CONDENSADORES

  Capacidad eléctrica: Condensadores

Sirven para almacenar carga eléctrica de manera que posea una energía potencial eléctrica. Esta energía se puede recuperar introduciendo el condensador en un circuito, en la actualidad estos dispositivos se utilizan en diferentes áreas de la electricidad y la electrónica, como por ejemplo en los receptores de radio se observan muchos de ellos, son de tamaño y forma muy diferente al mostrado en la figura.

Todo condensador posee terminales y tiene la capacidad de almacenar carga eléctrica cuando se aplica una diferencia de potencial entre dichos terminales.

La capacidad eléctrica C es una constante y viene dada por la formula:

La unidad de capacidad en el SI es el Faradio , esta unidad es muy grande, por lo que es usual expresarla en micro faradios µF, la capacidad de un condensador depende de los materiales, el tamaño y la geometría del mismo.

Combinación de condensadores

        Condensadores en paralelo

Todas las armaduras positivas se conectan a un mismo punto A y por consiguiente resultan a un mismo potencial; lo mismo sucede con las armaduras negativas que se conectan también a un punto común B.

Lo que se desea es encontrar la capacidad de un único condensador C_eq que sea equivalente al sistema anterior, o sea que tenga la carga total y que su diferencia de potencial se V_AB. Se tiene que:

 b.          Condensadores en serie

Consideremos los tres condensadores conectados en serie tal como lo indica la figura de la izquierda.

Por medio de un generador se carga la primera armadura del primer condensador con +Q y la segunda armadura del último condensador con ─Q. Cada una de estas armaduras induce en la armadura vecina una carga igual y de signo contrario y así sucesivamente.

La capacidad C_eq de un único condensador que sea equivalente al sistema anterior se definirá como la razón de la carga de una sola armadura Q a la diferencia de potencial total V_AB, o sea:

NOTA: ¿Cómo hacer una antena casera?

c.           Ejemplos

c.1 ¿Cuál es la capacidad equivalente C_eq entre los puntos X y Y del sistema de la figura de la izquierda. (Las capacidades están dadas en µF)?.

Sucesivamente se remplaza parte del circuito por su capacidad equivalente parcial hasta llegar a un solo condensador de capacidad equivalente C_eq=6µF

Los condensadores se utilizan mucho en telecomunicaciones, es decir en la generación de ondas de radio (antenas emisoras) y en la captación de las mismas (antenas receptoras). En telefonía corrigen retrasos que se producen en la propagación por los cables de las corrientes eléctricas producidas por los sonidos de diferentes frecuencias. En los automóviles eliminan las chispas y las descargas que se producen al interrumpir el paso de la corriente eléctrica. Etc.

Para circuitos con resistencias en serie y en paralelo se tiene el siguiente videos, espero lo disfruten.



ELECTROMAGNETISMO

ELECTROMAGNETISMO

HEEYY UNA BOBINA DE TESLA CREO QUE ESTE PROYECTO SERIA UN PELIGROSO PARA ALGUIEN QUE NO CONOSCA MUY SOBRE LOS RIESGOS DE JUGAR CON MUY ALTO VOLTAJE 15.000 VOLT NO ES RELAJO TE COCINARIA EN MINUTOS YO SOY ELECTRONICO Y AVECES PIENSO EN HACER ESTO SE LO QUE SE NECESITA Y POR CIERTO MUY INTERESANTE PERO EL QUE LO HAGA LE RECOMIENDO UNA ASESORIA PROFECIONAL NO ES QUE QUIERAS SER AGUAFIESTAS NI NADA PERO ESTO SI ES ALGO SERIO MILLENIUN LA BOTASTES AWUOO

La electricidad y el magnetismo son dos aspectos diferentes de un mismo fenómeno físico, denominado electromagnetismo, descrito matemáticamente por las ecuaciones de Maxwell.

El electromagnetismo estudia la electricidad y el magnetismo.

Cuando las cargas eléctricas están en movimiento relativo se ejercen también fuerzas magnéticas.

   ELECTRICIDAD

La electricidad es un fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros. Se puede observar de forma natural en fenómenos atmosféricos, por ejemplo los rayos, que son descargas eléctricas producidas por la transferencia de energía entre la ionosfera y la superficie terrestre (proceso complejo del que los rayos solo forman una parte). Otros mecanismos eléctricos naturales los podemos encontrar en procesos biológicos, como el funcionamiento del sistema nervioso. Es la base del funcionamiento de muchas máquinas, desde pequeños electrodomésticos hasta sistemas de gran potencia como los trenes de alta velocidad, y de todos los dispositivos electrónicos.

La electricidad es originada por las cargas eléctricas, en reposo o en movimiento, y las interacciones entre ellas.

  ELECTROSTATICA

El átomo está formado por tres tipos de partículas: electrones, protones y neutrones. Los protones y neutrones se localizan en el centro o núcleo del átomo y los electrones giran en órbita alrededor del núcleo.

