miércoles, 11 de diciembre de 2013

MOTOR ELÉCTRICO



El motor eléctrico es aquel motor que transforma la energía eléctrica en energía mecánica, por medio de la repulsión que presenta un objeto metálico cargado eléctricamente ante un imán permanente. Son máquinas eléctricas rotatorias.

Algunos de los motores eléctricos son reversibles, ya que pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores. Los motores eléctricos de tracción usados en locomotoras o en automóviles híbridos realizan a menudo ambas tareas, si se los equipa con frenos regenerativos.

Son muy utilizados en instalaciones industriales, comerciales y particulares. Pueden funcionar conectados a una red de suministro eléctrico o a baterías. Así, en automóviles se están empezando a utilizar en vehículos híbridos para aprovechar las ventajas de ambos





GENERADOR

Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrica entre dos de sus puntos (llamados polos, terminales o bornes) transformando la energía mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominada también estátor). Si se produce mecánicamente un movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generará una fuerza electromotriz (F.E.M.). Este sistema está basado en la ley de Faraday.

Aunque la corriente generada es corriente alterna, puede ser rectificada para obtener una corriente continua. En el diagrama adjunto se observa la corriente inducida en un generador simple de una sola fase. La mayoría de los generadores de corriente alterna son de tres fases.

El proceso inverso sería el realizado por un motor eléctrico, que transforma energía eléctrica en mecánica.


File:Simpel-1-faset-generator.gif


TRANSFORMADOR

Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros factores.El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, basándose en el fenómeno de la inducción electromagnética. Está constituido por dos o más bobinas de material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo. El núcleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de láminas apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. También existen transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensión que el secundario.


File:Transformer.filament.agr.jpg





 GENERADOR ELÉCTRICO

A medida que el hombre aprendió acerca de la electricidad, por medio de la observación fue capaz de identificar los principios para generarla.
Concepto de generación
Un generador eléctrico es un aparato capaz de mantener una diferencia de cargas eléctricas entre dos puntos (es decir, voltaje), transformando otras formas de energía en energía mecánica y posteriormente en una corriente alterna de electricidad(aunque esta corriente alterna puede ser convertida a corriente directa con una rectificación).
Para construir un generador eléctrico se utiliza el  principio de “inducción electromagnética” descubierto por Michael Faraday en 1831, y que establece que si un conductor eléctrico es movido a través de un campo magnético, se inducirá unacorriente eléctrica que fluirá a través del conductor.
Inducción electromagnética
Debido a que una de los elementos fundamentales de la materia es precisamente la carga electromagnética compuesta de un campo magnético y un campo eléctrico asociado al movimiento de las partículas. Un generador utiliza bosones del campo magnético para energizar cinéticamente electrones y provocar una interacción con otros electrones, que tiene como consecuencia la generación de la corriente eléctrica y un voltaje.
emanim
Al manipular una fuerza electromagnética se puede inducir el desplazamiento o movimiento de electrones, y como consecuencia se producirá una corriente eléctrica.
Principio de electricidad
Desde un punto de vista eléctrico, los componentes de un generador son un campo magnético, y un objeto que rota en las inmediaciones de dicho campo magnético, y que conduce la electricidad “generada” hacia un circuito.
Generador de energía básico
Los componentes de un generador desde el punto de vista mecánico son:
(1)   Estator, que es una armadura metálica en reposo recubierta por alambres de cobre que forman un circuito.
(2)  Rotor, que es un eje que rota  dentro del estator impulsado por una turbina. Este rotor en su parte más externa tiene un electroimán alimentado por una corriente eléctrica pequeña.
Partes de un Generador - Estator y Rotor
Al girar el rotor a grandes velocidades gracias a una energía mecánica externa proveniente de una turbina, se producen corrientes en los hilos de cobre del estator. Las turbinas aprovechan las fuentes de energía externa, transformándolas en energía mecánica, que a su vez es la que se utiliza para transformarla en energía eléctrica.
Un generador que gira a 1000 rotaciones por minuto puede producir una corriente de 1 ampere, el número de electrones moviéndose (1 amp es igual a 6.24 x 10 18electrones moviéndose por un alambre por segundo), con un voltaje de 6 voltios.
Todas las plantas de energía tienen turbinas y generadores. Algunas turbinas son alimentadas por viento, agua, vapor proveniente de la Tierra o de  la combustión debiomasa, energías fósiles y otras formas de energía.
Generador y turbina
La electricidad producida por un generador cuando fluye a través de los cables de transmisión que unen las plantas de energía hacia los hogares, industria y escuelas. Para generar esta energía a gran escala, se instalan centrales eléctricas con plantas eléctricas complejas.

