FUSIÓN Y FISIÓN NUCLEAR

En física nuclear , la fusión nuclear es el proceso por el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen para formar un núcleo más pesado. Se acompaña de la liberación o absorción de una cantidad enorme de energía, que permite a la materia entrar en un estado plasmático.
La fusión de dos núcleos de menor masa que el hierro (que, junto con el níquel, tiene la mayor energía de enlace por nucleón) libera energía en general, mientras que la fusión de núcleos más pesados que el hierro absorbe energía; y viceversa para el proceso inverso, fisión nuclear. En el caso más simple de fusión del hidrógeno, dos protones deben acercarse lo suficiente para que la interacción nuclear fuerte pueda superar su repulsión eléctrica mutua y obtener la posterior liberación de energía.
La fusión nuclear se produce de forma natural en las estrellas. La fusión artificial también se ha logrado en varias empresas, aunque todavía no ha sido totalmente controlada. Sobre la base de los experimentos de transmutación nuclear de Ernest Rutherford conducidos unos pocos años antes, la fusión de núcleos ligeros (isótopos de hidrógeno) fue observada por primera vez por Mark Oliphant en 1932; los pasos del ciclo principal de la fusión nuclear en las estrellas posteriormente fueron elaborados por Hans Bethe durante el resto de esa década. La investigación sobre la fusión para fines militares se inició en la década de 1940 como parte del Proyecto Manhattan, pero no tuvo éxito hasta 1952. La investigación sobre la fusión controlada con fines civiles se inició en la década de 1950, y continúa hasta hoy en día.

NUCLEO

El núcleo atómico es la parte central de un átomo, tiene carga positiva, y concentra más del 99.99% de la masa total del átomo.
Está formado por protones y neutrones (denominados nucleones) que se mantienen unidos por medio de la interacción nuclear fuerte, la cual permite que el núcleo sea estable, a pesar de que los protones se repelen entre sí (como los polos iguales de dos imanes). La cantidad de protones en el núcleo determina el elemento químico al que pertenece. Los núcleos atómicos con el mismo número de protones, pero distinto número de neutrones, se denominan isótopos; por esta razón, átomos de un mismo elemento pueden tener masas diferentes.




La existencia del núcleo atómico fue deducida del experimento de Rutherford, donde se bombardeó una lámina fina de oro con partículas alfa, que son núcleos atómicos de helio emitidos por rocas radiactivas. La mayoría de esas partículas traspasaban la lámina, pero algunas rebotaban, lo cual demostró la existencia de un minúsculo núcleo atómico.

RADIOCTIVIDAD

RADIOACTIVIDAD

En 1896 el físico frances Henry Becquerel descubrió la radioactividad, que consiste en el proceso mediante el cual los núcleos atómicos emiten espontaneamente diferentes formas de radiación.

TIPOS DE RADIACIÓN ALFA: núcleos de Helio ( = 2 protones + 2 neutrones) BETA: electrones GAMA: luz (ondas electromagnéticas)

Para entender cómo puede decaer un núcleo considere los siguientes hechos:

• Los protones y los neutrones dentro del núcleo se mantienen pegados por la interacción nuclear fuerte
   
• Estas partículas se mueven muy rápidamente dentro del núcleo de tal forma que en algunos instantes muy cortos se alejan alguna distancia del núcleo.
   
• Existe una probabilidad muy pequeña de que dos protones y dos neutrones agrupados se alejen tanto del núcleo que salgan disparados hacia fuera. Esta agrupación de dos protones y dos neutrones es lo que constituye una partícula alfa:
  
   
• En este proceso se pierde una pequeñísima cantidad de masa, que se convierte en energía de acuerdo con la Teoría de la Relatividad Especial: E=mc² -- >  Energía = Masa

   

