EL DESCUBRIMIENTO DE LA ELECTRICIDAD
La palabra electricidad deriva del griego "elektron" que significa "ámbar". Tales de Mileto (600 años A.C.) descubrió que, frotando una varilla de ámbar con un paño, aquélla atraía pequeños objetos como cabellos, plumas, étc. Se dice que la varilla se ha electrizado. 

Estructura de la materia

Todos los objetos y substancias que nos rodean están constituidos por materia. El agua, el aire, un lápiz, un vaso de cristal, etc., son diferentes formas que toma la materia, ya que esta se presenta ante nosotros de tres modos o estado: sólido, líquido y gaseoso. Demócrito, cinco siglos A.C. nos dió una idea de la constitución de la materia. Desmenuzó un terrón de tierra hasta reducirlo a polvo lo mas diminuto posible para la época, este polvo seguía conservando las propiedades de la tierra, a estas partículas las llamó átomos, que en griego significa indivisible.

Hipotéticamente si por medios físicos separamos o dividimos al máximo una muestra de agua pero siempre conservando las características originales llegaremos a la úlima división de la misma, la molécula.

ATOMO

Si seguimos aumentando el poder visual de un microscopio electrónico llegaríamos a ver que las moléculas están aisladas entre sí y que están formadas por partículas mas pequeñas diferentes a las anteriores y que están formadas por tres partículas, dos iguales más pequeñas y una de mayor tamaño diferente de las anteriores. Estas partículas que pueden aislarse por medios químicos las conocemos por la denominación de átomos.

En la actualidad se conocen 106 elementos simples o átomos diferentes. Las diferentes combinaciones de átomos dan lugar a todos los compuestos y, en definitiva, a la materia tal como la vemos a nuestro alrededor.

Los cuerpos pueden ser simples o compuestos según que sus moléculas están formadas por átomos iguales o diferentes. Por ejemplo, el cobre, la plata, el aluminio, son cuerpos simples; la sal, el azúcar, el papel, son elementos compuestos.

Estructura del átomo

Sigamos con la descomposición de la molécula de agua. Vemos que está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.

Por deducciones lógicas y mediante grandes ampliaciones a escala microscópica (hipotéticas), llegaríamos a conocer la estructura del átomo.

El átomo posee en su interior una zona densa formada principalmente por los protones y los neutrones y en el exterior una serie de capas que lo envuelven en las que giran los electrones. Electrones, protones y neutrones son los tres tipos de partículas más importantes, y aunque existen otros tipos su estudio no compete a esta obra.

Podíamos asimilar el átomo a un sistema solar en miniatura. En el centro, lugar del Sol, colocaríamos el núcleo que contiene los protones y neutrones mientras que los planetas que giran alrededor estarían representados por los electrones. Véase a este respecto la figura 

En cada átomo normalmente hay un protón por cada electrón. Los electrones tienen carga negativa y los protones carga positiva y como los neutrones son partículas sin carga, podemos afirmar que el átomo en su estado normal es neutro.

Ahora bien, surge una pregunta, ¿por qué si los electrones tienen carga negativa y los protones carga positiva no se neutralizan entre si? Sencillamente, porque ello destruiría el átomo y no sucede así porque los electrones giran a una gran velocidad y ello hace que la fuerza de giro (centrífuga) equilibre esta atracción.

Todos los electrones de los átomos no giran alrededor del núcleo a una misma distancia, ni siquiera lo hacen todos en órbitas iguales, unos electrones describen órbitas circulares otros órbitas elípticas y siempre agrupados por capas según la energía que poseen.

Con el fin de facilitar la comprensión hemos simplificado el esquema del átomo representando el núcleo con unos números (el de los protones P, y el de los neutrones N) y cada una de las órbitas o "niveles de energía", por circunferencias concéntricas en las que se distribuyen todos los electrones que tiene cada uno de los átomos (figura 2). Las diferentes capas en las que podemos localizar los electrones de los átomos se representan por las letras K, L, M, N, 0, P, Q, siguiendo un orden de alejamiento a partir del núcleo, tal como se representa en la figura:

Ya conocemos la configuración atómica de los dos elementos del agua, el hidrógeno y el oxígeno. Para abundar en ejemplos, exponemos en la figura 3 la configuración que presentan algunos de los átomos que serán familiares en su estudio: carbono, aluminio, cobre, germanio y silicio.

