2.
La capacitancia es un parámetro del condensador
eléctrico / capacitor eléctrico que indica la capacidad
de almacenamiento de carga que éste tiene y su
unidad es el Faradio. También se define como la
propiedad de un capacitor de oponerse a toda
variación de la tensión en el circuito eléctrico.
La Capacitancia, como la Resistencia, aparece en
toda clase de circuitos eléctricos y electrónicos. Sin
ella, la radio y la televisión, tal como las conocemos
hoy no existirían.
¿Qué es Capacitancia?
3.
Una batería establece una diferencia de potencial que
puede bombear electrones e- de una tierra a un
conductor
La máxima carga sobre un
conductor.
Tierra
Batería Conductor
- - - - -
--
--
- - - - -e-e-
Existe un límite a la
cantidad de carga que un
conductor puede retener
sin fuga al aire. Existe
cierta capacitancia para
retener carga.
4. La capacitancia C de un conductor se define como la
razón de la carga Q en el conductor al potencial V
producido.
Capacitancia.
Tierra
Batería Conductor
- - - - -
--
--
- - -
-Q,V
-e-e-
5.
La unidad de la capacitancia se da en Coulombs y su
formula es:
Unidades: Coulombs por volt
V
Q
C
Un farad (F) es la capacitancia C de un conductor que
retiene un coulomb de carga por cada volt de potencial.
Esta unidad es muy grande y para representar valores de
este elemento se utilizan los submúltiplos del Faradio,
como por ejemplo:
- El uF (microfaradio)
- El pF (picofaradio)
- El nF (nanofaradio)
6. Capacitor eléctrico de aluminio: este posee una capacitancia por
volumen muy elevada y además, son muy económicos, es por esto
que son sumamente utilizados. Estos contienen hojas metálicas
que poseen un electrolito que puede ser seco, pastoso o acuoso.
Los capacitores eléctricos de aluminio se pueden encontrar no
polarizados y polarizados.
Capacitor eléctrico de tantalio: si bien estos son más caros que
los anteriores, se destacan por poseer una mayor confiabilidad y
flexibilidad. Dentro de este tipo de capacitores existen tres clases:
capacitores de hojas metálicas, capacitores de tantalio sólido y
capacitores de tantalio.
Tipos de capacitores.
7.
Capacitores eléctricos de cerámica: estos se destacan por ser
económicos y de reducido tamaño. Además, poseen un gran
intervalo de valor de aplicabilidad y capacitancia. Son ideales para
aplicaciones de derivación, filtrado y acoplamiento de aquellos
circuitos que son híbridos integrados que logran tolerar cambios
importantes en la capacitancia. El material dieléctrico que se utiliza
en estos capacitores puede ser titanato de calcio, de bario o bien,
dióxido de titanio a los que se le agregan otros aditivos. Los
capacitores eléctricos de cerámica adquieren forma de disco o
tubular.
Capacitores eléctricos de plástico o papel: estos pueden estar
hechos con plástico, papel, o la suma de los dos y se los puede
utilizar en aplicaciones como acoplamiento, filtrado, cronometraje,
suspensión de ruidos y otras. Una propiedad que poseen estos
capacitores es que las películas metálicas se autorreparan.
También son muy estables, resistentes al aislamiento y pueden
funcionar a temperaturas muy elevadas.
8.
Capacitores de vidrio y mica: estos son utilizados
cuando se precisa muy buena estabilidad y una carga
eléctrica alta. Se caracterizan por poder operar a
frecuencias muy altas y tener gran estabilidad en
relación a la temperatura. Estos capacitadores se
encuentran en distintos tamaños.
9.
Los capacitores en serie son los capacitores o
condensadores conectados uno después del otro, están
conectados en serie, cada condensador tiene el flujo de
carga de la batería misma.
Estos capacitores se pueden reemplazar por un único
capacitor que tendrá un valor que será el equivalente de
los que están conectados en serie.
Para obtener el valor de este único capacitor equivalente
se utiliza la fórmula:
1/CT = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + 1/C4
Circuitos de capacitores en
serie.
10.