CAOS

Teoría del Caos

La cantidad de estupideces que se pueden decir sobre la "teoría" del caos. Supongo que casi las mismas que de la cuántica. Otros conceptos pertenecientes a otros ámbitos de la física y las matemáticas no están tan degradados como éstos, pero es que no es tan fácil hacer magia con la termodinámica, o con las integrales. En fin, en la red podemos leer joyas como ésta, en un curso sobre la "teoría del Caos":
"La motivación del módulo Teoría del Caos es una muestra de la convergencia del saber científico con algunas concepciones religiosas muy antiguas sobre el principio del universo y el conocimiento del mismo."
¡Se me pone la carne de gallina!
Pero hay más:
"Cuando estamos mirando el fluir de un arroyo, escuchando el viento a través de los árboles y el canto de los pájaros u observando la conducta de las hormigas, podemos llegar a sentir desde los microacontecimientos que, llenos de matices, fluyen sobre nosotros, hasta el flujo de las olas del tiempo más grandes y lentas, como el movimiento del Sol a través del cielo, el calor de la Tierra, la germinación de las semillas, el envejecimiento de los árboles, etc.
Todas estas dimensiones fractales del tiempo se curvan y se quiebran también dentro de nuestros cuerpos, y están sincronizadas con nuestros ritmos temporales interiores.

A muchos compositores se les ocurre una composición completa en un segundo o en menos, es decir fuera del tiempo, puesto que en estos momentos la pueden "escuchar" entera. Ya a la ho-ra de traducirlas en notas, han de situar la obra en un tiempo lineal.
Así mismo, artistas creativos explican la contemplación de una obra de arte completa en un instante, desarrollando posteriormente algunos detalles."

Es cierto, la sensación del paso del tiempo subjetivo tiene mucho que ver con la teoría del caos...
Mas joyas:
"Estoy finalizando un master en dirección estratégica de la comunicación corporativa y tengo previsto desarrollar un trabajo a modo tesis final en el que ilustre la relación existente entre la función estratégica de la comunicación en las organizaciones y la teoría del caos.
Soy un 'ingnorante' en la materia , pero tuve la ocasión de entrar en contacto con la geometría fractal a través de una campaña de publicidad que preparamos para la empresa en la que trabajo como responsable de comunicación, desde entonces todavía llevo dentro cierta inquietud; este es de alguna manera el estimulo o lo que ha motivado por centrar el trabajo sobre este asunto. "

En fin. Ya sabemos lo que no es la teoría del caos. Pero ¿Qué es?
En primer lugar, dejemos a un lado lo de la "teoría", se trata del estudio de ciertos sistemas dinámicos determinísticos no lineales. Es decir, se trata del estudio de sistemas cuyo comportamiento está determinado por unas ecuaciones diferenciales que, al no ser lineales (y otras condiciones) tienen un comportamiento curioso.
En princpio, al ser deterministas, una vez se conocen las condiciones iniciales se puede determinar la evolución del sistema con total precisión. Sin embargo no siempre se pueden determinar esas condicioens iniciales con total precisión. Por ejemplo, cuando se estudia la evolución de la atmósfera para hacer predicciones del tiempo, no podemos saber todo sobre todas las partículas que componen toda la atmósfera de la Tierra, y su interacción con el Sol, el espacio, etc. El error que cometemos, al tratarse de ecuaciones no-lineales y hacer aproximaciones en los valores, hace que la solución diverja rápidamente y en unos cuatro días puede que no tenga nada que ver con la realidad.
En los sitemas lineales un pequeño error hace que las soluciones tengan también un pequeño error, y se pueda estudiar el comportamiento del sistema.

Lo que pretende la "teoría" del caos, es estudiar el comportamiento de estos sistemas, para saber si, a pesar de ser tan complejos, podemos obtener información sobre ellos. Por ejemplo, se estudia si las soluciones se quedan en una zona del espacio de fases o no, cuán rápido se separan, etc. En el diagrama (famoso) de Lorentz se representan las soluciones en función de tres parámetros del sistema dinámico determinístico tridimensional no lineal derivado de las ecuaciones simplificadas de rollos de convección que se producen en las ecuaciones de la atmósfera terrestre, desarrolladas por Lorentz.
Una forma de ver cuánto divergen esas soluciones asociadas a condiciones iniciales ligeramente diferentes es el exponente de Liapunov. Este exponente es el máximo valor que alcanza el promedio del orden exponencial de la velocidad, con la cual las configuraciones globales se alejan (o se acercan) de sus configuraciones globales inmediatas siguientes.

