miércoles, 11 de marzo de 2015


                                   CIRCUITO ELECTRICO


Un circuito eléctrico consiste en un conjunto de elementos u operadores que, unidos entre sí, permiten
establecer una corriente entre dos puntos, llamados polos o bornes, para aprovechar la energía eléctrica.
Todo circuito eléctrico se compone de los siguientes elementos mínimos:
  • generador,
  • receptor,
  • conductor.
Los generadores son los elementos que proveen al circuito de la necesaria diferencia de cargas entre sus dos polos o bornes y que, además, son capaces de mantenerla eficazmente durante el funcionamiento del circuito. Ejemplos de ellos son las pilas y baterías y las fuentes de alimentación.
 
 
 
 Los receptores son los elementos encargados de convertir la energía eléctrica en otro tipo de energía útil de manera directa, como la lumínica, la mecánica (movimiento), calorífica, etc. Los receptores eléctricos más usuales en nuestro taller serán las lámparas o bombillas, las resistencias eléctricas y los motores.
 
 
 
 
 
 
 
Los conductores o cables son los elementos que nos sirven para conectar todos los demás elementos que forman el circuito. Con ellos estableceremos el camino que deban recorrer los electrones desde el polo negativo hasta el positivo del generador. Los conductores están fabricados con materiales que conducen bien la electricidad -metales como cobre y aluminio-, recubiertos de materiales aislantes -normalmente plásticos-. 
 
Además de los anteriores, hay otros elementos que forman parte de un circuito y, aunque no son estrictamente necesarios para establecer dicho circuito, sí que en la mayoría de los casos se hacen imprescindibles por una u otra razón. Estos son:
Elementos de maniobra, que permiten, de manera fácil, manipular el paso de la corriente. El interruptor es un elemento básico de cualquier circuito, ya que permitirá abrir o cerrar el circuito sin necesidad de separar los hilos conductores del generador; los conmutadores y pulsadores son otros dos tipos muy usuales de elementos de maniobra usados en el taller de Tecnología.


Elementos de protección, que, como indica su nombre, sirven para proteger a las personas o a los elementos del circuito, del riesgo de manipulaciones inadecuadas o variaciones imprevistas en la corriente. El fusible es un elemento de protección presente en la mayoría de los aparatos eléctricos; y los interruptores automáticos, (Pia’s)o magnetotérmicos y los interruptores diferenciales, están presentes de manera obligatoria en todos los edificios y viviendas.
 
 
 
 
 
 
 
 

Electromecánica

La electromecánica es la combinación de las ciencias del electromagnetismo de la ingeniería eléctrica y la ciencia de la mecánica. La Ingeniería electromecánica es la disciplina académica que la aborda.
Al inicio, los "repetidores" surgieron con la telegrafía y eran dispositivos electromecánicos usados para regenerar señales telegráficas. El conmutador telefónico de barras cruzadas es un dispositivo electromecánico para llamadas de conmutación telefónica. Inicialmente fueron ampliamente instalados en losaños 1950 en Estados Unidos e Inglaterra, y luego se expandieron rápidamente al resto del mundo. Reemplazaron a los diseños anteriores, como elconmutador Strowger, en grandes instalaciones. Nikola Tesla, uno de los más grandes ingenieros de la historia, fue el precursor del campo de la electromecánica.
Paul Nipkow propuso y patentó el primer sistema electromecánico de televisión en 1885. Las máquinas de escribir eléctricas se desarrollaron hasta los años 80 como "máquinas de escribir asistidas por energía". Estas máquinas contenían un único componente eléctrico, el motor. Mientras que antiguamente la pulsación de una tecla movía directamente una palanca de metal con el tipo deseado, con estas máquinas eléctricas las teclas enganchaban diversos engranajes mecánicos que dirigían la energía mecánica desde el motor a las palancas de escritura. Esto mismo ocurría con la posteriormente desarrollada IBM Selectric. En los años 40 se desarrolló en los Laboratorios Bell la computadora Bell Model V. Se trataba de un gran aparato electromecánico basados en relés con tiempos de ciclo del orden de segundos. En 1968 la compañía estadounidense Garrett Systems fue invitada a producir una computadora digital para competir con los sistemas electromecánicos que se estaban desarrollando entonces para la computadora principal de control de vuelo del nuevo avión de combate F-14 Tomcat de la Marina americana.

