sábado, 21 de febrero de 2009
jueves, 19 de febrero de 2009
MAGNITUDES EN UN CIRCUITO ELÉCTRICO
Otra magnitud que se encuentra en el circuito es la potencia o fuerza de trabajo que se ejerce en este.
Un circuito eléctrico sencillo consta de una fuente de corriente continua variable (F), un interruptor (I), un amperímetro (A), una resistencia (R) y un voltímetro (V).
Caracteristicas de un circuito eléctrico
Unidades y magnitudes eléctricas:
Intensidad de corriente ( I ): es la cantidad de electrones que pasan en un segundo por un punto del circuito. Su unidad es el amperio ( A ).
Tensión ( V o U ): cuando los electrones circulan entre dos puntos de un circuito eléctrico, su deslazamiento es posible gracias a la diferencia de cargas ( positivas y negativas ) que hay entre esos dos puntos. Esta diferencia de cargas se le llama tensión eléctrica o voltage. Su unidad es el voltio
( v ).
Resistencia eléctrica ( R ): es la oposición que presentan todos los cuerpos al paso de la corriente eléctrica. Su unidad es el ohmio ( Ω ). Dependiendo de esa oposición al paso de la corriente eléctrica puede haber materiales conductores, aislantes y semiconductores.
Ley de Ohm: es una ley que relaciona las tres magnitudes principales de un circuito eléctrico ( I, V y R ). Formulas: V= I . R, I= V ÷ R,
R= V÷ I .
Potencia y energía eléctrica: la potencia eléctrica es la cantidad de energía eléctrica suministrada o consumida por unidad de tiempo. Indica la rapidez con que se gasta la energía. Su símbolo es ( P ) y su unidad es el vatio ( W ). Se calcula con estas formulas:
P = V . I ; P = V² ÷ R ; P = I² . R
La energía eléctrica es el producto de la potencia por el tiempo ( E ).
E = P . T
Tipos de conexión: en un circuito eléctrico los elementos se pueden conectar de tres formas: en serie, paralelo o mixto.
Formulas:
Conexión en serie:
Rt = R¹ + R² + R³ …
Vt = V¹ + V² + V³ …
It = I¹ = I² = I³ …
Conexión en paralelo:
Rt = R¹ . R² ÷ R¹ + R²
It = I¹ + I² …
Vt = V¹ = V² …
domingo, 8 de febrero de 2009
AGRADECIMIENTOS
VIDEOS
Como hacer un motor
http://www.youtube.com/watch?v=tV3ISO_6zLc
Efecto fotoeléctrico
http://www.youtube.com/watch?v=N3L-k6hpEtY
Circuito en paralelo
http://www.youtube.com/watch?v=r6BTBLqKhss
Circuito en serie
http://www.youtube.com/watch?v=43B9x0Fk1bg
Corriente AC Y DC.
Definiciones:
Molécula
Una molécula es una partícula formada por un conjunto de átomos.
Estructura de la materia
La materia consiste en partículas extremadamente pequeñas agrupadas. La particula más pequeña es conocida como el átomo. Hay 92 ocurrencias naturales de estas agrupaciones de partículas llamadas elementos. Estos elementos fueron agrupados en la tabla periódica de los elementos en secuencia de acuerdo a sus números atómicos y peso atómico. Hay además 14 elementos hechos por el hombre que no ocurren en la naturaleza, por lo que al final son unos 106 elementos conocidos hasta la fecha. Estos elementos no pueden cambiarse por procesos químicos. Ellos solo pueden ser cambiados por reacción nuclear o atómica, sin embargo pueden ser combinados para producir el incontable número de compuestos con los que tropezamos día a día.
Número y peso atómicos
Los elementos se identifican por su número y peso atómicos. Normalmente, un átomo tiene igual número de protones en su núcleo que de electrones girando alrededor de él. El número de protones y electrones es llamado número atómico. El peso atómico de un elemento es el número total de partículas mayores (protones y neutrones) en el núcleo, redondeado al número entero mas próximo. Uno de los primeros elementos estudiados por los científicos fue el Oxígeno. Después de la investigación, en el núcleo del oxígeno se encontraron 8 protones y 8 neutrones, por lo que le fueron asignados 16 como peso atómico y 8 como número atómico.