Si el exponente es L=0, tenemos una serie periódica, si es L>0 es una serie caótica, y si es infinito, se trata de una serie aleatoria.
Un ejemplo de ecuación determinista pero caótica es:

Se puede ilustrar el "efecto mariposa" comparando los gráficos que resultan cuando se utilizan las siguientes condiciones iniciales:
Sistema A: Xo = 0.399999
Sistema A + una mariposa: Xo = 0.400000 (apenas una millonésima de diferencia)

RELATIVIDAD EQUIPO:2

LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD

En 1906 el físico Albert Einstein (1879 - 1955) formuló la Teoría de la Relatividad Especial

El trabajo de Einstein comenzó con un acertijo:


Un móvil emite luz hacia adelante y hacia atrás. ¿Cuál de los dos rayos de luz se mueve con mayor velocidad en relación al suelo?

La respuesta correcta es:

• ¿El rayo de luz delantero se mueve con mayor velocidad? NO
• ¿El rayo de luz trasero se mueve con mayor velocidad? NO
• ¿Los dos rayos se mueven a igual velocidad? SI

Según la mecánica clásica la primera respuesta sería la correcta, sin embargo un experimento realizado en 1887 por los físicos A. Michelson y E. Morley encontró que la respuesta correcta es la última.

La velocidad de la luz es constante sin importar quién ni cómo se emitió

¿Qué dice la teoría de la Relatividad Especial?

La Relatividad Especial toma el hecho de la constancia de la velocidad de la luz como condición básica para la construcción de la teoría.
Además, Einstein introduce otro elemento:

La coordenada del tiempo se debe tratar simplemente como una coordenada más del espacio.

Las consecuencias de esta teoría son inimaginables:

• Un intervalo de tiempo medido en tierra no es igual al mismo intervalo medido desde un móvil
• Una distancia medida en tierra no es igual a la misma distancia medida desde un móvil
• La masa y la energía son conceptos equivalentes. La masa puede convertirse en otras formas de energía (como, por ejemplo, ondas de luz) y al contrario. De aquí sale la famosa fórmula
  
  

  E = mc2

  
  (E = energía,   m = masa,   c = velocidad de la luz)

Ejemplos donde se ha comprobado la conversión de masa en energía son la fisión nuclear, la fusión nuclear y la creación y aniquilación de materia.

---

RELATIVIDAD GENERAL

La gravedad es una fuerza de atracción universal que sufren todos los objetos con masa, sea este un electrón o una estrella.

En 1916 Einstein extendió los conceptos de la Relatividad Especial para explicar la atracción gravitacional entre masas.

La estructura del espacio-tiempo es modificada por la presencia de un agujero negro

Según Newton la fuerza de gravedad aparece automáticamente siempre que hayan dos masas.
¿Cuál es el problema con esta teoría?

Para entender las dificultades con la teoría de Newton, que motivaron a Einstein a buscar una solución mejor, considere el siguiente experimento imaginario:

La Tierra y la Luna se atraen gravitacionalmente de forma recíproca. Supongamos que la Luna cambia de lugar repentinamente (por ejemplo como consecuencia de un impacto con un asteroide). La Tierra siente ahora una fuerza de gravedad más intensa porque la Luna se encuentra más cerca. La pregunta es: ¿Cuánto tiempo le toma a la Tierra para 'sentir' la nueva posición de la Luna?

Según la teoría clásica de Newton este tiempo es 0.0 segundos, es decir, la acción de la gravedad se transmite a una velocidad infinita!!!

Esto es imposible! ya sabemos que la máxima velocidad que se da en la naturaleza es la velocidad de la luz, lo cual es justamente el postulado primordial que usó Einstein para su Teoría de la Relatividad Especial. Este dilema se resuelve con la teoría de la gravedad de Einstein o Teoría de la Relatividad General.

¿Qué dice la teoría de la Relatividad General?