martes, 10 de diciembre de 2013

Un imán artificial es un cuerpo de material ferromagnético al que se ha comunicado la propiedad del magnetismo, ya sea mediante frotamiento con un imán natural o por la acción de corrientes eléctricas aplicadas en forma conveniente (electroimanación):
Imanes artificiales permanentes.- Son las sustancias magnéticas que al frotarlas con la magnetita, se convierten en imanes, y conservan durante mucho tiempo su propiedad de atracción.
Imanes artificiales temporales.- Aquellos que producen un campo magnético sólo cuando circula por ellos una corriente eléctrica. Un ejemplo es el electroimán.
Un electroimán es un tipo de imán en el que el campo magnético se produce mediante el flujo de una corriente eléctrica, desapareciendo en cuanto cesa dicha corriente.
Fue inventado por el electricista británico William Sturgeon en 1825. El primer electroimán era un trozo de hierro con forma de herradura envuelto por una bobina enrollada sobre él. Sturgeon demostró su potencia levantando 4 kg con un trozo de hierro de 200 g envuelto en cables por los que hizo circular la corriente de una batería. Sturgeon podía regular su electroimán, lo que supuso el principio del uso de la energía eléctrica en máquinas útiles y controlables, estableciendo los cimientos para las comunicaciones electrónicas a gran escala.
El tipo más simple de electroimán es un trozo de cable enrollado. Una bobina con forma de tubo recto (parecido a un tornillo) se llama solenoide, y cuando además se curva de forma que los extremos coincidan se denomina toroide. Pueden producirse campos magnéticos mucho más fuertes si se sitúa un «núcleo» de material paramagnético o ferromagnético (normalmente hierro dulce) dentro de la bobina. El núcleo concentra el campo magnético, que puede entonces ser mucho más fuerte que el de la propia bobina.
Los campos magnéticos generados por bobinas de cable se orientan según la regla de la mano derecha. Si los dedos de la mano derecha se cierran en torno a la dirección de la corriente que circula por la bobina, el pulgar indica la dirección del campo dentro de la misma. El lado del imán del que salen las líneas del campo se define como «polo norte».






Un imán es un material capaz de producir un campo magnético exterior y atraer el hierro (también puede atraer al cobalto y al níquel). Los imanes que manifiestan sus propiedades de forma permanente pueden ser naturales, como la magnetita (Fe3O4) oartificiales, obtenidos a partir de aleaciones de diferentes metales. Podemos decir que un imánpermanente es aquel que conserva el magnetismo después de haber sido imantado. Un imán temporalno conserva su magnetismo tras haber sido imantado.
En un imán la capacidad de atracción es mayor en sus extremos o polos. Estos polos se denominan norte y sur, debido a que tienden a orientarse según los polos geográficos de la Tierra, que es un gigantesco imán natural.
TIPOS DE IMANES.

Según su origen:
IMANES NATURALES: se refiere a minerales naturales, los cuales tienen la propiedad de atraer elementos como el hierro, el níquel, etc.
La magnetita es un imán de este tipo, compuesto por óxido ferroso férrico, cuya particularidad principal consiste en atraer fragmentos de hierro natural.
IMANES ARTIFICIALES: esta denominación recae sobre aquellos cuerpos magnéticos que, tras friccionarlos con magnetita se transforman de manera artificial en imanes.
Según la perduración de sus propiedades magnéticas:
IMANES TEMPORALES: los imanes temporales están conformados por hierro dulce y se caracterizan por poseer una atracción magnética de corta duración.
IMANES PERMANENTES: con este término se alude a aquellos imanes constituidos por acero, los cuales conservan la propiedad magnética por un tiempo perdurable.
IMANES CERÁMICOS O FERRITAS.  Esta clase de imanes tiene un aspecto liso y color grisáceo.  Suelen ser de los más utilizados debido a su maleabilidad. Aunque, por otro lado, al ser frágiles, corren el riesgo de romperse con facilidad.
IMANES DE ALNICO: el nombre deriva de una contracción de las palabras: aluminio, níquel y cobalto, elementos de los que se compone. Esta clase de imanes presentan un buen comportamiento frente a la presencia de altas temperaturas, sin embargo, no cuentan con considerable fuerza.
IMANES DE TIERRAS RARAS: esta clase de imanes se subdividen en dos categorías de acuerdo al material químico del que se compone:
  • Neodimio: están formados por hierro, neodimio y boro. Presentan una oxidación fácil, y se utilizan en aquellos casos donde las temperaturas no alcanzan los 80º C.
  • Samario cobalto: no suelen oxidarse de manera fácil, aunque el precio al que cotizan es muy elevado.
IMANES FLEXIBLES: como su nombre lo indica, estos imanes poseen una gran flexibilidad. Están compuestos por partículas magnéticas como el estroncio y el hierro. Las desventajas de los imanes flexibles son la baja resistencia a la oxidación y su escasa potencia magnética.