Campo magnético

Un campo magnético es una descripción matemática de la influencia magnética de las corrientes eléctricas y de los materiales magnéticos. El campo magnético en cualquier punto está especificado por dos valores, la direccióny la magnitud; de tal forma que es un campo vectorial. Específicamente, el campo magnético es un vector axial, como lo son los momentos mecánicos y los campos rotacionales. El campo magnético es más comúnmente definido en términos de la fuerza de Lorentz ejercida en cargas eléctricas. Campo magnético puede referirse a dos separados pero muy relacionados símbolos B y H.
Los campos magnéticos son producidos por cualquier carga eléctrica en movimiento y el momento magnético intrínseco de las partículas elementales asociadas con una propiedad cuántica fundamental, su espín. En larelatividad especial, campos eléctricos y magnéticos son dos aspectos interrelacionados de un objeto, llamado el tensor electromagnético. Las fuerzas magnéticas dan información sobre la carga que lleva un material a través del efecto Hall. La interacción de los campos magnéticos en dispositivos eléctricos tales como transformadores es estudiada en la disciplina de circuitos magnéticos.

Imán

Un imán es un cuerpo o dispositivo con un magnetismo significativo, de forma que atrae a otros imanes o metales,ferromagnéticos (por ejemplo, hierro, cobalto, níquel y aleaciones de estos). Puede ser natural o artificial.
Los imanes naturales mantienen su campo magnético continuo, a menos que sufran un golpe de gran magnitud o se les aplique cargas magnéticas opuestas o altas temperaturas (por encima de la Temperatura de Curie).

Qué es un imán ?

Un imán es un material que tiene la capacidad de producir un campo magnético en su exterior, el que es capaz de atraer al hierro, así como también al níquel y al cobalto.
Existen imanes de origen natural y otros fabricados de forma artificial. Generalmente, aquellos que son naturales manifiestan sus propiedades en forma permanente, como es el caso de la magnetita o Fe304. Los imanes artificiales se pueden crear a partir de la mezcla o aleación de diferentes metales. Otra forma de generar el magnetismo es mediante el principio que opera en los electroimanes, cuyo artículo también puedes leer en este sitio.
La característica de atracción que poseen los imanes se hace más potente y evidente hacia sus extremos o polos, los que son denominados norte y sur, ya que tienden a orientarse a los extremos de nuestro planeta, ya que sus polos son imanes naturales gigantes. Así como sucede con los imanes, debido a los polos, en la Tierra, el espacio en el que se manifiesta la acción de los enormes imanes se denomina campo magnético. Éste se representa a través de líneas de fuerza. Las líneas de fuerza son trazos imaginarios de van de polo a polo, de norte a sur por fuera del imán y en sentido contrario por su parte interna.
El magnetismo de los imanes se explica debido a las pequeñas corrientes eléctricas que se encuentran al interior de la materia. Estas corrientes se producen debido al movimiento de los electrones en los átomos, y cada una de ellas da origen a un imán microscópico. Si todos estos imanes se orientan en forma desordenada, entonces el efecto magnético se anula y el material no contará con esta propiedad. Por el contrario, si todos estos pequeños imanes se alinean, entonces actúan como un solo gran imán, entonces la materia resulta ser magnética.
Si se quiere lograr que un imán deje de ser magnético, entonces es necesario someterlo a la denominada “temperatura Curie”, es decir, a la temperatura precisa que cada tipo de imán requiere. Por ejemplo, un imán cerámico deberá ser sometido a una temperatura de 450ºC, mientras que para un imán de cobalto es necesario alcanzar los 800ºC.

capasitancia

Capacitancia. (Valor capacitivo)

La capacitancia es un parámetro del condensador electrico / capacitor eléctrico que indica la capacidad de almacenamiento de carga que éste tiene y su  unidad es el Faradio.
Esta unidad es muy grande y para representar valores comerciales de este elemento se utilizan los submúltiplos del Faradio, como por ejemplo:
- El uF (microfaradio)
- El pF (picofaradio)
- El nF (nanofaradio), etc.
La siguiente tabla muestra los diferentes rangos de valores de capacitancia para algunos tipos de condensadores / capacitores, así como su tipo de dieléctrico y tensión de ruptura.

