Capacidad de Placas Paralelas
 | El campo eléctrico entre dos grandes placas paralelas está dado por
|
lunes, 9 de mayo de 2016
CALCULO DE CONDENSADORES DE PLACAS PARALELAS
BIOGRAFIA DE MICHAEL FARADAY
Michael Faraday, FRS (Newington, 22 de septiembre de 1791-Londres, 25 de agosto de 1867), fue un físico y químico británico que estudió el electromagnetismo y laelectroquímica. Sus principales descubrimientos incluyen la inducción electromagnética, el diamagnetismo y la electrólisis.
A pesar de la escasa educación formal recibida, Faraday es uno de los científicos más influyentes de la historia. Debido a su estudio del campo magnético alrededor de unconductor por el que circula corriente continua, Faraday fijó las bases para el desarrollo del concepto de campo electromagnético. Faraday también estableció que el magnetismopodía afectar a los rayos de luz y que había una relación subyacente entre ambos fenómenos.1 Descubrió asimismo el principio de inducción electromagnética, diamagnetismo, las leyes de la electrólisis e inventó algo que él llamó dispositivos de rotación electromagnética, que fueron los precursores del actual motor eléctrico.
En el campo de la química, Faraday descubrió el benceno, investigó el clatrato de cloro, inventó un antecesor del mechero de Bunsen, el sistema de números de oxidación e introdujo términos como ánodo, cátodo, electrodo e ion. Finalmente, fue el primero en recibir el título de Fullerian Professor of Chemistry en la Royal Institution de Gran Bretaña, que ostentaría hasta su muerte.
Faraday fue un excelente experimentador, que transmitió sus ideas en un lenguaje claro y simple. Sus habilidades matemáticas, sin embargo, no abarcaban más allá de la trigonometría y el álgebra básica. James Clerk Maxwell tomó el trabajo de Faraday y otros y lo resumió en un grupo de ecuaciones que representan las actuales teorías del fenómeno electromagnético. El uso de líneas de fuerza por parte de Faraday llevó a Maxwell a escribir que "demuestran que Faraday ha sido en realidad un gran matemático. Del cual los matemáticos del futuro derivarán valiosos y prolíficos métodos".2 La unidad de capacidad eléctrica en el SI de unidades, el farad (F), se denomina así en su honor.
Albert Einstein tenía colgado en la pared de su estudio un retrato de Faraday junto a los de Isaac Newton y James Clerk Maxwell.3 El físico neozelandés Ernest Rutherforddeclaró: "Cuando consideramos la extensión y la magnitud de sus descubrimientos y su influencia en el progreso de la ciencia y de la industria, no existen honores que puedan retribuir la memoria de Faraday, uno de los mayores descubridores científicos de todos los tiempos."
ENERGÍA DEL CONDENSADOR (W)
Energía almacenada en un capacitor
El capacitor almacena energía en el campo eléctrico que aparece entre las placas cuando se carga. La energía almacenada puede calcularse a través de las siguientes expresiones:W=1/2 q V
W=1/2 C V*V
q = Carga
C = Capacidad
V = Tensión
Wc = Energía medida en Joule.
DIFERENCIA DE POTENCIAL EN CONDENSADORES EN SERIE Y PARALELO
DIFERENCIA DE POTENCIAL
La capacitancia es la relacion que existe entre la carga total( Q),con respecto ala diferencia de potencial(v)"
C=Q/V
Despejando V:
V=Q/C
Ahora Recordando Como Calcular la capacitancia total en un circuito en serie y en paralelo:
Serie:
Ct=1/(1/C1+1/C2+1/C3+.....1/Cn) "Esto es el inverso de la sumatoria de los inversos"
Paralelo:
Ct=C1+C2+C3+......Cn
Vemos que en un circuito en serie se dividiría la Q entre un numero mas pequeño de capacitancia que en uno en paralelo, lo cual obviamente altera el resultado dependiendo el tipo de circuito.
CARGA ELÉCTRICA DE CONDENSADORES EN SERIE Y PARALELO
Carga de capacitores en serie
La carga de cada uno de los capacitores de una rama en serie es igual a la de los demás y es igual a la carga equivalente acumulada en toda la rama (entre A y B)qt= q1 = q2 =q3
A su vez, cada carga puede ser calculada como q = C V de cada capacitor, con lo que:
q1=C1 V1
q2=C2 V2
q3=C3 V3
Y la carga total (qt) que es igual a la carga sobre cualquier capacitor se puede calcular sobre el capacitor equivalente como:
qt = Ce VAB
Carga de capacitores en paralelo
La carga total es igual a suma de las cargas almacenadas en cada capacitor
qt= q1 + q2 + q3
Y cada carga puede calcularse como q = C V de cada capacitor, pero en este caso V es la misma para todos, con lo que:
q1=C1 V1
q2=C2 V2
q3=C3 V3
De esta manera, al ser V la misma, puede verse que las cargas que almacena cada capacitor para una determinada tensión aplicada no son iguales si las capacidades son distintas.