• La gravedad (o atracción entre cuerpos con masa) es consecuencia de la forma del espacio.
• La fuerza que sentimos cuando nos movemos en un sistema acelerado (por ejemplo cuando la buseta frena) tiene la misma naturaleza que la fuerza de atracción entre masas (por ejemplo la fuerza de gravedad que ejerce la Tierra sobre la Luna).

Una forma muy compacta de expresar el punto central de la Teoría de la Relatividad General es diciendo que

la gravedad es equivalente a la curvatura del espacio.

Pero, ¿Qué significa todo esto?
Para entenderlo, vamos a tomar un ejemplo en el que tenemos que poner a trabajar nuestra imaginación. Supongamos que vivimos en un mundo de dos dimensiones (en vez de tres), por ejemplo en una hoja de papel (sin profundidad).

Vamos a medir la forma del espacio usando una rejilla. La distancia entre un nodo y su vecino es el patrón de medida:
Cuando no existe materia alguna el espacio es plano. Todas las celdas de la rejilla son del mismo tamaño.
Coloquemos una estrella en medio de este espacio. La presencia de la estrella (por su masa) ha deformado el espacio dandole una 'curvatura' en la región vecina a la estrella. Notar como la distancia patrón se modifica de forma más pronunciada en cercanías de la estrella:
¿Qué ocurre si en vez de la estrella colocamos un agujero negro muy masivo? En este caso la deformación del espacio es mayor:

La fuerza que siente un planeta hacia el Sol, en realidad es simplemente el efecto producido por su movimiento en el espacio que ha sido deformado por la masa del Sol.

---

¿Cómo sabemos que la Teoría de la Relatividad General es correcta?
Se han realizado una gran cantidad de experimentos y observaciones y hasta el día de hoy (1999) no se han encontrado datos en contradicción con esta teoría. La mayoría de las predicciones se han podido comprobar y se pueden resumir así:

Predicción	Confirmación experimental
La luz se devía al pasar por el Sol	Fenómeno observado por Arthur Eddington en el eclipse solar del 29 de mayo de 1919
Precesión de la órbita de Mercurio	Conocida antes de que Einstein formulara la teoría
Cambio en la rapidez con la que fluye el tiempo en un campo gravitacional	Medido experimentalmente por J. C. Hafele y R. Keating en 1971
Ondas gravitacionales	Evidencia indirecta por observaciones del sistema binario PSR 1913 realizadas por Hulse y Taylor en 1975.
Agujeros negros	Varias observaciones de núcleos galácticos activos
Efecto de lente gravitacional	Observado a diario con potentes telescopios
Equivalencia entre masa gravitacional y masa inercial	Comprobado por Roll, Krotkov y Dicke en 1964
Corrimiento espectral 'hacia el rojo' de la luz en un campo gravitacional	Medido por Pound y Rebka en 1960

EQUIPO:1

EL ÁTOMO

 

---

 

Los filósofos griegos se preguntaron de qué están hechas las cosas.

Hoy, la física de altas energías ha dado una respuesta científica a esta antigua pregunta:
 


Para entender mejor la constitución de la materia considere los siguientes hechos:

• El átomo es la mínima cantidad de materia de un elemento químico.
   
• Por las observaciones que se han realizado bombardeando átomos con partículas elementales, un átomo se puede explicar así:
   
  0. Un núcleo de carga positiva donde se concentra la mayoría de su masa, y
  1. varios electrones alrededor del núcleo como un enjambre de abejas.
  
   
• El núcleo está compuesto de protones (con carga positiva) y neutrones (sin carga)
   
• La carga neta de un átomo es cero

La diferencia entre los elementos químicos que se encuentran en la naturaleza no es más que el número de protones y de neutrones en sus átomos.
Por ejemplo:
 

 
El comportamiento de un átomo no puede ser explicado con las leyes físicas aplicadas a los objetos macroscópicos. Se requiere de la mecánica cuántica para poder entender qué pasa dentro de un átomo.
 
Por ejemplo, los electrones en un átomo no se encuentran circundando el núcleo en órbitas bien definidas (como la de un planeta en torno al Sol).
 
