Alessandro Volta y el Volt

En el año 1774, es nombrado profesor de física de la Escuela Real de Como. Justamente, un año después Volta realiza su primer invento de un aparato relacionado con la electricidad. Con dos discos metálicos, separados por un conductor húmedo, pero unidos con un circuito exterior logra, por primera vez, producir corriente eléctrica continua, se inventa el electróforo perpetuo, un dispositivo que una vez que se encuentra cargado puede transferir electricidad a otros objetos. Entre los años 1776 y 1778 se dedica a la química y descubre y aísla el gas de metano. Un año más tarde, en 1779, es nombrado profesor titular de la cátedra de física experimental en la Universidad de Pavia.

La pila voltaica consiste de treinta discos de metal, separados por paños humedecidos con agua salada.

Alessandro Volta comunica su descubrimiento de la pila a la Royal Socity londinense el 20 de Marzo de 1800. La correspondiente carta fue leída en audiencia del 29 de Junio del mismo año, y tras varias reproducciones del invento, efectuadas por los miembros de la sociedad, se le otorgó a Volta el correspondiente crédito.

En el año 1816, en el mes de septiembre, viaja a París aceptando una invitación del propio Napoleón Bonaparte, para que exponga las características de su invento, en el Instituto de Francia. El propio Bonaparte, participó con entusiasmo en las correspondientes sesiones, y exposiciones, y recomendó para Volta los máximos honores. El 2 de noviembre del mismo año, la comisión de científicos distinguidos por del Instituto de Francia para evaluar el invento de Volta emitió el informe correspondiente aseverando su validez, y recomendando para Volta la más alta distinción de la institución, la medalla de oro al mérito científico.

El 1 de mayo de 1806, Volta es elegido Caballero de la Corona de Hierro del reino de Lombardía. En 1809 es designado senador de la corte y, en 1810, se le otorga el título nobiliario de conde. Volt, la unidad de potencial eléctrico, se denomina así en honor a este portento de las ciencias. El emperador de Austria, por su parte, lo designó director de la facultad de Filosofía de la Universidad de Padua en 1815. Sus trabajos fueron publicados en cinco volúmenes en el año 1816, en Florencia. Sus últimos años de vida, los pasó en su hacienda en Camnago, cerca de Como, donde fallece el 5 de marzo de 1827.

La unidad de fuerza electromotriz del Sistema Internacional lleva el nombre de voltio en su honor desde el año 1881.

¿Como funciona una bataria para auto?

Cuando una batería está descargada está teniendo lugar un cambio electroquímico del material activo en ambos electrodos. En términos sencillos el material en el electrodo negativo se oxida y se liberan electrones por lo que se convierte en más negativo (reacción canódica). Al mismo tiempo el material en el electrodo positivo se reduce y el electrodo se convierte en más positivo (reacción catodica). Los electrones viajan entre los electrodos por un circuito exterior el cual conecta el polo positivo con el negativo. El proceso produce sulfato de plomo tanto en la placa positiva como en la negativa.
El electrolíto despide oxígeno e hidrogeno en estado gaseoso los cuales salen de la batería como deshecho liberado durante las reacciones producidas. Las reacciones dentro de una batería de plomo ácido, se pueden describir utilizando las ecuaciones siguientes. La reacción del polo positivo se muestra en la ecuación 1, la del polo negativo en la ecuación 2 y la reacción del total de la celda, en la ecuación 3: 1) ELECTRODO POSITIVO; PbO2 +3H++HSO4- + 2e- * 2H2O + PbSO4 2) ELECTRODO NEGATIVO; Pb + H2SO4 * 2PbSO4 + 2H+ + 2e- 3) REACCIÓN COMPLETA DE LA CELDA; PbO2 + Pb + H2SO4 * 2PbSO4 + 2H2O + energía El material permanece estable hasta que los electrodos son conectados eléctricamente. Cuando son conectados, los electrones fluyen del polo positivo al negativo y se da la reacción.
El voltaje generado entre los electrodos de 2V. La batería puede ser cargada con un voltaje exterior de 2.2-2,4V. Todas las ecuaciones son reversibles, pueden ir de izquierda a derecha como de derecha a izquierda. El proceso químico en las baterías OPTIMA es el mismo que el de una batería convencional de plomo ácido. Como se verá más tarde es en el diseño de la batería en lo que Óptima se diferencia. De todos modos después, cuando se comparen los dos diseños podremos ver los diferentes tipos de baterías de plomo ácido que existen.
GLOSARIO QUÍMICO: - Pb = Plomo esponjoso - PbO2=Óxido de plomo - H2SO4=Ácido sulfúrico - H=HidrógenoO=Oxígeno	- H2O=Agua - e=Electrones - PbSO4=Sulfato de plomo

Cubeta de Hielo de Faraday

Este experimento fue llevado a cabo por Michael Faraday, lo hizo con una cubeta de hielo de metal. El experimento consiste en introducir una esfera de metal al reciìente de metal, por la carga se origina la inducciòn en el recipiente, a las paredes internas se mueven las cargas opuestas a la esfera por atracciòn y hacia los bordes externos se mueven las cargas similares por repulsiòn.

Faraday comprobó con este experimento que las lineas de campo eléctrico atraviesan una superficie y que el flujo electrico de una carga dentro de un recipiente cerrado permanece constante.

Al hacer contacto la esfera con el interior con la carga de la esfera se neutraliza con la carga del borde interior del recipient

Experimento de la gota de aceite de Millikan

Millikan obtuvo la carga del electrón observando como una gota de aceite cargada caia en presencia y en ausencia de un campo eléctrico.