Voltaje de ruptura de un condensador eléctrico

El voltaje de ruptura es aquel voltaje máximo que se puede aplicar a los terminales del capacitor. Si se sobrepasa, el dieléctrico se puede perforar provocando un corto circuito.
Tipos de capacitores, capacitancias y voltajes máximos - Electrónica Unicrom

Corriente Eléctrica

La corriente eléctrica es la tasa de flujo de carga que pasa por un determinado punto de un circuito eléctrico, medido en Culombios/segundo, denominado Amperio. En la mayoría de los circuitos eléctrico de DC, se puede asumir que la resistencia al flujo de la corriente es una constante, de manera que la corriente en el circuito está relacionada con el voltaje y la resistencia, por medio de la ley de Ohm. Las abreviaciones estándares para esas unidades son 1 A = 1 C/s.

corriente electrica


Corriente EléctricaSe dice que existe una corriente eléctrica cuando hay un flujo neto de carga eléctrica en una dirección específica del espacio. Para definir una expresión que permita calcularla, es necesario considerar una dirección del espacio y tener información de la carga neta que atraviesa a una superficie perpendicular a esa dirección. Algo similar a lo que haría una persona que observara los transeúntes que caminan por una calle, a través de la rendija de su puerta y contará las personas que van de un lado a otro.

En el caso de la electricidad, la corriente es la carga neta que atraviesa una superficie transversal en cada unidad de tiempo. Operacional mente se define:
I= Q/t
Siendo Q la magnitud de la carga, t el tiempo e I la magnitud de la corriente.

La corriente eléctrica se mide en Amperios en honor al Físico francés Ampere. Un Amperio equivale al flujo de un Coulombio de carga eléctrica por segundo.
Existen diferentes múltiplos y submúltiplos de esta unidad, pero quizás los más usados son:
1 miliamperio = 10 -3 Amperios.
1 microamperio=10 -6 Amperios.
Donde quiera que haya carga eléctrica en movimiento es posible medir una corriente, sin embargo la carga eléctrica por ser una propiedad intrínseca de la materia se desplazará de acuerdo como lo haga la materia misma; ello dará lugar a diferentes tipos de corrientes que reciben diferentes denominaciones de acuerdo a las características del movimiento.


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POTENCIAL ELECTRICO

El potencial eléctrico o potencial electrostático en un punto, es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva desde dicho punto hasta el punto de referencia,1 dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga positiva unitaria qdesde el punto de referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica a velocidad constante. 
El potencial eléctrico sólo se puede definir para un campo estático producido por cargas que ocupan una región finita del espacio. Para cargas en movimiento debe recurrirse a los potenciales de Liénard-Wiechert para representar un campo electromagnético que además incorpore el efecto de retardo, ya que las perturbaciones del campo eléctrico no se pueden propagar más rápido que la velocidad de la luz. Si se considera que las cargas están fuera de dicho campo, la carga no cuenta con energía y el potencial eléctrico equivale al trabajo necesario para llevar la carga desde el exterior del campo hasta el punto considerado. La unidad del Sistema Internacional es el voltio (V). Todos los puntos de un campo eléctrico que tienen el mismo potencial forman una superficie equipotencial. Una forma alternativa de ver al potencial eléctrico es que a diferencia de la energía potencial eléctrica o electrostática, él caracteriza sólo una región del espacio sin tomar en cuenta la carga que se coloca allí.

Fuerza eléctrica

Entre dos o más cargas aparece una fuerza denominada fuerza eléctrica cuyo módulo depende de el valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras que su signo depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo signo se repelen entre sí, mientras que las de distinto signo se atraen.