Electroiman-05.jpg


Un electroimán es un tipo de imán en el que el campo magnético se produce mediante el flujo de una corriente eléctrica, desapareciendo en cuanto cesa dicha corriente.
En 1819, el físico danés Hans Christian Ørsted descubrió que una corriente eléctrica que circula por un conductor produce un efecto magnético que puede ser detectado con la ayuda de una brújula. Basado en sus observaciones, el físico estadounidense Joseph Henry inventó el electroimán en 1825. El primer electroimán era un trozo de hierro con forma de herradura envuelto por una bobina enrollada sobre él. Henry envolvió los cables por los que hizo circular la corriente de una batería. Henry podía regular su electroimán, lo que supuso el principio del uso de la energía eléctrica en máquinas útiles y controlables, estableciendo los cimientos para las comunicaciones electrónicas a gran escala.
La principal ventaja de un electroimán sobre un imán permanente es que el campo magnético puede ser rápidamente manipulado en un amplio rango controlando la cantidad de corriente eléctrica. Sin embargo, se necesita una fuente continua de energía eléctrica para mantener el campo.
Cuando una corriente pasa por la bobina, pequeñas regiones magnéticas dentro del material, llamadas dominios magnéticos, se alinean con el campo aplicado, haciendo que la fuerza del campo magnético aumente. Si la corriente se incrementa, todos los dominios terminarán alineándose, condición que se denomina saturación. Cuando el núcleo se satura, un mayor aumento de la corriente sólo provocará un incremento relativamente pequeño del campo magnético. En algunos materiales, algunos dominios pueden realinearse por sí mismos. En este caso, parte del campo magnético original persistirá incluso después de que se retire la corriente, haciendo que el núcleo se comporte como un imán permanente. Este fenómeno, llamado remanencia, se debe a la histéresis del material. Aplicar una corriente alterna decreciente a la bobina, retirar el núcleo y golpearlo o calentarlo por encima de su punto de Curie reorientará los dominios, haciendo que el campo residual se debilite o desaparezca.
En aplicaciones donde no se necesita un campo magnético variable, los imanes permanentes suelen ser superiores. Además, es posible fabricar imanes permanentes que producen campos magnéticos más fuertes que un electroimán de tamaño similar.

Funcionamiento......

El material del núcleo del imán (generalmente hierro) se compone de pequeñas regiones llamadas dominios magnéticos que actúan como pequeños imanes. Antes que la corriente en el electroimán este activada, los dominios en el núcleo de hierro están en direcciones al azar, por lo que sus campos magnéticos pequeños se anulan entre sí, el hierro aun no tiene un campo magnético de gran escala. Cuando una corriente pasa a través del alambre envuelto alrededor de la plancha, su campo magnético penetra en el hierro, y hace que los dominios giren, alineándose en paralelo al campo magnético, por lo que sus campos magnéticos diminutos se añaden al campo del alambre, creando un campo magnético que se extiende en el espacio alrededor del imán. Cuanto mayor es la corriente que pasa a través de la bobina de alambre, más dominios son alineados, aumentando la intensidad del campo magnético. Finalmente, todos los dominios estarán alineados, nuevos aumentos en la corriente sólo causan ligeros aumentos en el campo magnético: este fenómeno se denomina saturación. Cuando la corriente en la bobina está desactivada, la mayoría de los dominios pierden la alineación y vuelven a un estado aleatorio y así desaparece el campo. Sin embargo en algunos la alineación persiste, ya que los dominios tienen dificultades para perder su dirección de magnetización, dejando en el núcleo un imán permanente débil. Este fenómeno se llama histéresis y el campo magnético restante se llama magnetismo remanente. La magnetización residual del núcleo se puede eliminar por desmagnetización.