Para encontrar los capacitores equivalentes se utiliza la
fórmula:
CT = C1 + C2 + C3 + C4
Fácilmente se puede hacer un cálculo para cualquier número
de capacitores con ayuda de la siguiente fórmula:
CT = C1 + C2 +.....+ CN
Donde N es el número de capacitores conectados en paralelo.
Como se ve, para obtener los capacitores equivalente de
capacitores en paralelo, sólo basta con sumarlos. Esta
operación se hace de manera similar al proceso de sacar el
resistor equivalente de un grupo de resistores en serie
Circuitos de capacitores
paralelos
11. Los circuitos de capacitores mixtos se producen cuando
existen ciertas asociaciones en circuitos en serie y en
circuitos en paralelo.
Estos se pueden reducir resolviendo primero los
elementos que se encuentran en serie, después
reduciendo los circuitos en paralelo para luego calcular
y reducir un circuito único, ya sea en serie o paralelo.
Circuitos de capacitores
mixtos
12. todos los planetas poseen campo magnético que
mantiene el equilibrio magnético del planeta sobre
los rayos solares que lo golpean, Este también es
importante ya que ya que sin este la vida no podría
existir ni desarrollarse en el planeta.
Algunos animales pueden determinar las líneas de la
ubicación geográfica de la tierra, gracias al campo
magnético
13.
desde 1880 creó el teléfono y el telégrafo, mas tarde
también el motor eléctrico y el dínamo. En 1878 Edison
inventó un generador bipolar y un año más tarde
inventó un filamento de luz eléctrico, también se
invento la radio la televisión y muchos aparatos
tecnológicos.
Aplicaciones del
magnetismo
14. Los campos magnéticos son producidos por corrientes
eléctricas, las cuales pueden ser corrientes macroscópicas
en cables, o corrientes microscópicas asociadas con los
electrones en órbitas atómicas.El campo magnético B se
define en función de la fuerza ejercida sobre las cargas
móviles en la ley de la fuerza de Lorentz
Campo magnético
15. fue desarrollado por el físico francés Pierre-Ernest Weiss
quien en 1906 Un dominio magnético es una región dentro
de un material magnético que tiene magnetización
uniforme. Esto significa que los momentos magnéticos de
los átomos individuales están alineados uno con el otro y
que apuntan en la misma dirección
Teoría de los dominios
magnético
16. El fenómeno del magnetismo terrestre se debe a que toda
la Tierra se comporta como un gigantesco imán. . Un
hecho a destacar es que los polos magnéticos de la Tierra
no coinciden con los polos geográficos de su eje. Las
posiciones de los polos magnéticos no son constantes y
muestran ligeros cambios de un año para otro.
Magnetismo terrestre
17. La reluctancia magnética de un material es la resistencia
que este posee al verse influenciado por un campo
magnético. Se define como la relación entre la fuerza
magnetomotriz y el flujo magnético Cuanto mayor sea la
reluctancia de un material, más energía se requerirá para
establecer un flujo magnético a través del mismo
Reluctancia magnética
18. -Inducción magnética: Es la intensidad de campo
magnético dentro de una sustancia que es sometida a un
campo H I
-Magnetización: los momentos magnéticos dentro del
material tienden a alinearse con el campo y a reforzarlo en
virtud de sus momentos magnéticos
-Susceptibilidad magnética: Las propiedades magnéticas
macroscópicas de los materiales, son consecuencia de los
Momentos magnéticos de los electrones individuales
-Diamagnetismo: Es una forma muy débil de magnetismo
que no es permanente y persiste sólo mientras el campo
externo está presente
Propiedades magnéticas de
los materiales
19.
-Ferreomagnetismo: Ciertos materiales poseen un momento
magnético permanente en ausencia de campo externo aplicado.
Manifiestan magnetizaciones permanentes muy grandes.
-Magnetización de saturación: Resulta cuando todos los dipolos
magnéticos en una pieza sólida están mutuamente alineados con
el campo externo.
-Antiferreomagnetismo: El acoplamiento entre los momentos
magnéticos de átomos o iones contiguos produce un alineamiento
antiparalelo
-Ferrimagnetismo: Son similares a los ferromagnéticos, La
diferencia reside en el origen de los momentos magnéticos, Se
produce un momento ferrimagnético neto debido a que los
momentos de espín no se cancelan completamente.