La posición de un electrón en un átomo no se puede saber con certeza. Lo único que podemos decir es que existe una probabilidad de que el electrón se encuentre en un lugar dado. Según la mecánica cuántica, esta probabilidad depende de la energía del átomo.
Para ilustrar este fenómeno las figuras a continuación muestran el resultado, de una simulación en el computador, de las probabilidades (u orbitales) de encontrar un electrón en puntos alrededor del núcleo de un átomo de hidrógeno en cuatro niveles de energía diferentes. La probabilidad es proporcional a la densidad de puntos rojos.

(Para el experto: los numeros cuánticos n, l y m son el número cuántico total, orbital y magnético respectivamente, l y m es cero a no ser que se indique lo contrario)
 

Nivel de energía n=1	Nivel de energía n=2
Nivel de energía n=3	Nivel de energía n=3, m=2

CIRCUITO RLC

CIRCUITO RLC.

CORRIENTE ALTERNA Y REDADTANCIA

           CORRIENTE ALTERNA.

La corriente alterna (ca) se comporta como su nombre lo indica. Los electrones del circuito se desplazan primero en una dirección y luego en sentido opuesto, con un movimiento de vaivén en torno a posiciones relativamente fijas. Esto se consigue alternando la polaridad del voltaje del generador o de otra fuente.

La popularidad de que goza la ca proviene del hecho de que la energía eléctrica en forma de ca se puede transmitir a grandes distancias por medio de fáciles elevaciones de voltaje que reducen las pérdidas de calor en los cables.

La aplicación principal de la corriente eléctrica, ya sea cd o ca, es la transmisión de energía en forma silenciosa, flexible y conveniente de un lugar a otro.

Historia

A partir de los trabajos iniciales de físico Nikola Tesla, el también físico Guillermo Stanley, diseñó, en 1885, uno de los primeros dispositivos prácticos para transferir la CA eficientemente entre dos circuitos eléctricamente aislados. Su idea fue la de arrollar un par de bobinas en una base de hierro común, denominada bobina de inducción. De este modo obtuvo lo que sería el precursor del actual transformador. El sistema usado hoy en día fue ideado fundamentalmente por Nikola Tesla, y pronto perfeccionado por George Westinghouse, Lucien Gaulard, Juan Gibbs y Oliver Shallenger entre los años a 1881 a 1889. Estos sistemas superaron las limitaciones que aparecían al emplear la corriente continua (CC), según se pusieron de manifiesto en el sistema inicial de distribución comercial de la electricidad, utilizado por Thomas Edison.

La primera transmisión interurbana de la corriente alterna ocurrió en 1891, cerca de Telluride, Colorado, a la que siguió algunos meses más tarde otra en Alemania. A pesar de las notorias ventajas de la CA frente a la CC, Thomas Edison siguió abogando fuertemente por el uso de la corriente continua, de la que poseía numerosas patentes (véase la guerra de las corrientes). Utilizando corriente alterna, Charles Proteus Steinmetz, de General Electric, pudo solucionar muchos de los problemas asociados a la producción y transmisión eléctrica.

Corriente alterna vs. Continua

La razón del amplio uso de la corriente alterna viene determinada por su facilidad de transformación, cualidad de la que carece la corriente continua.

La energía eléctrica viene dada por el producto de la tensión, la intensidad y el tiempo. Dado que la sección de los conductores de las líneas de transporte de energía eléctrica dependen de la intensidad, podemos, mediante un transformador, elevar el voltaje hasta altos valores (alta tensión). Con esto la misma energía puede ser distribuida a largas distancias con bajas intensidades de corriente y, por tanto, con bajas pérdidas por causa del efecto Joule. Una vez en el punto de utilización o en sus cercanías, el voltaje puede ser de nuevo reducido para su uso industrial o doméstico de forma cómoda y segura.

Las matemáticas .