imanes naturales

QUE ES UN IMAN:
Un imán es un material capaz de producir un campo magnético exterior y atraer el hierro (también puede atraer al cobalto y al níquel). Los imanes que manifiestan sus propiedades de forma permanente pueden ser naturales, como la magnetita (Fe3O4) oartificiales, obtenidos a partir de aleaciones de diferentes metales. Podemos decir que un imánpermanente es aquel que conserva el magnetismo después de haber sido imantado. Un imán temporalno conserva su magnetismo tras haber sido imantado.
En un imán la capacidad de atracción es mayor en sus extremos o polos. Estos polos se denominan norte y sur, debido a que tienden a orientarse según los polos geográficos de la Tierra, que es un gigantesco imán natural.

IMANES NATURALES: se refiere a minerales naturales, los cuales tienen la propiedad de atraer elementos como el hierro, el níquel, etc.
La magnetita es un imán de este tipo, compuesto por óxido ferroso férrico, cuya particularidad principal consiste en atraer fragmentos de hierro natural.
PROPIEDADES
Los imanes poseen dos zonas en las que se concentra la fuerza que ejercen, estas zonas son los extremos del imán y reciben el nombre de polos magnéticos, norte y sur. Los polos del mismo nombre se repelen y los polos opuestos se atraen. Compruébalo.
EJEMPLOS:
imanes naturales: son aquellos que se encuentran en la Tierra y que atraen al hierro. Denominados magnetita ,Un imán natural es un mineral con propiedades magnéticas (magnetita).
PRINCIPAL EJEMPLO DE IMAN NATURAL:
LA TIERRA ES UN IMAN GIGANTESCO
Porque posee un campo magnetico natural. Este se debe a que en el centro del planeta existen metales liquidos (por la temperatura tan alta que hay ahi), y cuando estos se mueven producen un campo magnetico que es detectable de manera sencilla. Un ejemplo sencillo son las auroras boreales; estos son fenomenos muy bonitos en donde al entrar particulas cargadas del espacio a la tierra, producen colores muy llamativos en la atmosfera.
propiedades macneticas

Fuerzas magnéticas 
Las fuerzas magnéticas se generan mediante el movimiento de partículas cargadas 
Eléctricamente; existen junto a las fuerzas electrostáticas. 
Distribuciones del campo magnético de : 
•una espira por la que circula corriente y 
•de un imán en forma de barra. 
En los materiales magnéticos existen polos magnéticos, 
Son análogos a los dipolos eléctricos. 
Los dipolos magnéticos pueden considerarse como 
pequeños imanes formados por un polo norte y un polo sur. 
Dentro de un campo magnético, la fuerza del campo 
orienta los dipolos en la dirección del campo • Si el campo magnético es generado por medio de una bobina cilíndrica formada
Por N espiras:
• Entonces, H: 
L
N I
H

Campo magnético aplicado 
unidades = (ampere-vuelta/m) 
corriente 
Campo magnético aplicado 
Campo magnético 
Aplicado, H 
Corriente, I 
N = número de vueltas 
L = longitud total 
Campo magnético aplicado o intensidad del campo magnético, H • La inducción magnética o densidad de flujo magnético, B, es la intensidad de campo
magnético dentro de una sustancia que es sometida a un campo H
Inducción magnética 
corriente I 
B = Inducción magnética (tesla) 


 Dentro 
 del material 
La intensidad del campo magnético y la densidad de flujo están relacionadas: B= H 
Donde es la permeabilidad B0= 0H 
 es la permeabilidad del vacío 
=4 x10-7
 H/m Magnetización 
• Susceptibilidad magnética, (adimensional)
 Mide la respuesta del material 
relativa al vacío 
H 
B 
vacío 
 = 0 
 > 0 
 < 0 
La magnetización, M, de un sólido se define como: B0= 0H+ 0M 
En presencia de un campo H, los momentos magnéticos dentro del material tienden a 
alinearse con el campo y a reforzarlo en virtud de sus momentos magnéticos. 