El protón tiene carga positiva.

El electrón tiene carga negativa.

La carga de un electrón o un protón se llama electrostática. Las líneas de fuerza asociadas en cada partícula producen un campo electrostático. Debido a la forma en que interactúan estos campos, las partículas pueden atraerse o repelerse entre sí. La ley de las cargas eléctricas dice que las partículas que tienen cargas iguales se repelen y las que tienen cargas opuestas se atraen.

 

Ley de cargas

Un protón (+) repele a otro protón (+)

Un electrón (-) repele a otro electrón (-)

Las propiedades de un átomo dependen del número de electrones y protones.

Si el número de protones es mayor al de electrones, tendrá una carga positiva. Si el número de protones es menor al de electrones tendrá una carga negativa. Los átomos cargados reciben el nombre de iones. Los átomos con igual número de protones y electrones son eléctricamente neutros.

Se conocen dos tipos de cargas eléctricas: positivas y negativas. Los átomos que conforman la materia contienen partículas subatómicas positivas (protones), negativas (electrones) y neutras (neutrones). También hay partículas elementales cargadas que en condiciones normales no son estables, por lo que se manifiestan sólo en determinados procesos como los rayos cósmicos y las desintegraciones radiactivas.

La diferencia entre cargas eléctricas negativas (electrones) y positivas (protones) que posee un cuerpo se llama carga neta.

     LEY DE COULOMB

Coulomb fue el primero en determinar, en 1785, el valor de las fuerzas ejercidas entre cargas eléctricas. Usando una balanza de torsión determinó que la magnitud de la fuerza con que se atraen o repelen dos cargas eléctricas puntuales q=q₁ y Q=q₂ en reposo es directamente proporcional al producto de las magnitudes de cada carga e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Donde F es fuerza entre las cargas. q₁ y q₂ son las cargas, r es la distancia que las separa y la constante de proporcionalidad k depende del sistema de unidades y para el vacío o el aire es igual a:

  La fuerza eléctrica en otros materiales

Para expresar la influencia del medio, la constante   se puede expresar como

En esta expresión,  es la llamada constante dieléctrica del medio material y es un número que carece de unidades. En la tabla siguiente aparecen las constantes de algunas sustancias

Valores de la constante dieléctrica
Vacío	1
Aire	1
Vidrio	4,5
Aceite	4,6
Mica	5,4
Agua	81

a.           Ejemplo: Calcula la fuerza entre dos cargas cuyos valores son: 3µC y ─4µC que se encuentran separados una distancia de 1cm dentro de agua.

Mediante la expresión 

Calculamos el valor de la constante   en el agua

Por tanto la fuerza eléctrica es igual a

                        

 Campo eléctrico

Es una región del espacio perturbada por cargas en reposo. Dicha región ejerce fuerza sobre cualquier carga que a ella se lleve. Generalmente se utiliza una pequeña carga positiva q_o, llamada de prueba

 

Un campo eléctrico  tiene como características: La dirección, el sentido y la Intensidad.

El campo eléctrico  apuntará hacia afuera, si la carga Q es positiva y hacia la carga Q, si ella es negativa.

 
 

 Calculo del campo eléctrico  

Si suponemos una carga de prueba  colocada en un punto p del espacio y que se encuentra a una distancia r de la carga  que genera el campo eléctrico , entonces vendrá dado por:

La anterior expresión sirve para calcular el campo eléctrico generado por Q a una distancia r de esta. El campo eléctrico depende de la carga Q que lo genera y de la distancia r de la carga Q al punto p.

La unidad de campo eléctrico , en el sistema SI es    :

Cuando el campo en un punto p es generado por varias cargas puntuales Q_1, Q_2, Q_3, Q_4,…, Q_n, el campo resultante en dicho punto será:

 Ejemplos

a.1.1 En un punto p del espacio existe un campo eléctrico  dirigido hacia arriba. Si una carga de prueba positiva de , se coloca en p ¿Cuál será el valor de la fuerza eléctrica que actúa sobre ella? ¿En qué sentido se moverá la carga de prueba?

Datos:

,   ,

Formula

La carga de prueba se moverá en el mismo sentido de E ya que la dirección y el sentido de E son los mismos de la fuerza que actúa sobre la carga de prueba.

CALOR Y TEMPERATURA

La relación es que la temperatura mide la concentración de energía o de velocidad promedio de las partículas y el calor energía térmica en transito. Para una mejor explicación de esta relación lo mostraremos con un ejemplo: si ponemos un recipiente con agua representa la cantidad de calor que un cuerpo sede o absorbe en un instante dado, el nivel que esta alcanza representa su temperatura. Si la cantidad de agua, sube el nivel, esto es, si aumenta la cantidad de calor que posee el cuerpo, aumenta también su temperatura. Otro ejemplo se nota cuando encendemos un fósforo, se logra una alta temperatura pero bajo contenido calórico. Una olla con 10 litros de agua tibia tiene baja temperatura y un gran contenido calórico.