20.
es el producto del campo magnético medio,
multiplicado por el área perpendicular que atraviesa
Flujo Magnético
21.
La densidad del flujo magnético en una región de un
campo magnético equivale al número de líneas de
fuerza que atraviesan perpendicularmente a la unidad
de área.
Densidad de flujo
magnético
22.
Con una introducción de un campo magnético a través
del cuerpo, el dominio tiende a alinear a una dirección
específica y por lo tanto un material puede decirse que
han adquirido algunas propiedades magnéticas
Intensidad magnética
23.
24.
El electromagnetismo es la parte de la electricidad
que estudia la relación entre fenómenos eléctricos y
los fenómenos magnéticos. Los fenómenos
eléctricos y magnéticos fueron considerados como
independientes hasta 1820, cuando su relación fue
descubierta por casualidad.
El electromagnetismo es la base de funcionamiento
de todos los motores eléctricos y generadores
eléctricos.
electromagnetismo
25.
Campo magnético creado por una corriente
eléctrica
Una corriente que circula por un conductor genera
un campo magnético alrededor del mismo.
El valor del campo magnético creado en un punto
dependerá de la intensidad del corriente eléctrico y
de la distancia del punto respecto el hilo, así como de
la forma que tenga el conductor por donde pasa la
corriente eléctrica.
Campo Magnético
26.
Faraday-Lenz, la inducción electromagnética y la
fuerza electromotriz inducida
La inducción electromagnética es la producción de
corrientes eléctricas por campos magnéticos
variables con el tiempo. Este fenómeno es justamente
el contrario al que descubrió Oersted, ya que es la
existencia de un campo magnético lo que nos
producirá corrientes eléctricas. Además, la corriente
eléctrica incrementa en aumentar la rapidez con la
que se producen las variaciones de flujo magnético.
Ley faraday-lenz
27.
La ley de Faraday-Lenz
Basado en el principio de conservación de la energía, Michael Faraday
pensaba que si una corriente eléctrica era capaz de generar un campo
magnético, entonces un campo magnético debía también producir una
corriente eléctrica.
En 1831 Faraday llevó a cabo una serie de experimentos que le permitieron
descubrir el fenómeno de inducción electromagnética . Descubrió que,
moviendo un imán a través de un circuito cerrado de alambre conductor,
se generaba una corriente eléctrica, llamada corriente inducida. Además,
esta corriente también aparecía al mover el alambre sobre el mismo imán
quieto.
Faraday explicó el origen de esta corriente en términos del número de
líneas de campo atravesados por el circuito de alambre conductor, que fue
posteriormente expresado matemáticamente en la hoy llamada Ley de
Faraday, una de las cuatro ecuaciones fundamentales del
electromagnetismo.
Ley Faraday Lenz
28.
La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la
producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o tensión) en un
medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o
bien en un medio móvil respecto a un campo magnético
estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se
produce una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto
por Michael Faraday en 1831, quien lo expresó indicando que la
magnitud de la tensión inducida es proporcional a la variación
del flujo magnético (Ley de Faraday).
Por otra parte, Heinrich Lenz comprobó que la corriente debida
a la f.e.m. inducida se opone al cambio de flujo magnético, de
forma tal que la corriente tiende a mantener el flujo. Esto es
válido tanto para el caso en que la intensidad del flujo varíe, o
que el cuerpo conductor se mueva respecto de él.
Inducción
electromagnética
29.
Solenoide
Se puede utilizar una bobina larga y recta de hilo
eléctrico, para generar un campo magnético
uniforme casi similar a la de un imán de barra. Tales
bobinas, llamadas solenóides, tienen una enorme
cantidad de aplicaciones prácticas. El campo puede
ser muy reforzado por la adición de un núcleo de
hierro. Dichos núcleos son típicos en los
electroimanes.
Solenoide
30.