La magnitud de M es proporcional al campo aplicado: M= mH 
Donde m es la susceptibilidad magnética. 6 
• Mide la respuesta de los electrones a un campo magnético.
• Los electrones producen momentos magnéticos: 
• Momento magnético neto: 
 --suma de los momentos de todos los electrones. 

• Tres tipos de respuesta... 
Susceptibilidad magnética 
Momentos magnéticos 
electrón 
nucleo 
electrón 
spin 
Las propiedades magnéticas macroscópicas de los materiales son consecuencia de los 
Momentos magnéticos de los electrones individuales. 
El momento magnético más fundamental es el Magnetón de Bohr B=9.27x10-24
 A-m2
. 7 
3 tipos de magnetismo
Inducción Magnética 
 B (tesla) 
Campo magnético aplicado (H) 
(ampere-vuelta/m) 
vacío ( = 0) 
diamagnético -5 (1) ( ~ -10 ) 
Ej. Al 2 O 3 
, Cu, Au, Si, Ag, Zn 
ferromagnético ej. Fe3O4
, NiFe2O4 
ferrimagnético ej. ferrita( ), Co, Ni, Gd 
(3) 


( hasta 10 
6 
 !) 
(2) 

paramagnético 
Ej. Al, Cr, Mo, Na, Ti, Zr 

 ( ~ 10 
-4 
) 
permeabilidad del vacío: 
(1.26 x 10-6 Henries/m) 

B (1 )
o
H8 
Momentos magnéticos de tres tipos
Sin campo 
Magnético aplicado (H = 0) Aplicado 
Campo magnético(H) 

(1) diamagnético 
none 
opposing 
(2) paramagnético 

random 
aligned 
(3) ferromagnético 
 ferrimagnético 

aligned 
aligned 
 Diamagnetismo 
• Es una forma muy débil de magnetismo que no es 
permanente y presiste sólo mientras el campo 
externo está presente. 
• Es inducido por un cambio en el movimiento 
orbital de los electrones debido al campo 
magnético aplicado. 
• Momento magnético es muy pequeño y tiene 
dirección opuesta al campo. 
• Los materiales diamagnéticos No tienen 
aplicación práctica Paramagnetismo 
• En algunos materiales sólidos, cada átomo posee 
un momento magnético dipolar permanente, por 
la cancelación incompleta del espín de los 
electrones. 
• En ausencia de campo magnético aplicado estos 
momentos magnéticos atómicos son al azar y son 
libre para girar. 
• En presencia del campo aplicado los momentos 
pueden girar y alinearse con el campo. 
• Susceptibilidad magnética pequeña pero positiva. 
 Ferromagnetismo 
• Ciertos materiales poseen un momento magnético 
permanente en ausencia de campo externo aplicado 
• Manifiestan magnetizaciones permanentes muy 
grandes. 
• Tienen susceptibilidades magnéticas hasta de 106
. 
• Los momentos magnéticos se deben al espín de los 
electrones no cancelados. 
• Hay fuerzas de acoplamiento que hacen que los 
momentos de átomos adyacentes se orienten. 
• Esta alineación mutua de los espines se presenta en 
volúmenes grandes del cristal dominios. 
 12 
• Cuando el campo aplicado (H) aumenta...
 --los momentos magnéticos se alinean con H. 
Materiales ferromagnéticos 
Campo magnético aplicado(H) 
Magnética (B) 
Inducción 
0 
B sat 
H = 0 
H 
H 
H 
H 
H 
Los “Dominios” con 
momentos magnéticos 
crecen a expensas de 
los poco alineados. Magnetización de saturación 
• Magnetización de saturación Ms
: 
• Resulta cuando todos los dipolos magnéticos 
en una pieza sólida están mutuamente 
alineados con el campo externo. 
• También existe la correspondiente densidad 
de flujo de saturación Bs
. 
• La magnetización de saturación es igual al 
producto del momento magnético neto de 

cada átomo y el número de átomos presentes. 

jueves, 31 de octubre de 2013


El amperímetro:

http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema8/imagenes/amperimetro.JPG

La medición de la corriente que fluye por un circuito cerrado se realiza por medio de un amperímetro o un miliamperímetro, según sea el caso, conectado en serie en el propio circuito eléctrico. Para medir amper se emplea el "amperímetro" y para medir milésimas de amper se emplea el miliamperímetro.
 