Como se muestra en la figura 2 los electrones que giran alrededor del núcleo los hacen agrupados en anillos u órbitas. Esas órbitas se tratan como niveles de energía los que a su vez contienen además sub-niveles. Cada nivel y sub-nivel de energía dependiendo de la distancia al núcleo contiene un cierto número máximo de electrones que no puede excederse. El primer nivel puede tener 2 electrones, el segundo 8 (2 en el primer sub-nivel y 6 en el segundo), el tercero puede contener 18 (2,6,10), el cuarto puede contener 32 (2,6,10,14), etc...El último nivel de energía de un átomose llama nivel de valencia y puede estar lleno con el número máximo de electrones permitidos o tener electrones en defecto.Como este último nivel de energía está incompleto puede aceptar o ceder alguno de los electrones a otro átomo de otro elemento que cumpla la misma condición y así formar uniones de átomos diferentes que comparten uno o mas electrones. Este enlace de átomos constituye la base de la comprensión de las reacciones químicas para formar sustancias complejas a partir de elementos simples. Cuando el último nivel está completo el átomo no puede compartir electrones siendo una sustancia muy estable y que no forma compuestos con otros elementos en condiciones normales, estas sustancias son los llamados gases nobles,
Figura 3
La figura 3 representa el elemento
Carga eléctricaLos protones y electrones ejercen fuerzas mutuas entre ellos, mas o menos como si existiera una fuerza gravitacional entre ellos, por lo que se ha supuesto que las masas de estas partículas son portadoras de cierta carga eléctrica y que la fuerza de interacción entre ellas es entonces una fuerza eléctrica. En la práctica estas fuerza eléctricas son de atracción entre partículas de naturaleza diferente (protones y electrones) y de repulsión entre las partículas de la misma naturaleza al igual que los polos de un imán, esto hace pensar en cargas de diferente naturaleza las que han sido convencionalmente denominadas positiva (+) para el protón y negativa (-) para el electrón.Se ha demostrado además que la magnitud de las cargas de las partículas con independencia de la enorme diferencia de masa son iguales, por lo que el átomo normal (misma cantidad de protones y electrones) es una entidad neutra eléctricamente hablando.Esta carga de las partículas elementales es la menor cantidad de carga eléctrica que puede existir por lo que se ha convenido en denominar carga elemental.
Algunos tipos de ondas periódicas tienen el inconveniente de no tener definida su expresión matemática, por lo que no se puede operar analíticamente con ellas. Por el contrario, la onda senoidal no tiene esta indeterminación matemática y presenta las siguientes ventajas:
La corriente directa (CD) o corriente continua (CC) es aquella cuyas cargas eléctricas o electrones fluyen siempre en el mismo sentido en un circuito eléctrico cerrado, moviéndose del polo negativo hacia el polo positivo de una fuente de fuerza electromotriz (FEM), tal como ocurre en las baterías, las dinamos o en cualquier otra fuente generadora de ese tipo de corriente eléctrica.
Representación de la tensión en corriente continua.La corriente continua (CC en español, en inglés DC, de Direct Current) es el flujo continuo de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial. A diferencia de la corriente alterna (CA en español, AC en inglés), en la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección (es decir, los terminales de mayor y de menor potencial son siempre los mismos). Aunque comúnmente se identifica la corriente continua con la corriente constante (por ejemplo la suministrada por una batería), es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad.
La superconductividad
Su comportamiento físico, pueden ser de tipo I (con un cambio brusco de una fase a otra, o en otras palabras, si sufre un cambio de fase de segundo orden) o de tipoII (si pasan por un estado mixto en que conviven ambas fases, o dicho de otro modo, si sufre un cambio de fase de segundo orden).
La teoría que los explica, llamándose convencionales (si son explicados por la teoría BCS) o no convencionales (en caso contrario).
el descubrimiento del efecto isotópico en 1950 (que vinculó la superconductividad con la red cristalina),
y el descubrimiento de Lars Onsager en 1953 de que los portadores de carga son en realidad parejas de electrones llamados pares de Cooper (resultado de experimentos sobre la cuantización flujo magnético que pasa a través de un anillo superconductor).
Su temperatura crítica, siendo de alta temperatura (generalmente se llaman así si se puede alcanzar su estado conductor enfriándolos con nitrógeno líquido), o de baja temperatura (si no es así).
El material de que están hechos, pudiendo ser elementos puros (como el mercurio o el plomo), superconductores orgánicos (si están en forma de fulerenos o nanotubos, lo cual los podría incluir en cierto modo entre los elementos puros, ya que están hechos de carbono), cerámicas (entre las que destacan las del grupo YBCO y el diboruro de magnesio) o aleaciones.
Materiales para la conducción eléctrica
CONDUCTORES DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA
Conductores son todos aquellos materiales o elementos que permiten que los atraviese el flujo de la corriente o de cargas eléctricas en movimiento. Si establecemos la analogía con una tubería que contenga líquido, el conductor sería la tubería y el líquido el medio que permite el movimiento de las cargas.
Cuando se aplica una diferencia de potencial a los extremos de un trozo de metal, se establece de inmediato un flujo de corriente, pues los electrones o cargas eléctricas de los átomos que forman las moléculas del metal, comienzan a moverse de inmediato empujados por la presión que sobre ellos ejerce la tensión o voltaje.Esa presión procedente de una fuente de fuerza electromotriz (FEM) cualquiera (batería, generador, etc.) es la que hace posible que se establezca un flujo de corriente eléctrica a través del metal.