CAPACITANCIA Y UNIDADES DE MEDIDA
1.- ¿Qué es capacitancia?
Se define como la razón entre la magnitud de la carga de cualquiera de los conductores y la magnitud de la diferencia de potencial entre ellos.
La capacitancia siempre es una cantidad positiva y puesto que la diferencia de potencial aumenta a medida que la carga almacenada se incrementa, la proporción Q / V es constante para un capacitor dado. En consecuencia la capacitancia de un dispositivo es una medida de su capacidad para almacenar carga y energía potencial eléctrica.
La capacitancia tiene la unidad del SI coulomb por volt. La unidad de capacitancia del SI es el farad (F), en honor a Michael Faraday.
CAPACITANCIA = 1F = 1 C
1 V
El farad es una unidad de capacitancia muy grande. En la práctica los dispositivos comunes tienen capacitancia que varían de microfarads a picofarads.
La capacitancia de un dispositivo depende entre otras cosas del arreglo geométrico de los conductores.
2.- ¿Qué es un capacitor?
Considere dos conductores que tienen una diferencia de potencial V entre ellos. Supongamos que tienen cargas iguales y opuestas, como en la figura. Una combinación de este tipo se denomina capacitor . La diferencia de potencial V es proporcional a la magnitud de la carga Q del capacitor.(Esta puede probarse por la Ley de coulomb o a través de experimentos.
-Qjg
Un capacitor se compone de dos conductores aislados eléctricamente uno del otro y de sus alrededores. Una vez que el capacitor se carga, los dos conductores tienen cargas iguales pero opuestas.
3.- ¿Cuáles son los tipos de capacitores?
Los capacitores comerciales suelen fabricarse utilizando láminas metálicas intercaladas con delgadas hojas de papel impregnado de parafina o Mylar, los cuales sirvan como material dieléctrico. Estas capas alternadas de hoja metálica y dieléctrico después se enrollan en un cilindro para formar un pequeño paquete. Los capacitores de alto voltaje por lo común constan de varias placas metálicas entrelazadas inmersas en aceite de silicón. Los capacitores pequeños en muchas ocasiones se construyen a partir de materiales cerámicos. Los capacitores variables (comúnmente de 10 a500 pF) suelen estar compuestos de dos conjuntos de placas metálicas entrelazadas, uno fijo y el otro móvil, con aire como el dieléctrico.
Un capacitor electrolítico se usa con frecuencia para almacenar grandes cantidades de carga a voltajes relativamente bajos. Este dispositivo, mostrado en la figura consta de una hoja metálica en contacto con un electrolito, es decir, una solución que conduce electricidad por virtud del movimiento de iones contenidos en la solución. Cuando se aplica un voltaje entre la hoja y el electrolito, una delgada capa de óxido metálico (un aislador) se forma en la hoja y esta capa sirve como el dieléctrico. Pueden obtenerse valores muy grandes de capacitancia debido a que la capa del dieléctrico es muy delgada y por ello la separación de placas es muy pequeña.
Cuando se utilizan capacitores electrolíticos en circuitos , la polaridad (los signos más y menos en el dispositivo) debe instalarse de manera apropiada. Si la polaridad del voltaje es aplicado es opuesta a la que se pretende, la capa de óxido se elimina y el capacitor conduce electricidad en lugar de almacenar carga.
Placas
Lamina electrolito caso
metálica
Contactos
Aceite Línea metálica
Papel +capa de óxido
capacitador de placas paralelas
domingo, 6 de marzo de 2016
Residuos de los Aparatos Eléctricos y Electrónicos (RAEE)
RAEE
¿Qué son los RAEE?
Se llaman
así los residuos de los aparatos eléctricos y electrónicos, sus materiales,
componentes, consumibles y subconjuntos que los componen, procedentes tanto de
hogares particulares como de usos profesionales.