Los electrones permanecen en las órbitas definidas en función de la energía que poseen y no pueden saltar de una órbita a otra sin que medie una aportación de energía. Así, un electrón próximo al núcleo está más sujeto a la atracción de éste que un electrón de alguna de las capas más alejadas.

Este concepto es muy importante para nosotros; veamos a continuación por qué.

Los electrones libres aparecen cuando se aplica sobre la materia alguna clase de energía que provoca una transformación en la misma. Los métodos utilizados en la práctica para obtener energía eléctrica son los siguientes: frotamiento, magnetismo, calor, luz, química y presión.

Frotamiento,- La energía mecánica desarrollada al frotar una barra de lacre con un paño de lana hace pasar electrones del paño a la barra con lo que ésta queda con carga negativa.

Magnetismo.- Al cortar, mediante un hilo conductor, las líneas de fuerza de un imán se produce una circulación de electrones por el hilo,

Calor.- Calentando la unión de un par termoeléctrico, por ejemplo, bismuto y antimonio, circulan electrones por el conductor que une los extremos libres de ambos metales.

Luz.- Ciertas sustancias como el selenio, silicio, etc., desprenden electrones al estar expuestas a la luz. Este fenómeno se aplica en las células fotoeléctricas y las fotovoltaicas.

Química: Dos metales diferentes, cinc y cobre, por ejemplo, separados por un medio ácido, pueden crear entre ellos una circulación de electrones.

Presión.- Este método es menos utilizado a gran escala industrial aunque se emplea con pequeños utensilios, como mecheros

 manuales, encendedores de cocina, etc.

Tomado de artículos varios en revistas especializadas, Internet y una traducción parcial del libro "Ser Radioaficionado" INTERNATIONAL AMATEUR RADIO STUDY GUIDE de Paul L. Rinaldo, (W4RI), editada por The American Radio Relay League (ARRL).

¿QUE ES LA ELECTRICIDAD?

Las primeras observaciones sobre fenómenos eléctricos se realizaron ya en la antigua Grecia, cuando el filósofo Tales de Mileto (640-546 a.C.) comprobó que, al frotar barras de ambar contra pieles curtidas, se producía en ellas características de atracción que antes no poseían. Es el mismo experimento que ahora se puede hacer frotando una barra de plástico con un paño; acercándola luego a pequeños pedazos de papel, los atrae hacia sí, como es característico en los cuerpos electrizados. 

ELECTROSTATICA

Sin embargo, fue el filósofo griego Theophrastus (374-287 a.C.) el primero, que en un tratado escrito tres siglos después, estableció que otras sustancias tienen este mismo poder, dejando así constancia del primer estudio científico sobre la electricidad. Comprobando que no todos los materiales pueden adquirir tal propiedad o adquirirla en igual medida. Se atraen, por ejemplo, una barra de vidrio y otra de ebonita. Se repelen, sin embargo, dos barras de vidrio o dos de ebonita. 
Cuando hemos citado los métodos para producir electrones libres, hemos comenzado por el más antiguo de todos ellos: la electricidad por frotamiento. Mediante este procedimiento conseguimos unos cuerpos con exceso de electrones (carga negativa) y otros cuerpos con falta de electrones (carga positiva).

Al frotar una barra de lacre con un paño de lana, esta última pierde electrones que gana el lacre, y de este modo tendremos dos cuerpos con diferentes cargas; el lacre con carga negativa y el paño de lana con carga positiva (figura 1).

Haciendo esta prueba con otras sustancias observaremos comportamientos similares. Frotando una barra de vidrio con un paño de seda, ésta "arranca" electrones de¡ vidrio dejándolo con carga positiva y la seda queda, a su vez, con un exceso de electrones, o lo que es lo mismo, con carga negativa.