BUENOS Y MALOS CONDUCTORES DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA
Los mejores conductores de la corriente eléctrica son los metales, porque ceden más fácil que otros materiales los electrones que giran en la última órbita de sus átomos (la más alejada del núcleo). Sin embargo, no todos los metales son buenos conductores, pues existen otros que, por el contrario, ofrecen gran resistencia al paso de la corriente y por ello se emplean como resistencia eléctrica para producir calor. Un ejemplo de un metal que se comporta de esa forma es el alambre nicromo (NiCr).
El más utilizado de todos los metales en cualquier tipo de circuito eléctrico es el cobre (Cu), por ser relativamente barato y buen conductor de la electricidad, al igual que el aluminio (Al). Sin embargo, los mejores metales conductores son el oro (Au) y la plata (Ag), aunque ambos se utilizan muy limitadamente por su alto costo.El oro se emplea en forma de hilo muy fino para unir los contactos de los chips de circuitos integrados y microprocesadores a los contactos que los unen con las patillas exteriores de esos elementos electrónicos, mientras que la plata se utiliza para revestir los contactos eléctricos de algunos tipos de relés diseñados para interrumpir el flujo de grandes cargas de corriente en amper.El aluminio, por su parte, se emplea para fabricar cables gruesos, sin forro. Este tipo de cable se coloca, generalmente, a la intemperie, colgado de grandes aislantes de porcelana situados en la parte más alta de las torres metálicas destinadas a la distribución de corriente eléctrica de alta tensión.
MATERIALES SEMICONDUCTORES Y AISLANTES
Existen también otros elementos denominados metaloides, que actúan como semiconductores de la corriente eléctrica. Entre esos elementos o materiales se encuentran el silicio (Si), el galio (Ga) y el germanio (Ge).Los átomos de esos elementos son menos propensos a ceder electrones cuando los atraviesa una corriente eléctrica y su característica principal es dejarla pasar en un solo sentido e impedirlo en sentido contrario.
El cristal de silicio es el elemento más utilizado en la actualidad como material semiconductor para fabricar diodos, transistores, circuitos integrados y los microprocesadores que utilizan los ordenadores o computadoras personales, así como otros dispositivos digitales.
Si establecemos de nuevo una analogía con un líquido que circule a través del circuito hidráulico de una tubería, como se hizo al principio de este tema con los conductores, el aislador sería el equivalente al mismo tubo del circuito hidráulico, pero en este caso conteniendo líquido congelado, lo cual obstruiría por completo el movimiento de los átomos del líquido a través de la tubería. Esto sería algo similar a lo que ocurre con las cargas eléctricas cuando tropiezan con un material aislante que le interrumpe el paso en un circuito eléctrico. Esa es, precisamente, la función de los aisladores que vemos colgando de las torres de distribución eléctrica, para soportar los cables y evitar que la corriente pase a la estructura metálica o de cemento de la torre.
Codificación de la resistencia
Ley de ohm
La Ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una de las leyes fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades básicas presentes en cualquier circuito eléctrico como son:
1. Tensión o voltaje (E), en volt (V).
2. Intensidad de la corriente (I), en ampere (A) o sus submúltipos.
3. Resistencia (R) de la carga o consumidor conectado al circuito en ohm ( ), o sus múltiplos.
Circuito eléctrico compuesto por una pila de 1,5 volt, una resistencia o carga eléctrica y el flujo de una< intensidad de corriente.
Debido a la existencia de materiales que dificultan más el paso de la corriente eléctrica que otros, cuando el valor de la resistencia varía, el valor de la intensidad de corriente en ampere también varía de forma inversamente proporcional. Es decir, si la resistencia aumenta, la corriente disminuye y, viceversa, si la resistencia disminuye la corriente aumenta, siempre y cuando, en ambos casos, el valor de la tensión o voltaje se mantenga constante.Por otro lado, de acuerdo con la propia Ley, el valor de la tensión es directamente proporcional a la intensidad de la corriente; por tanto, si el voltaje aumenta o disminuye el amperaje de la corriente que circula por el circuito aumentará o disminuirá en la misma proporción, siempre y cuando el valor de la resistencia conectada al circuito se mantenga constante.
Resistencia Eléctrica
Esta definición es válida para la corriente continua y para la corriente alterna cuando se trate de elementos resistivos puros, esto es, sin componente inductiva ni capacitiva. De existir estos componentes reactivos, la oposición presentada a la circulación de corriente recibe el nombre de impedancia.
Según sea la magnitud de esta oposición, las sustancias se clasifican en conductoras, aislantes y semiconductoras. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nulo.