Fuerza eléctrica


La fuerza entre dos cargas se calcula como:


                                              

q1, q2 = Valor de las cargas 1 y 2d = Distancia de separación entre las cargasFe = Fuerza eléctrica
La fuerza es una magnitud vectorial, por lo tanto además de determinar el módulo se deben determinar dirección y sentido.Si se trata únicamente de dos cargas, la dirección de la fuerza es colineal a la recta que une ambas cargas. El sentido de la fuerza actuante entre dos cargas es de repulsión si ambas cargas son del mismo signo y de atracción si las cargas son de signo contrario.

  • Si se tienen varias cargas y se quiere hallar la fuerza resultante sobre una de ellas, lo que se debe hacer es plantear cada fuerza sobre la carga (una por cada una de las otras cargas). Luego se tienen todas las fuerzas actuantes sobre esta carga y se hace la composición de fuerzas , con lo que se obtiene un vector resultante.

Dirección de la fuerza eléctrica

Sentido de la fuerza eléctrica

Fuerzas originadas por varias cargas sobre otra


Fuerza Electrica

Fuerza Eléctrica

Podemos definir el concepto de fuerza como una magnitud vectorial que tiene la propiedad de cambiar la forma de los objetos, romper su inercia, modificar su velocidad y cambiar su estado de reposo, poniéndolos en movimiento. También podemos decir que fuerza es toda acción o influencia capaz de modificar el estado de reposo o movimiento de un cuerpo, imprimiéndole una aceleración que modifica su velocidad, dirección o sentido, o bien, deformándolo, La segunda Ley de Newton expresa la relación que se da entre fuerza, masa y aceleración. Se anuncia de la siguiente manera:
“La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.

F = m x a
La fuerza es una magnitud física que se puede medir con un instrumento llamado dinamómetro. De acuerdo con el Sistema Internacional de medidas, su unidad es el newton (N); esta unidad equivalente a 1kgm/s².

El campo gravitatorio se origina cuando una masa crea un campo de fuerza cuya acción se manifiesta sobre una masa. Así podemos que un campo gravitatorio es región del espacio donde toda masa se ve sometida a la acción de una fuerza.
La intensidad de un campo gravitatorio se define como fuerza F ejercida sobre una masa m colocada en un punto del campo gravitatorio.
La fuerza es cantidad vectorial que consta de magnitud, dirección y sentido.
Arquímedes fue el primero en describir el concepto de fuerza, aunque solo lo hizo en términos estadísticos; más tarde, Galileo Galilei dio una definición dinámica de fuerza, opuesta a la de Arquímedes. Isaac Newton fue quien formulo matemáticamente la moderna definición de fuerza; él también postulo que la fuerza gravitatoria varia inversamente al cuadrado de la distancia.

Con el propósito de abordar el tema de fuerza eléctrica, es pertinente partir de la clasificación de la electricidad para fines de estudio.
La electricidad se divide en dos grandes ramas: electrostática y electrodinámica. La primera tiene que ver con el comportamiento de las cargas en estado de reposo, equilibrio o estáticas, y la segunda con las cargas en movimiento. En esta unidad solo se abordaran temas relacionados con la electrostática.
Un ejemplo de electrostática lo podemos encontrar en la generación de los rayos cuando las nubes se encuentran cargadas positivamente, se establece un canal natural que atrae las cargas negativas, o exceso de electrones, que se encuentran en estado de reposo en la Tierra.


El electromagnetismo estudia la interacción entre cargas eléctricas, a través del concepto de campo electromagnético. La importancia de la teoría electromagnética hoy en día es incuestionable, dada la gran cantidad de aplicaciones en nuestro mundo cotidiano.

Electromagnetismo

Esta rama de la física estudia los fenómenos eléctricos y magnéticos, que están estrechamente relacionados. El electromagnetismo inicialmente se estudiaba de manera separada: por un lado los fenómenos eléctricos y por otro los magnéticos, hasta que Oersted, casi de manera casual, descubrió que están interconectados.

Quien unió estas ideas y las sintetizó en un pequeño conjunto de ecuaciones fue Maxwell y en su honor dichas leyes se conocen como Leyes de Maxwell. Éstas describen por completo el campo electromagnético en función de un campo eléctrico y un campo 
ELECTROMAGNETISMO

martes, 10 de marzo de 2015