TEMPERATURA

Mide la concentración de energía y es aquella propiedad física que permite asegurar si dos o más sistemas están o no en equilibrio térmico (cuando dos cuerpos están a la misma temperatura), esto quiere decir que la temperatura es la magnitud física que mide lo caliente o frío que se encuentra un objeto.

CALOR

Es una de las diversas formas en que se manifiesta la energía en el universo. El calor es una forma de energía que tiene su origen en el movimiento de las moléculas de los cuerpos y que se desarrolla por el roce o choque entre las mismas, de tal manera que los fenómenos calóricos son causados por transformaciones de los distintos tipos de energía en energía calórica o por simple transmisión de esta

El calor es la cantidad de energía que transfiere un cuerpo caliente a otro frío al ponerlos en contacto

Un cuerpo posee cierta temperatura y, por tanto, cierta energía interna, pero no posee calor. Los cuerpos pierden o ganan energía.

La Fisica

La Fïsica es una ciencia que estudia la naturaleza. Entre otros aspectos las diferentes interacciones de la materia con la materia o la materia con la energia.

Se subdivide en: MECÁNICA, TERMOLOGIA, ONDAS, OPTICA, ELECTROMAGNETISMO, entre otras divisiones.

La física es una ciencia completamente prática, por eso es indispensable contar con un buen laboratorio amplio y disponibilidad para leer la naturaleza.

“La Física es una de las ciencias naturales que más ha contribuido al desarrollo y bienestar del hombre, porque gracias a su estudio e investigación ha sido posible encontrar en muchos casos, una explicación clara y útil a los fenómenos que se presentan en nuestra vida diaria.”

MECÁNICA

La mecánica (o mecánica clásica) es la rama principal de la llamada Física Clásica, dedicada al estudio de los movimientos y estados en que se encuentran los cuerpos. Describe y predice las condiciones de reposo y movimiento debido a la accion de las fuerzas.

Se divide en tres partes:

Cinemática: Estudia las diferentes clases de movimiento de los cuerpos sin atender a las causas que lo producen

Dinámica: Estudia las causas que originan el movimiento de los cuerpos.

Estática: esta comprendida dentro del estudio de la dinámica y analiza las causas que permiten el equilibrio de los cuerpos.

TERMOLOGIA

Estudia a la energía, su almacenaje y sus diferentes transformaciones; en particular, la transformación de la energía calorífica (calor) en otras formas de energía y viceversa.
Se enfatiza la relación entre calor y temperatura como consecuencia de la capacidad del ser humano de distinguir la existencia de "cuerpos calientes" y "cuerpos fríos".
Se torna importante la observación y la experimentación con aparatos térmicos que permiten comprender la importancia de los procesos termodinámicos en nuestro entorno y como estos afectan el medio en que vivimos y de allí presentar alternativas de mejoramiento en la conservación del ambiente.

ONDAS

En física, una onda consiste en la propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético, a través de dicho medio, implicando un transporte de energía sin transporte de materia. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire, agua, un trozo de metal e, incluso, inmaterial como el vacío.

OPTICA
 

Es el estudio de la luz, su naturaleza, propiedades y las leyes que a ella la rigen.

Óptica geométrica

El modelo más sencillo para el estudio de la óptica es la óptica geométrica, que parte de las leyes fenomenológicas de Snell de la reflexión y la refracción. La óptica geométrica usa la noción de rayo luminoso; es una aproximación del comportamiento que corresponde a las ondas electromagnéticas (la luz) cuando los objetos involucrados son de tamaño mucho mayor que la longitud de onda usada; ello permite despreciar los efectos derivados de la difracción, comportamiento ligado a la naturaleza ondulatoria de la luz. Una formulación alternativa es la de Fermat. Se utiliza en el estudio de la transmisión de la luz por medios homogéneos (lentes, espejos), la reflexión y la refracción.

Óptica física

Cuando los fenómenos ondulatorios comienzan a cobrar importancia, como en lapero que no puede explicar la difracción e interferencia, se requiere de la óptica física, que considera a la luz como una onda transversal, teniendo en cuenta su frecuencia y longitud de onda.

ELECTROMAGNETISMO

La electricidad y el magnetismo son dos aspectos diferentes de un mismo fenómeno físico, denominado electromagnetismo, descrito matemáticamente por las ecuaciones de Maxwell.

Estudia la electricidad y el magnetismo

Cuando las cargas eléctricas están en movimiento relativo se ejercen también fuerzas magnéticas.

La electricidad es originada por las cargas eléctricas, en reposo o en movimiento, y las interacciones entre ellas. Cuando varias cargas eléctricas están en reposo relativo se ejercen entre ellas fuerzas electrostáticas