                                                 REACTANCIA CAPACITIVA

Así como la resistencia ofrece oposición a la corriente en un circuito de c.c., la oposición a la c.a. se llamaReactancia,así la capacitancia presenta oposición a la c.a. denominadaReactanciacapacitiva,se simboliza Xc. Así como la resistencia eléctrica se mide en Ohmios también la Xc se mide en Ohmios, y se sustituye por la R en la Ley de Ohm: I = E /R.... donde R = E / I entonces tenemos que Xc = E / I = Ohmios, y se usa para calcular la oposición que presenta un capacitor alpaso de la c.a. La reactancia de un capacitor es inversamente proporcional a dos factores: La capacitancia y la frecuencia del voltaje aplicado, expresado en fórmula, tenemos:

                                               Donde:   Xc = Reactancia capacitiva, en Ohms(Ω)

Xc = 1 /27πfc =(Ω)Ohmios                      π=Constante 3.1416 radianes

                                                                     f = Frecuencia de la tensión aplicada en volts

                                                                     c = Capacitancia en faradios

Xc = Reactancia capacitiva, en (Ω)Ohmios;      π   = constante 3,1416 radianes;  f   = Frecuencia de la tensión aplicada, en Voltios y  c= Capacitancia del capacitor, en Faradios

Ahora bien, en un circuito de c.c. la oposición a la corriente se llama Resistencia, pero en un circuito de c.a. se le llama Impedancia, que se simboliza con la letra Z y se mide también en Ohms y se usa la Ley de Ohm para calcularla, sustituyendo laR porZ , tenemos:Z =E / I

Observe el circuito ilustrado, el cual tiene aplicado una tensión de 75 voltios y un flujo de 3 amperes de c.a.: la Impedancia del capacitor es de: 25 Ω

    Z = E/l = 75/3 = 25 Ù

     

También podemos calcular la Impedancia de un circuito capacitivo mediante la fórmula:

Si la Reactancia Capacitiva del circuito es de 6 Ω y la resistencia es de 8 Ω, cuál será la Impedancia?
Respuesta Z = 10 Ω;

DE DONDE VIENE: ; Utilizando el teorema de Pitágoras para el área sombreada de la figura, tenemos: X = Xc2 + R2 ya que X es la hipotenusa de un Triángulo rectángulo: como el ángulo de fase es la diferencia en grados entre el tiempo en que dos ondas senoidales pasan por el eje cero, se dice que en un circuito puramente capacitivo el voltaje se atrasa a la corriente en 90° : o lo que es lo mismo, la corriente se adelanta al voltaje en 90°.

EQUIPO3:CORRIENTE ELÉCTRICA

CORRIENTE ELÈCTRICA.

La corriente eléctrica es una corriente de electrones que atraviesa un material.
Algunos materiales como los "conductores" tienen electrones libres que pasan con facilidad de un átomo a otro.
Estos electrones libres, si se mueven en una misma dirección conforme saltan de un átomo a átomo, se vuelven en su conjunto, una corriente eléctrica.
Para lograr que este movimiento de electrones se de en un sentido o dirección, es necesario una fuente de energía externa.
Cuando se coloca un material eléctricamente neutro entre dos cuerpos cargados con diferente potencial (tienen diferente carga), los electrones se moverán desde el cuerpo con potencial más negativo hacia el cuerpo con potencia más positivo. Ver la figura
Los electrones viajan del potencial negativo al potencial positivo. Sin embargo se toma por convención que el sentido de la corriente eléctrica va desde el potencial positivo al potencial negativo.

Esto se puede visualizar como el espacio (hueco) que deja el electrón al moverse de un potencial negativo a un positivo. Este hueco es positivo (ausencia de un electrón) y circula en sentido opuesto al electrón.
La corriente eléctrica se mide en Amperios (A) y se simboliza con la letra I.
Hasta aquí se ha supuesto un flujo de corriente da va de un terminal a otro en, forma continua. A este flujo de corriente se le llama corriente continua. Hay otro caso en que el flujo de corriente circula, en forma alternada, primero en un sentido y después en el opuesto. A este tipo de corriente se le llama corriente alterna.