Son
aparatos que necesitan para funcionar una corriente eléctrica o un campo
electromagnético, con una tensión nominal de funcionamiento inferior a 1.000 V
en corriente alterna y 1.500 V en corriente continua. También se consideran los
aparatos necesarios para generar, transmitir y medir tales corrientes y campos.
¿Cuántos tipos de RAEE existen?
De
acuerdo con la legislación se distinguen los siguientes tipos de RAEE:
Grandes electrodomésticos Pequeños
electrodomésticos Equipos
de informática y telecomunicaciones Aparatos
electrónicos de consumo Aparatos
de alumbrado Herramientas
eléctricas o electrónicas (excepto herramientas industriales fijas
permanentemente, de gran envergadura e instaladas por profesionales) Juguetes
y equipos deportivos o de tiempo libre Aparatos
médicos (excepto los productos implantados e infectados) Instrumentos
de vigilancia o control Máquinas
expendedoras
Los AEE
afectados por la normativa están debidamente identificados con un símbolo
establecido por la norma UNE-EN 50419.
Los
residuos de aparatos eléctricos y electrónicos se gestionan según lo dispuesto
en el Real Decreto 208/2005, de 25 de febrero. Dicho Real Decreto impone las
obligaciones que competen en esta materia a los productores de estos aparatos,
así como a los distribuidores, ciudadanos y a las administraciones públicas.
Conclusiones
·
Es increíble el gasto tan grande que se hace al hacer un
objeto tecnológico y al mismo tiempo la pérdida que causamos.
·
Los residuos no solo son residuos si no recursos.
·
Deberíamos fijarnos antes de comprar un aparato tecnológico y
mirar que daño puede causar al medio ambiente.
·
Es deber de nosotros mismos de investigar los sitios apropiados para el
reciclaje de los aparatos eléctricos o electrónicos, para no
causar daño al medio ambiente y la salud humana.
Es hora
de tomar conciencia de los aparatos electrónicos que compramos y depositamos a
la caneca de basura, no causemos más daño.
BIBLIOGRAFIA: http://www.gerelux.com/spip.php?article21
BIBLIOGRAFIA: http://www.gerelux.com/spip.php?article21
http://semanambientalgbm11.blogspot.com.co/2014/06/conclusiones-de-raee-semana-ambiental.html
domingo, 28 de febrero de 2016
Seis Fuentes Típicas de Producción de Electricidad
FORMAS DE
PRODUCIR ELECTRICIDAD
POR FROTAMIENTO
Una
carga eléctrica se produce cuando se frotan uno con otro dos pedazos de ciertos
materiales; por ejemplo, se da y una varilla de vidrio, o cuando se peina el
cabello.
Estas
cargas reciben el nombre de electricidad estática, la cual se produce cuando un
material transfiere sus electrones a otro.
Esto es
algo que aún no se entiende perfectamente. Pero una teoría dice que en la
superficie es un material existen muchos átomos que no pueden combinarse con
otros en la misma forma en que lo hacen, cuando están dentro del material; por
lo tanto, los átomos superficiales contienen algunos electrones libres, esta es
la razón por la cual os aisladores, por ejemplo vidrio, caucho, pueden producir
cargas de electricidad estática. La energía calorífica producida por la
fricción del frotamiento se imparte a los átomos superficiales que entonces
liberan los electrones, a esto se le conoce como efecto triboeléctrico.
POR
REACCIONES QUÍMICAS
Las
substancias químicas pueden combinarse con ciertos metales para iniciar una
actividad química en la cual habrá transferencia de electrones produciéndose
cargas eléctricas.
El
proceso se basa en el principio de la electroquímica. Un ejemplo es la pila
húmeda básica. Cuando en un recipiente de cristal se mezcla ácido sulfúrico con
agua (para formar un electrolito) el ácido sulfúrico se separa en componentes
químicos de hidrogeno (H) y sulfato (SO4), pero debido a la naturaleza de la
acción química, los átomos de hidrógeno son iones positivos (H+) y (SO4-2). El
número de cargas positivas y negativas son iguales, de manera que toda la
solución tiene una carga neta nula. Luego, cuando se introducen en la solución
barras de cobre y zinc, estas reaccionan con ella.
El zinc
se combina con los átomos de sulfato; y puesto que esos átomos son negativos,
la barra de zinc transmite iones de zinc positivos (Zn+); los electrones
procedentes de los iones de zinc quedan en la masa de zinc, de manera que la
barra de zinc tiene un exceso de electrones, o sea una carga negativa. Los
iones de zinc se combinan con los iones de sulfato y los neutralizan, de manera
que ahora la solución tiene más cargas positivas. Los iones positivos de
hidrogeno atraen a electrones libres de la barra de cobre para neutralizar
nuevamente la solución. Pero ahora la barra de cobre tiene una deficiencia de
electrones por lo que presenta una carga positiva.