La bobina o inductor por su forma (espiras de
alambre arrollados) almacena energía en forma de
campo magnético
La bobina o inductor es un elemento que reacciona
contra los cambios en la corriente a través de él,
generando un voltaje que se opone al voltaje
aplicado y es proporcional al cambio de la
corriente.
Bobina
31.
Inductancia, unidades
La inductancia mide el valor de oposición de la
bobina al paso de la corriente y se miden en Henrios
(H), pudiendo encontrarse valores de MiliHenrios
(mH
Inductancia
32.
Aplicaciones de una bobina / inductor
- En los sistemas de iluminación con lámparas
fluorescentes existe un elemento adicional que
acompaña al tubo y que comúnmente se llama
balastro
- En las fuentes de alimentación también se usan
bobinas para filtrar componentes de corriente
alterna y solo obtener corriente continua en la salida
- En muchos circuitos osciladores se incluye un
inductor. Por ejemplo circuitos RLC serie o
APLICACIONES
BOBINA
33.
La espira
Campo magnético producido por una corriente
circular en un punto de su eje.
En muchos dispositivos que utilizan una corriente
para crear un campo magnético, tales como un
electroimán o un transformador, el hilo que
transporta la corriente está arrollado en forma de
bobina formada por muchas espiras. Estudiaremos,
en primer lugar, el campo creado por una espira.
espira
34.
La fuerza magnética sobre una carga libre en
movimiento, es perpendicular a ambas, la velocidad
de la carga y el campo magnético, con la dirección
dada por la regla de la mano derecha. La fuerza está
dada por el producto de la carga por elproducto
vectorial de la velocidad por el campo magnético.
Fuerza sobre cargas en
movimiento
35.
Este es un fenómeno muy común en nuestros días, pues
lo que se produce es una corriente eléctrica. Una forma
habitual de generarla es conectar un alambre conductor,
de cobre, por ejemplo, entre los polos de una batería. Esto
produce una fuerza eléctrica sobre las partículas que
forman el alambre. Las partículas son de dos tipos: iones
muy pesados que casi no se mueven y electrones mucho
más ligeros que responden ágilmente al campo eléctrico
que genera la batería. Como la materia es eléctricamente
neutra y los electrones están cargados negativamente, los
iones deben ser positivos.
Carga en movimiento
36.
Sabíamos que dos cargas positiva (+) o negativa (-),
se repelen y dos cargas positivas (+) y negativas (-),
negativas (-) y positivas (+) se atraen. Sin embargo
ahora veremos que dos alambres paralelos por los
cuales pasa una corriente eléctrica (E) paralela,
pueden producir fuerzas de acción magnética.
MAGNÉTICAS ENTRE
DOS CONDUCTORES
PARALELOS
37.
Dos alambres paralelos que llevan cada uno una corriente estable ejercen una
fuerza uno sobre el otro. El campo B 2 en el alambre 1 debido al alambre 2
produce una fuerza sobre el alambre 1 dada por F 1 = I 1 l B 2 . La fuerza es
atractiva si las corrientes son paralelas como se muestra y repulsiva si las
corrientes son anti paralelas.
38.
Resistencia: El comportamiento de los circuitos resistivos puros en CA son
bastante similares a los de la corriente continua, pero para esto tomamos
en cuenta la tensión de alimentación es variable con el tiempo según su
función, por lo tanto la caída de tensión en la resistencia, la corriente
también son variables de esa forma.
Capacitancia: La capacitancia es la propiedad de un circuito electrónico
para retardar un cambio en el voltaje que pasa a través de él. El retardo es
causado por la absorción o liberación de energía y está asociado con un
cambio de carga eléctrica.
Inductancia: La inductancia es la propiedad de un circuito para retardar el
cambio en la corriente que pasa por el. el retardo es acompañado por la
absorción o liberación de energía y se asocia con el cambio en la magnitud
del campo magnético que rodea a los conductores.
En todos los circuitos, el flujo magnético, alrededor de los conductores que
transportan la corriente, pasa en la misma direcciona través de una
ventana formada por el circuito.
Circuitos de corriente
alterna: Resistencia,
inductancia, capacitancia.
39.