La intensidad de circulación de corriente eléctrica por un circuito cerrado se puede medir por medio de un amperímetro conectado en serie con el circuito o mediante inducción electromagnética utilizando un amperímetro de gancho. Para medir intensidades bajas de corriente se puede utilizar también un multímetro que mida miliamper (mA).
El ampere como unidad de medida se utiliza, fundamentalmente, para medir la corriente que circula por circuitos eléctricos de fuerza en la industria, o en las redes eléctricas doméstica, mientras que los submúltiplos se emplean mayormente para medir corrientes de poca intensidad que circulan por los circuitos electrónicos.
 

http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema8/imagenes/Fle38.gif

 

3.- Resistencia.

La  resistencia de un material es una medida que indica la facilidad con que una corriente eléctrica puede fluir a través de él.

La resistencia de un conductor es directamente proporcional a su longitud e inversamente proporcional a su sección y varía con la temperatura.

http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema8/imagenes/simbolos%20electricos.gif

Símbolos eléctricos

Medida de la resistencia. Ley de Ohm.

La resistencia de un conductor es el cociente entre la diferencia de potencial o voltaje que se le aplica y la intensidad de corriente que lo atraviesa

R= Va-Vb /I. Es la expresión matemática de la ley de Ohm.

La unidad de resistencia en el SI es el ohmio http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema8/sim_omega.gif: 1 ohmio = 1 voltio / 1 amperio.

Un ohmio es la resistencia que opone un conductor al paso de la corriente cuando, al aplicar a sus extremos una diferencia de potencial de un voltio, deja pasar una intensidad de corriente de un amperio.

A partir de la ley de Ohm se puede calcular la diferencia de potencial entre los extremos de una resistencia de la siguiente forma:

Va-Vb = I * R

Asociación de resistencias:

Serie: Es cuando las resistencias están una detrás de otra. La intensidad en cada resistencia son iguales.

 

                    VT = V1 + V2 + V3 + ...

                    RT = R1 + R2 + R3 + ...

Ejemplo:

http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema8/imagenes/r_serie.gif
 RT = 5 + 3 + 10 = 18http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema8/sim_omega.gif         IT = VCC / RT
                    VR1 = 5 x IT
                    VR2 = 3 x IT
                    VR3 = 10 x IT
 

Paralelo: Es cuando las entradas de cada resistencia están conectadas a un mismo punto y las de salida en otro. El voltaje de cada resistencia es igual al de la Vcc.

 

                    IT = IR1 + IR2 + IR3 + ...

                    RT = (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3) + ...

Ejemplo:

http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema8/imagenes/r_paralelo.gif
 RT = (1 / 5) + (1 / 3) + (1 / 10 ) = 1.57http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema8/sim_omega.gif
               RR1+R2 = (5 x 3) / (5 + 3) = 1.87http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema8/sim_omega.gif   
             RT = (1.87 x 10) / (1.87 + 10) = 1.57http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema8/sim_omega.gif
                     IT = Vcc / RT
                    IR1 = Vcc / 5
                    IR2 = Vcc / 3
                    IR3 = Vcc / 10

 

Pasos a seguir para resolver problemas aplicando la ley de Ohm:

  • Dibuja un esquema del circuito.
  • Halla la resistencia equivalente del circuito
  • Utiliza la expresión I = (Va-Vb)/ R o I = fem/R para calcular la intensidad del circuito principal
  • Aplica la ley de Ohm en las diferentes secciones del circuito.

Si deseas obtener más información sobre la ley de Ohm pincha aquí.

 

http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema8/imagenes/Fle38.gif

 

4.- Potencia

La potencia de un aparato electrónico es la energía eléctrica consumida en una unidad de tiempo (por lo general, un segundo).

potencia =  energía consumida/ tiempo         P=E/t

La unidad de potencia en el SI es el vatio  (W). A menudo la potencia viene expresada en kilowatios. 1kW= 1000 W.

P = (VA-VB)*I

De esta ecuación se deduce que:

  • Una diferencia de potencial más elevada origina una potencia mayor, porque cada electrón transporta mucha más energía.
  • Una intensidad mayor incrementa la potencia, pues hay más electrones que gastan su energía cada segundo.

Ejemplo:

             Calcula la intensidad de una bombilla de 100W a 220V y calcula su resistencia.

