destruye, sólo se mueve de un lugar a otro, la energía eléctrica se comporta de otra forma. Ésta se mueve desde su fuente (los generadores) hacia el punto de carga (el consumo) y luego se aleja del circuito, tal como lo hace la luz o el calor, y no vuelve jamás.

En un circuito de corriente continua (CC), la carga eléctrica apenas se mueve. De hecho, la electricidad en los circuitos CC se mide a una velocidad de tan sólo metros por hora. Por otro lado, la energía electromagnética en un circuito, se desplaza como una onda a través del agua, a velocidades de millones de metros por segundo. Igual que viajan las olas "a través de" las moléculas de agua del océano, la energía electromagnética viaja "a través de" la carga eléctrica.

Como ya mencionamos anteriormente, la corriente eléctrica se mide en culombios por segundo (amperios)  I=q/t   =>  1A = 1C/Seg 

1 culombio es (6.24 • 1018 electrones) => 1 C/Seg = (6.24 • 1018 electrones por segundo pasando por una determinada sección de un conductor)

mientras que la energía electromagnética se mide en julios 

1 Julio = 1 Newton por metro = 1 (kg•m/seg2)•m = 1 kg•m2/seg2 

No hay manera de convertir la una en la otra pues no están relacionadas, la corriente eléctrica es materia (partículas cargadas) y el electromagnetismo es energía (un campo electromagnético).

La electricidad en un circuito Corriente Continua (CC), se mueve dentro de los cables de como partículas de carga. La energía eléctrica se desplaza por fuera de los cables como unidades de electromagnetismo: es un "campo" en lugar de “paquetes de carga material”. 

Un campo eléctrico se grafica muy bien en esta ecuación de Maxwell (forma diferencial y luego la misma ecuación en su forma integral). Esta fórmula lo expresa diciendo que la divergencia de un campo eléctrico (vector nabla producto punto vector campo eléctrico) es proporcional al cociente entre densidad de carga eléctrica (p) y la  permitividad eléctrica (e0) en un ambiente vacío. 

En los circuitos de Corriente Alterna (CA), el movimiento de la electricidad es distinto, aunque la diferencia entre la materia y la energía se mantiene. En los circuitos CA la carga eléctrica no fluye. La diferencia está en que las partículas cargadas dentro de los cables oscilan de atrás adelante a 60 veces por segundo en los Estados Unidos, o a 50 veces por segundo en Europa y Chile. El flujo de energía es el mismo; no obstante, su viaje es por fuera de los cables y su velocidad se acerca a la velocidad de la luz.

Luego, la carga eléctrica no es la energía eléctrica. Los electrones y los protones no son portadores de energía eléctrica... 

CE3YU Alberto