La reactancia inductiva es la oposición o resistencia que
ofrecen al flujo de una corriente por un circuito cerrado
por bobinas, utilizados en motores eléctricos. Esta
reactancia representa una carga inductiva para el circuito
de corriente donde se encuentra conectada.
En corriente alterna un inductor presenta una resistencia
al paso de la corriente denominada reactancia inductiva.
Que se calcula como.
w= Velocidad angular = 2 pi f
L= inductancia
XI = Reactancia inductiva 2. Circuitos inductivos.
Reactancia inductiva
40.
La reactancia capacitiva representa una oposición a
la corriente alterna, la reactancia capacitiva se
representa en forma de 𝑋𝑐 y se mide en Ohmios. Se
utiliza para calcular la oposición al paso de la
corriente alterna su formula es
𝑋𝑐 = E / I = Ohmios.
Reactancia capacitiva
41. En los circuitos de Corriente Alterna los receptores
presentan una oposición a la corriente que no depende
únicamente de la resistencia óhmica del mismo, puesto
que los efectos de los campos magnéticos variables
tienen una influencia importante. La impedancia es la
oposición a la corriente y se representa con una "Z" que
se mide en omegas. Su relación entre V, I, Z se
determina con la "Ley de Ohm«
donde: (I) es la intensidad, (V) es la tensión eficaz y (Z) es
la impedancia.
Impedancia
𝐼 =
𝑉
𝑍
42. La corriente eléctrica es la circulación de cargas
eléctricas en un circuito eléctrico.
La intensidad de corriente eléctrica(I) es la cantidad de
electricidad o carga eléctrica(Q) que circula por un
circuito en la unidad de tiempo(t). Para denominar la
Intensidad se utiliza la letra I y su unidad es el
Amperio(A).
Y su formula es.
Intensidad de corriente
eléctrica.
𝐼 =
𝑄
𝑡
43. Se selecciona, en el multímetro que estemos utilizando,
la unidad (voltios) en AC (c.a.). Como se va a realizar
una medición en corriente alterna, no es importante la
posición de los cables negro y el rojo. Acordarse que en
corriente alterna, la corriente fluye alternadamente en
ambos sentidos.
Medición de corriente
alterna
44.
Los instrumentos para medir la corriente alterna
son: Electrónica, Amperímetro, Voltímetro,
Ohmímetro, Multímetro.
Se selecciona la escala adecuada, si tiene
selector de escala, (si no se sabe que magnitud
de voltaje se va a medir, escoger la escala más
grande). Si no tiene selector de escala
seguramente el multímetro (VOM) escoge la
escala para medir automáticamente y vaya a
medir voltaje con multímetro digital.
45.
Transformador: El transformador eléctrico es un dispositivo que se
encarga de "transformar" el voltaje de corriente alterna (VAC) que le
llega a su entrada, en otro voltaje también en corriente alterna de
diferente amplitud, que entrega a su salida.
Se compone de un núcleo de hierro sobre el cual se han arrollado
varias vueltas de alambre.
Ese conjunto de vueltas se llaman bobinas y se denominan como:
-Bobina primaria o "primario" a aquella que recibe todo el voltaje de
entrada.
-Bobina secundaria o "secundario" a aquella que entrega todo el
voltaje ya transformado.
Principio y funcionamiento del timbre eléctrico,
generador, transformador y motor.
46.
Motores y generadores: Los motores y generadores son un grupo
de aparatos que se utilizan para convertir la energía mecánica en
eléctrica, o a la inversa, a través de medios electromagnéticos. A una
máquina que convierte la energía mecánica en eléctrica se denomina
generador o alternador y uno que convierte la energía eléctrica a
mecánica se le denomina motor.
El principio para entender la base del funcionamiento de los
generadores y motores. Es el principio de inducción descubierto por
Michael Faraday.
Timbre eléctrico: Un timbre eléctrico es un dispositivo capaz de
producir señales sonoras al pulsar un botón. Su funcionamiento se
basa en fenómenos electromagnéticos.
El timbre eléctrico consiste en un circuito compuesto por un
generador, un interruptor y un electroimán. El electroimán esa
unida a una pieza metálica llamada martillo, que golpea una
campana pequeña y así produciendo una señal sonora.