Las Leyes de Kirchoff

La corriente continua (CC), es el resultado del flujo de electrones (carga negativa) por un conductor (alambre o cable de cobre casi siempre), que va del terminal negativo al terminal positivo de una batería.
Circula en una sola dirección, pasando por una carga. Un foco / bombillo en este caso.

La corriente continua no
cambia su magnitud ni su
dirección con el tiempo.

No es equivocación, la corriente eléctrica sale del terminal negativo y termina en el positivo.

Lo que sucede es, que es un flujo de electrones que tienen carga negativa.
La cantidad de carga de electrón es muy pequeña. Una unidad de carga muy utilizada es el Coulomb (mucho más grande que la carga de un electrón).
1 Coulomb = la carga de 6 280 000 000 000 000 000 electrones
ó en notación científica: 6.28 x 10¹⁸ electrones
Para ser consecuentes con nuestro gráfico y con la convención existente, se toma a la corriente como positiva y ésta circula desde el terminal positivo al terminal negativo.

Lo que sucede es que un electrón al avanzar por el conductor va dejando un espacio [hueco] positivo que a su vez es ocupado por otro electrón que deja otro espacio [hueco] y así sucesivamente.
Esto genera una serie de huecos que viajan en sentido opuesto al V de los electrones y que se ede entender como el sentido de la corriente positiva que se conoce.
La corriente es la cantidad de carga que atraviesa la lámpara en un segundo, entonces

Corriente = Carga en coulombs / tiempo
ó
I = Q / T

Si la carga que pasa por la lámpara es de 1 coulomb en un segundo, la corriente es de 1 amperio
Ejemplo: Si por la foco / bombillo pasa una carga de 14 coulombs en un segundo, entonces la corriente será:

I = Q / T = 14 coulombs/1 seg = 14 amperios

La corriente eléctrica se mide en (A) Amperios y para circuitos electrónicos generalmente se mide en mA (miliAmperios) ó (uA) microAmperios. Ver las siguientes conversiones.

1 mA (miliamperio) = 0.001 A (Amperios)
1 uA (microAmperio) = 0.000001 A (Amperios)

Nota: Coulomb = Coulombio

Las dos primeras leyes establecidas por Gustav R. Kirchhoff (1824-1887) son indispensables para los cálculos de circuitos, estas leyes  son:

1. La suma de las corrientes que entran, en un nudo o punto de unión de un circuito es igual a la suma de las corrientes que salen de ese nudo. Si asignamos el signo más (+) a las corrientes que entran en la unión, y el signo menos (-) a las que salen de ella, entonces la ley establece que la suma algebraica de las corrientes en un punto de unión es cero:   
                        (suma algebraica de I)   Σ I = 0 (en la unión)

2. Para todo conjunto de conductores que forman un circuito cerrado, se verifica que la suma de las caídas de tensión en las resistencias que constituyen la malla, es igual a la suma de las f.e.ms. intercaladas. Considerando un aumento de potencial como positivo (+) y una caída de potencial como negativo (-), la suma algebraica de las diferencias de potenciales (tensiones, voltajes) en una malla cerrada es cero: 
                        (suma algebraica de E)    Σ E - Σ I*R = 0    (suma algebraica de las caídas I*R, en la malla cerrada)

Como consecuencia de esto en la práctica para aplicar esta ley, supondremos una dirección arbitraria para la corriente en cada rama. Así, en principio, el extremo de la resistencia, por donde penetra la corriente, es positivo con respecto al otro extremo. Si la solución para la corriente que se resuelva, hace que queden invertidas las polaridades, es porque la supuesta dirección de la corriente en esa rama, es la opuesta.