Millikan tomó un roseador en spray para producir pequeñas gotas de aceite dentro de la parte superior de una recámara. Algunas de las gotas pasaron a la parte inferior de la recámara atraves de un pequeño agujero donde él seguía el movimiento de una gota con un microscopio. Algunas de estas gotas tomaron uno o más electrones como resultado de la fricción del reseador y se convirtieron en cargas negativas. Una gota negativamente cargada será atraida hacia arriba cuando Millikan le añadia corriente a los platos o placas eléctricos(as).

Para ser más gráfica, la recámara del experimento estaba dividida en dos, la placa que la dividía por la mitad, que era la que contenía el agujero, estaba cargada positivamente mientras que el fondo de la recámara contaba con una placa eléctrica cargada negativamente.

Los resultados obtenidos por Millikan fueron:
La carga del electrón que es 1.602 x 10^-19 coulombs(C, unidad de carga eléctrica)

Si utilizas esta carga con el más reciente valor de masa-a-carga ratio del electrón, obtienes que la masa de un electrón es de 9.109 x 10^-31 kg; lo que claramente muestra que el electrón es una partícula subatómica.

Como funciona una fotocopiadora

1. El rodillo de la copiadora se carga con electricidad estática al girar frente a un sensibilizador de alto voltaje
2. Las partes negras de la imagen no reflejan luz, por lo que la carga positiva permanece
3. Las partes electrizadas atren el toner que se adhiere a ellas y reproduce las zonas negras del original
4. El papel corre por el rodillo y se impregna de toner compuesto que después se funde con el calor de otro rodillo

Creación de un rayo

Una nube de tormenta puede representarse, desde un punto de vista eléctrico, como un dipolo esencialmente. Por razones todavía sin entender del todo, en el interior de la nube los cristales más pequeños de hielo están mayoritariamente cargados positivamente, mientras que los cristales de hielo más pesados lo están negativamente. Entonces, la parte superior de la nube queda cargada positivamente mientras que en alturas inferiores (pero por encima de la isoterma de cero grados) la nube resulta cargada negativamente. Las diferencias de potencial así generadas pueden llegar a superar los 100 millones de voltios, por lo que no es de extrañar que se generen corrientes eléctricas también de una extraordinaria intensidad.

En la descripción del fenómeno más común del rayo entre la parte inferior de una nube de tormenta y el suelo, que por inducción estaría cargado positivamente y se propaga hasta las cercanías de la superficie de la Tierra, especialmente hacia aquellos lugares cercanos más elevados y puntiagudos. A partir de dichos lugares, surge una corriente de iones positivos que busca la guía negativa.

Eventualmente se produce su unión, una onda ionizante se propaga en el sentido de la tierra hacia la nube a una velocidad entre 1/3 y 1/2 de la velocidad de la luz, creando el equivalente a un “alambre” conductor de unos pocos centímetros cuadrados de sección. La luz brillante del relámpago se produce entonces y el calor generado puede elevar la temperatura del aire circundante hasta una temperatura de unos 30.000 grados Celsius, originando una expansión rápida del aire y su posterior implosión que da lugar al trueno.

Si la nube dispone todavía de carga adicional en otra zona, un nuevo canal puede propagarse hacia abajo a lo largo de la primera guía residual e iniciar otra descarga de retorno. Y así incluso varias veces.

Por tanto, ante la pregunta de si el rayo cae a la tierra o sube a la nube, habría que contestar afirmativamente en ambos casos.

Electricidad y Cargas Eléctricas

La electricidad es un fenómeno originado por el movimiento que experimentan los electrones, partículas de masa muy pequeña que se encuentran entorno al núcleo del átomo.

La carga eléctrica es una de las propiedades básicas de la materia. En realidad, la carga eléctrica de un cuerpo u objeto es la suma de las cargas de cada uno de sus constituyentes mínimos: moléculas, átomos y partículas elementales. Se demuestra su existencia mediante un sencillo experimento en el año 600 a. C. en el que los filósofos griegos obsevaron que una barra de ámbar frotado atrae pequeños pedacitos de paja u otro material ligero (electrización por frotamiento).

En su experimento Millikan, hacía caer una rociada fina de gotas de aceite muy pequeñas entre dos placas metálicas. El aire entre las placas era irradiado con rayos-X y éstos provocaban arrancaban electrones de moléculas de nitrógeno y oxígeno. Algunos de los electrones liberados colisionaban con las gotas de aceite y podían quedar adheridos a ellas, con lo que conferían a la gota que caía una carga negativa. Conociendo la carga de las placas y haciendo uso de la ley de Coulomb, Millikan fue capaz de calcular la carga que portaba la gota.


Tipos de Redistribución de cargas
Por contacto: se puede cargar un cuerpo neutro con sólo tocarlo con otro cargado. En este caso, ambos quedan con el mismo tipo de carga.

- Por frotamiento: al frotar dos cuerpos, ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa.

- Por inducción: ocurre cuando se acerca un objeto cargado a otro neutro, y se ocasiona la separación de las cargas dentro de él, como un dipolo inducido, las cargas opuestas al objeto inductor tratan de acercarse.

- Por electrólisis: se da cuando las sustancias se separan en iones positivos y negativos al encontrarse en solución. Si se ponen un ánodo y un cátodo, los iones positivos se sentirán atraídos al ánodo y los iones negativos al cátodo.

- Efecto fotoeléctrico : ocurre cuando se liberan electrones al haber una fuente de luz presente irradiando a un objeto y este absorbe la luz.

- Efecto Termoeléctrico: ocurre cuando se aplica calor entre dos materiales unidos. Si hay una diferencia de temperatura entre ambos, la corriente eléctrica va a fluir por la diferencia de temperatura