NIKOLA TESLA
Nikola Tesla, (Smiljan, Imperio austrohúngaro, actual Croacia, 10 de julio de 1856-Nueva York, 7 de enero de 1943) fue un inventor, ingeniero mecánico, ingeniero electricista y físico de origen serbio y el promotor más importante del nacimiento de la electricidad comercial. Se le conoce, sobre todo, por sus numerosas y revolucionarias invenciones en el campo del electromagnetismo, desarrolladas a finales del siglo XIX y principios del siglo XX. Las patentes de Tesla y su trabajo teórico formaron las bases de los sistemas modernos de potencia eléctrica por corriente alterna (CA), incluyendo el sistema polifásico de distribución eléctrica y el motor de corriente alterna, que tanto contribuyeron al nacimiento de la Segunda Revolución Industrial.
Un «sistema mundial para la transmisión de energía eléctrica sin cables» basado en la conductividad eléctrica de la tierra, fue propuesto por Tesla, el cual funcionaría mediante la transmisión de energía por varios medios naturales y el uso subsiguiente de la corriente trasmitida entre los dos puntos para alimentar dispositivos eléctricos.
Electrostática
La electrostática es la rama de la Física que analiza los efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como consecuencia de su carga eléctrica, es decir, el estudio de las cargas eléctricas en equilibrio. La carga eléctrica es la propiedad de la materia responsable de los fenómenos electrostáticos, cuyos efectos aparecen en forma de atracciones y repulsiones entre los cuerpos que la poseen.
Inducción electrostática
El cuerpo que está cargado negativamente tiende a ceder electrones, mientras que el positivo gana electrones. Cuando gana es inductor y si pierde es inducido.
Carga
Estado eléctrico en que se encuentra un cuerpo
Carga neutra: Igual número de electrones y protones
Carga negativa: Tiene más electrones que protones, fácilmente pierde electrones.
Carga positiva: Tiene más protones que electrones.
Electrización de cuerpos
Por inducción: Reordenamiento de las cargas en un conductor debido a la presencia de otro cuerpo cargado.
Por polarización: Reordenamiento de la cargas en un aislador debido a la presencia de otro cuerpo cargado.
Por frotamiento: Al frotar un cuerpo con otro, uno gana electrones y el otro cede.
Ley de Coulomb
La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas eléctricas puntuales es proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas, y dirigida a lo largo de la línea que están las cargas.
F= K(q1*q2/r*2) K= 9*10(a la 9) New*m2/c2
Circuitos
Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más componentes, tales como resistencias, inductores, condensadores, fuentes, interruptores y semiconductores) que contiene al menos una trayectoria cerrada. Los circuitos que contienen solo fuentes, componentes lineales (resistores, condensadores, inductores) y elementos de distribución lineales (líneas de transmisión o cables) que pueden analizarse por métodos algebraicos para determinar su comportamiento en corriente directa o en corriente alterna.
Existen dos tipos de circuitos:
Abierto: Cuando es posible cortar el flujo de electrones.
Cerrado: Cuando la corriente que circula no se puede interrumpir.
Elementos de un circuito
Voltaje: También llamado fuerza electromotriz ó diferencia de potencial que es el trabajo que se realiza para el transporte de las cargas o flujo de electrones, la unidad de medida son los voltios.
Corriente: Es el paso o flujo de electrones a través de los átomos de un conductor, impulsadas por la f.e.m, la unidad de medida son los amperios.
Conductor: Es las sustancia en la cual los electrones tienen libertad de movimiento. Encontramos algunos elementos que son buenos conductores ya que tienen en sus átomos electrones libres facilitando procesos de ionización, por ej los metales.
Resistencia: En un dispositivo que se opone o como su palabra lo dice, se resiste al paso de electrones(corriente):
a. Resistón: Son todos aquellos aparatos electrónicos que usan corriente para su funcionamiento.
b. Resistencia: Estructuras cristalinas o de porcelana que se diseñan para reducir el flujo de electrones.
Circuito en serie
Un circuito en serie es una configuración de conexión en la que los bornes o terminales de los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, interruptores, entre otros) se conectan secuencialmente. La terminal de salida de un dispositivo se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente.
Circuito en paralelo
El circuito eléctrico en paralelo es una conexión donde los puertos de entrada de todos los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, etc.) conectados coincidan entre sí, lo mismo que sus terminales de salida.
La electrostática es la rama de la Física que analiza los efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como consecuencia de su carga eléctrica, es decir, el estudio de las cargas eléctricas en equilibrio. La carga eléctrica es la propiedad de la materia responsable de los fenómenos electrostáticos, cuyos efectos aparecen en forma de atracciones y repulsiones entre los cuerpos que la poseen.
Inducción electrostática
El cuerpo que está cargado negativamente tiende a ceder electrones, mientras que el positivo gana electrones. Cuando gana es inductor y si pierde es inducido.
Carga
Estado eléctrico en que se encuentra un cuerpo
Carga neutra: Igual número de electrones y protones
Carga negativa: Tiene más electrones que protones, fácilmente pierde electrones.
Carga positiva: Tiene más protones que electrones.
Cuando dos cuerpos tienen la misma carga se repelen, y diferente se atraen.
Electrización de cuerpos
Por inducción: Reordenamiento de las cargas en un conductor debido a la presencia de otro cuerpo cargado.
Por polarización: Reordenamiento de la cargas en un aislador debido a la presencia de otro cuerpo cargado.
Por frotamiento: Al frotar un cuerpo con otro, uno gana electrones y el otro cede.
Experimento de electrización de cuerpos
Ley de Coulomb
La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas eléctricas puntuales es proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas, y dirigida a lo largo de la línea que están las cargas.