POR
PRESIÓN
Cuando
se aplica presión a algunos materiales, la fuerza de la presión pasa a través
del material a sus átomos, desalojando los electrones de sus orbitas y
empujándolos en la misma dirección que tiene la fuerza. Estos huyen de un lado
del material y se acumulan en el lado opuesto. Así cesa la presión, los
electrones regresan a sus órbitas. Los materiales se cortan en determinad
formas para facilitar el control de las superficies que habrán de cargarse;
algunos materiales reaccionaran a una presión de flexión en tanto que otros
responderán a una presión de torsión.
Piezoelectricidad
es el nombre que se da a las cargas eléctricas producidas por el efecto de la
presión.
El
efecto es más notable en los cristales, por ejemplo sales de Rochelle y ciertas
cerámicas como el titanato de bario.
POR CALOR
Debido
a que algunos materiales liberan fácilmente sus electrones y otros materiales
los acepta, puede haber transferencia de electrones, cuando se ponen en
contacto dos metales distintos, por ejemplo: Con metales particularmente
activos, la energía calorífica del ambiente a temperatura normal es suficiente
para que estos metales liberen electrones. Los electrones saldrán de los átomos
de cobre y pasaran al átomo de cinc. Así pues, el cinc adquiere un exceso de
electrones por lo que se carga negativamente. El cobre, después de perder
electrones tiene una carga positiva. Sin embargo, las cargas originadas a la
temperatura ambiente son pequeñas, debido a que no hay suficiente energía
calorífica para liberar más que unos cuantos electrones. Pero si se aplica
calor a la unión de los dos metales para suministrar más energía, liberaran más
electrones. Este método es llamado termoelectricidad. Mientras mayor sea el
calor que se aplique, mayor será la carga que se forme. Cuando se retira la
fuente de calor, los metales se enfrían y las cargas se disparan.
POR LUZ
La luz
en sí misma es una forma de energía y muchos científicos la consideran formada
por pequeños paquetes de energía llamados fotones. Cuando los fotones de un
rayo luminoso inciden sobre un material, liberan energía. En algunos materiales
la energía procedente de los fotones puede ocasionar la liberación de algunos
electrones de los átomos. Materiales tales como potasio, sodio, cesio, litio,
selenio, germanio, cadmio y sulfuro de plomo, reaccionan a la luz en esta
forma. El efecto fotoeléctrico se puede usar de tres maneras:
1.-Fotoemisión:
La energía fotónica de un rayo de la luz puede causar la liberación de
electrones de la superficie de un cuerpo que se encuentran en un tubo al vació.
Entonces una placa recoge estos electrones.
2.-Fotovoltaica:
La energía luminosa que se aplica sobre una de dos placas unidas, produce la
transmisión de electrones de una placa a otra. Entonces las placas adquieren
cargas opuestas en la misma forma que una batería.
3.-Fotoconducción.-
La energía luminosa aplicada a algunos materiales que normalmente son malos
conductores, causa la liberación de electrones en los metales, de manera que
estos se vuelven mejores conductores.
POR
MAGNETISMO
Todos
conocemos los imanes, y los han manejado alguna que otra vez. Por lo tanto, podrá
haber observado que, en algunos casos, los imanes se atraen y en otro caso se
repelen. La razón es que los imanes tienen campos de fuerza que actúan uno
sobre el otro recíprocamente.
La
fuerza de un campo magnético también se puede usar para desplazar electrones.
Este fenómeno recibe el nombre de magnetoelectricidad; a base de este un
generador produce electricidad. Cuando un buen conductor, por ejemplo, el cobre
se hace pasar a través de un campo magnético, la fuerza del campo suministrara
la energía necesaria para que los átomos de cobre liberen sus electrones de
valencia. Todos los electrones se moverán en cierta dirección, dependiendo de
la forma en que el conductor cruce el campo magnético, el mismo efecto, se
obtendrá si se hace pasar el campo a lo largo del conductor. El único requisito
es que haya un movimiento relativo entre cualquier conductor y un campo
magnético.
http://html.rincondelvago.com/formas-de-produccion-de-electricidad.html
https://www.youtube.com/watch?v=XMdXhK5ge4M
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