                         I = P / V = 100 / 200 = 0.45A

                         R = P / I2 = 100 / (0.45)2 = 483http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema8/sim_omega.gif

El consumo de energía eléctrica:

La energía eléctrica consumida se calcula a partir de la expresión de la potencia multiplicada por el tiempo-

Energía consumida = potencia * tiempo      E=P*t

La energía viene dada en Julios (1 Julio = 1 vatio * 1 segundo). No obstante, esta no es la unidad de energía eléctrica que aparece en algunos sitios, sino el kilovatio por hora. 1Kw *h = 3600000 J.

 

Para más información sobre circuitos y ejercicios pincha aquí.

http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema8/imagenes/Fle38.gif

 

5.- Efectos de la corriente eléctrica.

Al hablar de los efectos de la corriente eléctrica, nos referimos a las diferentes posibilidades de transformación de la energía eléctrica en otras formas de energía útiles para los seres humanos.

Efecto calorífico o térmico.

Podemos describir el movimiento de los electrones en un conductor como una serie de movimientos acelerados, cada uno de los cuales termina con un choque contra alguna de las partículas fijas del conductor.

Los electrones ganan energía cinética durante las trayectorias libres entre choques, y ceden a las partículas fijas, en cada choque, la misma cantidad de energía que habían ganado.  La energía adquirida por las partículas fijas (que son fijas solo en el sentido de que su posición media no cambia) aumenta la amplitud de su vibración o sea, se convierte en calor. Para deducir la cantidad de calor desarrollada en un conductor por unidad de tiempo, hallaremos primero la expresión general de la potencia suministrada a una parte cualquiera de un circuito eléctrico. Cuando una corriente eléctrica atraviesa un conductor, éste experimenta un aumento de temperatura.  Este efecto se denomina “efecto Joule”.
Es posible calcular la cantidad de calor que puede producir una corriente eléctrica en cierto tiempo, por medio de la ley de Joule.

E = I 2 * R * t

Efecto luminoso.

La energía eléctrica se transforma en energía lumínica a través de la energía calorífica.

Si deseas más información sobre la energía calorífica pincha aquí.

 

Efecto químico.

La energía eléctrica se transforma en energía química a través de la electrólisis.

Electrólisis:

Electrolisis, parte de la química que trata de la relación entre las corrientes eléctricas y las reacciones químicas, y de la conversión de la energía química en eléctrica y viceversa. En un sentido más amplio, la electrolisis es el estudio de las reacciones químicas que producen efectos eléctricos y de los fenómenos químicos causados por la acción de las corrientes o voltajes.

La mayoría de los compuestos inorgánicos y algunos de los orgánicos se ionizan al fundirse o cuando se disuelven en agua u otros líquidos; es decir, sus moléculas se disocian en componentes cargados positiva y negativamente que tienen la propiedad de conducir la corriente eléctrica. Si se coloca un par de electrodos en una disolución de un electrolito (o compuesto ionizable) y se conecta una fuente de corriente continua entre ellos, los iones positivos de la disolución se mueven hacia el electrodo negativo y los iones negativos hacia el positivo. Al llegar a los electrodos, los iones pueden ganar o perder electrones y transformarse en átomos neutros o moléculas; la naturaleza de las reacciones del electrodo depende de la diferencia de potencial o voltaje aplicado.

La acción de una corriente sobre un electrolito puede entenderse con un ejemplo sencillo. Si el sulfato de cobre se disuelve en agua, se disocia en iones cobre positivos e iones sulfato negativos. Al aplicar una diferencia de potencial a los electrodos, los iones cobre se mueven hacia el electrodo negativo, se descargan, y se depositan en el electrodo como elemento cobre. Los iones sulfato, al descargarse en el electrodo positivo, son inestables y combinan con el agua de la disolución formando ácido sulfúrico y oxígeno. Esta descomposición producida por una corriente eléctrica se llama electrólisis.

En todos los casos, la cantidad de material que se deposita en cada electrodo al pasar la corriente por un electrolito sigue la ley descubierta por el químico físico británico Michael Faraday

 

 

 

¿Qué es la conductividad eléctrica?
Es la propiedad de un material que mide la capacidad de conducir la corriente eléctrica a través del mismo.

 

Los materiales pueden clasificarse en:

BUENOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS: Son aquellos materiales que permiten la circulación de la corriente eléctrica con facilidad.

 

MALOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS O AISLANTES: Son aquellos materiales que dificultan la circulación de la corriente eléctrica.

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