F= K(q1*q2/r*2) K= 9*10(a la 9) New*m2/c2
Explicación ley de Coulomb
Circuitos
Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más componentes, tales como resistencias, inductores, condensadores, fuentes, interruptores y semiconductores) que contiene al menos una trayectoria cerrada. Los circuitos que contienen solo fuentes, componentes lineales (resistores, condensadores, inductores) y elementos de distribución lineales (líneas de transmisión o cables) que pueden analizarse por métodos algebraicos para determinar su comportamiento en corriente directa o en corriente alterna.
Existen dos tipos de circuitos:
Abierto: Cuando es posible cortar el flujo de electrones.
Cerrado: Cuando la corriente que circula no se puede interrumpir.
Circuito abierto(izq) y cerrado(der).
Elementos de un circuito
Voltaje: También llamado fuerza electromotriz ó diferencia de potencial que es el trabajo que se realiza para el transporte de las cargas o flujo de electrones, la unidad de medida son los voltios.
Corriente: Es el paso o flujo de electrones a través de los átomos de un conductor, impulsadas por la f.e.m, la unidad de medida son los amperios.
Conductor: Es las sustancia en la cual los electrones tienen libertad de movimiento. Encontramos algunos elementos que son buenos conductores ya que tienen en sus átomos electrones libres facilitando procesos de ionización, por ej los metales.
Resistencia: En un dispositivo que se opone o como su palabra lo dice, se resiste al paso de electrones(corriente):
a. Resistón: Son todos aquellos aparatos electrónicos que usan corriente para su funcionamiento.
b. Resistencia: Estructuras cristalinas o de porcelana que se diseñan para reducir el flujo de electrones.
Circuito en serie
Un circuito en serie es una configuración de conexión en la que los bornes o terminales de los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, interruptores, entre otros) se conectan secuencialmente. La terminal de salida de un dispositivo se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente.
- La resistencia total es igual a la suma de las resistencias asociadas.
- Sólo hay un único flujo de electrones siguiendo un camino.
- La intensidad de la corriente es la misma en todas las partes del circuito.
- La diferencia de potencial aplicada es igual a la suma de las diferencias de potencial entre los extremos de una de las resistencias.
Circuito en paralelo
El circuito eléctrico en paralelo es una conexión donde los puertos de entrada de todos los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, etc.) conectados coincidan entre sí, lo mismo que sus terminales de salida.
- La intensidad de la corriente total es igual a la suma de las intensidades de las corrientes parciales.
- La diferencia de potencial en cada una de las resistencias es igual a la diferencia de potencial aplicada.
- El inverso de las resistencias equivalente es igual a la suma de los inversos de las resistencias asociadas.
Cicuito en serie y paralelo
Explicación de circuitos
Ejemplos resueltos
1.- Para una corriente dada, ¿Por qué entre mas grandes la resistencia, mayor caída de voltaje a través de ella?.
R/ Esto se debe en que mayor sea la oposición de la resistencia mayor va a ser la fuerza (voltaje) que se va a necesitar para el aso de corriente por dicha resistencia.
2.- Dos focos de 300W a 120V se conectan en serie a través de una línea dealimentación de 240V. Si el filamento de uno de los focos se quema ¿El otrosigue funcionando? ¿Por qué? Con el circuito abierto, ¿cuál es el voltaje através de la fuente? ¿Cuál es el voltaje a través de cada foco?.
R/ El otro foco no sigue funcionando porque están conectados en serie y una característica de este circuito es que si se obstruye el paso de energía en algún punto todo el circuito deja de funcionar. El voltaje de la fuente seria el mismo de alimentación correspondiente a 240v.
3.- Demuestre que VT = V1 + V2 + V3, entonces Rt = R1+R2+R3.
R1=30Ω
R2=20 Ω
VT=120
VI= 120V/50 Ω
VI= 2.4AmpVr1
VI=2.4Amp*30Ω
VI= 72VVr2
VI=2.4Amp*20 Ω=48V
VT= V1+V2VT= 72V+48V= 120V
Simuladores de circuitos
- https://www.circuitlab.com/editor/#?id=7pq5wm
- http://www.neuroproductions.be/logic-lab/
TALLER
1.- Se conectan dos ramas a través de una fuente de voltaje de 90 voltios. Por cada rama circula una corriente de 5 amperios. ¿Cuál es el valor de la resistencia equivalente total RT?.
2.- ¿Qué resistencia R1 debe añadirse a un circuito en serie que tiene una R2 de 100 ohmios para limitar la corriente a 0.3 Amp., cuando se aplica un voltaje de 120V? Dibújese un diagrama que muestre el circuito. ¿Cuál es la potencia disipada por cada resistencia?.
3.- Se conectan dos resistencias, R1 y R2, en paralelo a través de una fuente de voltaje de 60V. La corriente total que circula por la línea principal es de 10 amperios. La corriente I1 que circula a lo largo de R1 es de 4 amperios. Dibuje un diagrama del circuito y proporcione los valores de las corrientes I1 e I2 y de las resistencias R1 y R2. ¿Cuál es el valor de la resistencia equivalente de las dos ramas a través de la fuente de voltaje?
4.- Un circuito consta de una fuente de voltaje de 10V y de una resistencia R de 10 ohm ¿Cuál es el valor de la corriente en este circuito? ¿Qué resistencia R2 debe añadirse en serie con R1 para reducir la corriente a la mitad?.
5.- Dos resistencias, R1 y R2, de 15 y 45Ω respectivamente, se conectan en paralelo a través de una batería de 45V.
a. ¿Cuál es el voltaje a través de R1 y R2?
b. ¿Cuáles son los valores de las corrientes que circulan en R1 y R2?
c. ¿Cuál es el valor de la corriente que circula por la línea principal?
d. Calcule el valor de la R total.
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