Actualizado en noviembre de 2023
Participan:
Sandra Sandoval Osorio, Liliana Tarazona Vargas, José Francisco Malagón Sánchez.
Colaboradoras: Jeimy Stephania Bernal Rubiano y Aura Daniela Rincón Camargo
Primera versión elaborada en mayo de 2022 con la participacion ademas de la profesora Marina Garzón Barrios
Se mostró también que las intensidades de los efectos dependen de la selección de los pares de metales que se ponen en contacto; hay pares de metales que al juntarse generan mayor electricidad que otras parejas, y esto se traduce en una ordenación de cuáles parejas desarrollaban mayor poder eléctrico, o escala de tensiones, y que hoy día se asocia con la diferencia de potencial eléctrico o voltaje. Adicionalmente, las intensidades también aumentan o disminuyen dependiendo de cuáles sean los líquidos que se utilizan como conductores húmedos y que están en contacto con los metales.
Hoy afirmamos que la fuerza generatriz del impulso eléctrico es la diferencia de potencial, y que es directamente proporcional a la corriente eléctrica multiplicada por la resistencia, a través de la siguiente ecuación , y también que esta corriente eléctrica es aquello que circula como en el circuito, en otras palabras, asociamos
estrechamente el fluido eléctrico con la cantidad de corriente y la diferencia de potencial como la acción electromotriz.
Sin embargo, para Volta, la electricidad es el movimiento continuo de un fluido eléctrico a lo largo de un círculo formado
por los diferentes electricidad conductores que están distribuidos sin interrupción. Mayor acción eléctrica es también mayor fluido eléctrico. Hasta este punto no es posible establecer una diferencia entre la acción que causa la electricidad y la intensidad de esa electricidad.
De acuerdo con lo anterior, cabe preguntar ¿Cuáles son las características dentro del circuito conductor que sugieren la posibilidad de diferenciar entre la acción que causa la electricidad (Tensión eléctrica o diferencia de potencial) y la intensidad de esa electricidad (la cantidad de corriente) si lo que se percibe es únicamente la intensidad de los efectos que la acción eléctrica causa sobre los cuerpos?
Una primera etapa para hacer esta diferenciación se puede establecer en relación con la organización de la secuencia de los metales que conforman el circuito. Supongamos por ejemplo que tenemos cinco láminas de zinc y cinco láminas de cobre.
En un primer momento se podrían organizar metales:
[Zn-Cu]+[Zn-Cu]+[Zn-Cu]+[Zn-Cu]+[Zn-Cu]
Que se sumergen en un conductor húmedo como ácido acético con una concentración específica. Y se encontraría como, señala Volta, que los efectos que produce la celda se multiplican en intensidad conforme se van adicionando parejas metálicas, es decir, una pareja produce una cantidad de intensidad, dos parejas el doble, de forma tal que las cinco parejas producen juntas un efecto en intensidad cinco veces mayor que los efectos que producen una sola de las parejas.
Podemos también sugerir otra organización de parejas, de forma tal que utilizamos:
[Zn + Zn + Zn + Zn + Zn] - [Cu + Cu + Cu + Cu + Cu]
Que se sumergen en la misma cantidad de ácido acético con la concentración del caso anterior. Nótese que intervienen en el circuito el mismo número de pares metálicos, y también el mismo conductor húmedo. Ahora, sin embargo, se obtendría que el efecto que se produce, tiene la misma intensidad que genera solamente una de las parejas del caso anterior. Como las condiciones del electrolito son las que se mantienen constantes. Se tendrá que afirmar que los cambios en la intensidad del efecto son causados únicamente por la distribución en la cual se organizaron los metales. En otras palabras, la intensidad del efecto se percibe por el poder que generan los metales en su distribución.
En el primer caso, los metales suman su poder. En el segundo caso, ocurre como si solamente existiera una pareja de metales, no se suma su poder. Y en este sentido, ahora podremos afirmar que la acción generatriz (que llamamos tensión eléctrica o diferencia de potencial) causante de la circulación del fluido eléctrico se encuentra en los metales y no en los conductores húmedos.
Una segunda etapa que permite establecer una notoria distinción entre estas magnitudes tensión y corriente eléctrica, tiene que ver con nuevas observaciones detalladas dentro de la organización del efecto volta, Johann Wilhelm Ritter (1776 - 1810), por ejemplo, percibe que la intensidad de los efectos cambia porque los electrolitos afectan los metales, concluyendo que: Se puede producir electricidad de las reacciones químicas. Y es Michael Faraday (1791-1867) quien establecerá una medida de la acción eléctrica en función de la acción química que ocurre en los conductores húmedos.
En la sección sobre la conductividad electrolítica se ha mencionado, como en los efectos de electrólisis hay un desplazamiento de las sustancias que componen el electrolito hacia los electrodos en los cuales hay adherencia o descomposición. Faraday toma diferentes muestras de cuánta cantidad de sustancia se deposita en los electrodos en una misma cantidad de tiempo. De esta manera mide la intensidad de la acción eléctrica que circula en el electrolito en función de esas cantidades de sustancia.
puede establecer nuevas conclusiones sobre
la intensidad de los efectos:
Mediante estos trabajos se concluye que el fluido eléctrico descompone las sustancias electrolíticas en sus elementos y las conduce hacia los electrodos. Los componentes básicos de las sales se dirigen en un sentido y en el sentido opuesto sus componentes ácidos; este fenómeno se produce en todas las partes del circuito. La materia alcalina siempre aparece en el mismo electrodo y los ácidos siempre aparecen en el otro; este efecto indica que la descomposición presenta una polarización de las sustancias asociada a los extremos de la pila, como había reconocido Volta.
La disociación de sustancias en solución, que lleva a la teoría de los iones libres, logra una gran síntesis en la comprensión de estos aspectos.
Hace pensar en que cantidades de sustancia están asociadas a cantidades de electricidad que al moverse a través de un medio son las responsables de convertirle en un medio conductor de la electricidad.
Son estas cantidades de sustancia que, medidas en cierta unidad de tiempo, definen la cantidad de corriente eléctrica como una medida de la cantidad de carga que actúa en el electrolito. Esta teoría de los iones libres correspondería a una nueva etapa de diferenciación entre estas magnitudes.
Se puede notar que aquí la resistencia eléctrica que aparece en aquella ecuación ecuación estaría describiendo aspectos de la conductividad electrolítica.
El propósito de esta actividad es determinar las diferencias de tensión que se generan entre dos pares de metales distintos dentro de un mismo electrolito teniendo como referencia uno de los metales (en este caso el Niquel).
Sugerencias para las actividades experimentales
Se puede proponer hacer el montaje de los dos apilamientos sugeridos en el texto, manteniendo constante el electrolito y hacer la medición de la corriente generada. En nuestro caso, para simplificar el montaje, se puede hacer uso de un amperímetro.
Usando un electrolito conocido en composición y concentración. Valiéndonos de una batería, establecer de qué características del electrolito depende la intensidad de la corriente y determinar cuánta cantidad y qué tipo de sustancia se deposita en los electrodos.
Variar el tamaño de los electrodos usando el mismo montaje anterior y ver qué cambios se producen.
Disminuir la concentración en el electrolito y determinar cómo afecta la conductividad?
Después de un tiempo circulando la corriente ¿qué cambios hay en la intensidad?
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