INTRODUCCIÓN A LA TEORÍA DE LA ELECTRICIDAD

La electricidad es un fenómeno físico originado por cargas eléctricas estáticas o en movimiento y por su interacción. Cuando una carga se encuentra en reposo produce fuerzas sobre otras situadas en su entorno. Si la carga se desplaza produce también fuerzas magnéticas. Hay dos tipos de cargas eléctricas, llamadas positivas y negativas.

La electricidad está presente en algunas partículas subatómicas. La partícula fundamental más ligera que lleva carga eléctrica es el electrón, que transporta una unidad de carga. Los átomos en circunstancias normales contienen electrones, y a menudo los que están más alejados del núcleo se desprenden con mucha facilidad. En algunas sustancias, como los metales, proliferan los electrones libres. De esta manera un cuerpo queda cargado eléctricamente gracias a la reordenación de los electrones. Un átomo normal tiene cantidades iguales de carga eléctrica positiva y negativa, por lo tanto es eléctricamente neutro. La cantidad de carga eléctrica transportada por todos los electrones del átomo, que por convención son negativas, está equilibrada por la carga positiva localizada en el núcleo.

Si un cuerpo contiene un exceso de electrones quedara cargado negativamente. Por lo contrario, con la ausencia de electrones un cuerpo queda cargado positivamente, debido a que hay mas cargas eléctricas positivas en el núcleo. La energía eléctrica es la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos cuando se los pone en contacto por medio de un conductor eléctrico, y obtener trabajo. La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía luminosa o luz, la energía mecánica y la energía térmica. La generación de energía eléctrica se lleva a cabo mediante técnicas muy diferentes. Las que suministran las mayores cantidades y potencias de electricidad aprovechan un movimiento rotatorio para generar corriente continua en una dinamo o corriente alterna en un alternador. El movimiento rotatorio resulta a su vez de una fuente de energía mecánica directa, como puede ser la corriente de un salto de agua o la producida por el viento, o de un ciclo termodinámico. La generación de energía eléctrica es una actividad humana básica, ya que está directamente relacionada con los requerimientos actuales del hombre. Todas la formas de utilización de las fuentes de energía, tanto las habituales como las denominadas alternativas o no convencionales, agreden en mayor o menor medida el ambiente, siendo de todos modos la energía eléctrica una de las que causan menor impacto.

Cada vez que se acciona un interruptor, se cierra un circuito eléctrico y se genera el movimiento de electrones a través del cable conductor. Las cargas que se desplazan forman parte de los átomos de la sustancia del cable, que suele ser metálica, ya que los metales al disponer de mayor cantidad de electrones libres que otras sustancias son los mejores conductores de la electricidad. La mayor parte de la energía eléctrica que se consume en la vida diaria proviene de la red eléctrica a través de las tomas llamadas enchufes, a través de los que llega la energía suministrada por las compañías eléctricas a los distintos aparatos eléctricos (lavadora, radio, televisor, etc.) que se desea utilizar, mediante las correspondientes transformaciones; por ejemplo, cuando la energía eléctrica llega a un aparto eléctrico se puede convierte en energía mecánica, calórico, etc. gracias al motor eléctrico y a las distintas piezas mecánicas del aparato.

En la ingeniería civil de forma particular la energía eléctrica tiene una participación muy importante, ya que gracias a los adelantos tecnológicos, esta cuenta con un sin número de herramientas, que facilitan y optimizan los trabajos de ingeniería, y que dependen de la energía eléctrica, estos equipos dependiendo de su utilización pueden ser muy variados, tales como: teodolitos, niveles, GPS's, estaciones totales y otros mas, que al funcionar con baterías están vinculados con la corriente continua (CD. o CC.). Existen también muchas herramientas que dependen de la corriente alterna (CA) ya que utilizan un motor, para su funcionamiento tales como: mezcladoras, guinches, vibradores, cierras circulares, cintas transportadoras, montacargas, etc. Inversamente la ingeniería Civil tiene una participación importante en la generación de energía eléctrica, ya que para este proceso es necesario contar con obras civiles tales como la construcción de represas, canales, obras tomas, vertederos de excedencias, etcétera.