Si en cualquiera de las dos experiencias citadas ponemos en contacto el lacre con la lana y el vidrio con la seda, los electrones desplazados vuelven al lugar de origen y con ello se restablece el equilibrio inicial de cargas.

Si antes de empezar las experiencias, se aproximan una barra de ebonita y a otra de vidrio, se comprobará que no existe electrificación ninguna, pues no hay ni atracción ni repulsión. De esta manera, se llega a la conclusión de que la electrización se produce por frotamiento y de que existe algún agente común que no se comporta de igual forma en ambos materiales.
Efectivamente, un tipo de partículas llamadas electrones abandonan en unos casos la barra, por acción del frotamiento, y otra veces abandona el paño para pasar a la barra.
El exceso de electrones da lugar a cargas negativas, y su falta a cargas positivas.

Hemos dado por sentado que tanto el lacre y la lana como el vidrio y la seda quedan con cargas diferentes, pero no lo hemos comprobado. Podemos hacerlo transmitiendo por contacto esta carga a unas bolitas próximas colgadas de un hilo aislante.

En el primer caso se observará que las bolitas están inmóviles, esto es así porque las bolitas están en estado neutro, sin carga (figura 2 a). En la figura 2 b las bolitas tienden a separarse y lo hacen porque las cargas de igual signo se repelen. Sucedería lo mismo si las bolitas fuesen las dos de signo negativo. Finalmente, en la figura 2 c las bolitas se juntan porque tienen cargas diferentes (las cargas de signos diferentes se atraen).

Estos conceptos que relacionan el comportamiento de los cuerpos según el signo de la carga que poseen, son estudiados por la parte de la electricidad conocida con el nombre de Electrostática.

En la vida diaria aparecen gran cantidad de ejemplos de este tipo. Por citar los más conocidos, tenemos el crepitar de los cabellos cuando los peinamos en seco y con fuerza, el chasquido que tiene lugar en jerseys que contienen mucha fibra cuando nos los quitamos bruscamente, las prendas de seda que se adhieren a las otras prendas próximas cuando tienen un roce continuado con las mismas. Observando estos fenómenos en la oscuridad llegaríamos a percibir unas tenues chispas en cada uno de los chasquidos.

La experiencia ha demostrado la existencia de dos clases distintas de electricidad: a una se le llama positiva (+) y a la otra negativa (-). En 1733, el francés Francois de Cisternay Du Fay fue el primero en identificar la existencia de dos cargas eléctricas: Positiva y Negativa.

Los electrones son idénticos para todas las sustancias (los de cobre son iguales que los del vidrio o la madera), siendo estas, las partículas más importantes de las que se compone la materia, ya que disponen de carga y movilidad para desplazarse por las sustancias. La diferencia entre dos materiales vendrá dada, entre otras cosas, por la cantidad y movilidad de los electrones que la componen. 
A título de curiosidad, comentar que la masa de un electrón es de: 

0,0000000000000000000000000000009106 Kg.

Los conceptos de carga y movilidad son esenciales en el estudio de la electricidad, ya que, sin ellos, no podría existir la corriente eléctrica.
En 1776 Charles Agustín de Coulomb (1736-1806) inventó la balanza de torsión con la cual, midió con exactitud la fuerza entre las cargas eléctricas y corroboró que dicha fuerza era proporcional al producto de las cargas individuales e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
Por lo anteriormente expuesto, se puede afirmar que los electrones no se ven, pero podemos notar sus efectos: la electricidad. 
De igual manera, podemos afirmar que en cualquier clase de material, se dan efectos eléctricos. Ahora bien, la materia es eléctricamente neutra y, en consecuencia, es necesario aplicar una energía externa que origine el desplazamiento de algunos electrones, dando lugar a fenómenos eléctricos.
Por lo tanto, la electricidad se puede definir como una forma de energía originada por el movimiento ordenado de electrones. Otros tipos de energía son la mecánica, calorífica, solar, etc.