Por ejemplo:

Fig. 12

Las flechas representan la dirección del flujo de la corriente en el nudo. I₁ entra a la unión, considerando que I₂ e I₃ salen. Si I₁ fuera 20 A e I₃ fuera 5 A, I₂ tendría 15 A, según la ley de voltaje de I₁=I₂ + I₃. La ley de Kirchoff para los voltajes es, la suma de voltajes alrededor de un circuito cerrado es igual a cero. Esto también puede expresarse como la suma de voltajes de un circuito cerrado es igual a la suma de voltajes de las fuentes de tensión: 

Fig. 13

En la figura anterior, la suma de las caídas de voltaje en R₁, R₂ y R₃ deben ser igual a 10V o sea, 10V =V₁+ V₂+ V₃. Aquí un ejemplo:

Fig. 14

Las corrientes de I₂ e I₃ y la resistencia desconocida R₃ centran todos los cálculos, usando la teoría básica de la corriente continua. La dirección del flujo de la corriente está indicado por las flechas.

• El voltaje en el lado izquierdo (la resistencia R₁ de 10 Ω), está saliendo del terminal superior de la resistencia. 
•  La d. d. p. en esta resistencia R₁ es de I₁ * R o sea, 5 voltios. Esto está en oposición de los 15 voltios de la batería. 
•  Por la ley de kirchoff del voltaje, la d. d. p. por la resistencia R₂ de 10 Ω es así 15-5 o sea, 10 voltios. 
•  Usando la ley Ohm, la corriente a través de la resistencia R₂ 10 Ω es entonces (V/R) 1 amperio. 
•  Usando la ley de Kirchoff de la corriente y ahora conociendo el I₁ e I₃, el I₂ se encuentra como I₃=I₁+I₂ por consiguiente el amperaje de I₂= 0.5A. 
•  De nuevo, usando la ley de Kirchoff del voltaje, la d. d. p. para R₃ puede calcularse como, 20 = I₂*R3 +10. El voltaje por R₃ (el I₂*R₃) es  entonces 10 voltios. El valor de R₃ es (V/I) o 10/0.5 o 20Ω.

EQUIPO.2

Se llama luz a la radiación electromagnética que puede ser percibida por el ojo humano. En física, el término luz se usa en un sentido más amplio e incluye el rango entero de radiación conocido como el espectro electromagnético, mientras que la expresión luz visible denota la radiación en el espectro visible .

 

A finales del siglo XVII existían dos teorías que trataban de explicar la naturaleza la  luz . Una era la teoría corpuscular de issac newton ,quien señalaba: la luz esta constituida por numerosos corpúsculos o partículas emitidas por cualquier cuerpo luminoso, dichas partículas al chocar con nuestra  retina que  nos permite ver las cosas al recibir la sensación luminosa.

La otra era la teoría ondulatoria  propuesta por el holandés  Cristian huygens ,quien opinaba :Que la luz es un fenómeno ondulatorio semejante al sonido, por esos su propagación es de la misma  naturaleza  que la de una onda .

 

Las dos teorías anteriores explican satisfactoriamente las tres características de la luz que se había descubierto ha

sta

Propagación  rectilínea es decir la luz viaja en línea recta .entonces

Refracción , desviación que sufre la luz al llegar ala superficie de separación entre dos estancias de diferente densidad. 

El fenómeno de interferencia es una prueba contundente para comprobar si un movimiento es ondulatorio o no.

En 1816 también se encontró que luz se difractaba es decir, si una onda encuentra un obstáculo en su camino, lo rodea o lo contornea este fenómeno nos permitió que se aceptara  la teoría Huygens, pues la proposición de Newton no podía explicar estos f

Reflexión ,cuando la luz inicia en una superficie  l

i

 los rayos luminosos son rechazados o reflejados en una sola dirección .

EQUIPO1.

	LUZ

1.- ¿Qué es la luz?

La luz es una radiación que se propaga en forma de ondas. Las ondas que se pueden propagar en el vacío se llaman ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS. La luz es una radiación electromagnética.

Características de las ondas electromagnéticas

Las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío a la velocidad de 300000 km/s, que se conoce como "velocidad de la luz en el vacío" y se simboliza con la letra c (c = 300000 km/s).

Características de las ondas

Propiedades de las ondas

La velocidad de la luz en el vacío no puede ser superada por la de ningún otro movimiento existente en la naturaleza. En cualquier otro medio, la velocidad de la luz es inferior.

La energía transportada por las ondas es proporcional a su frecuencia, de modo que cuanto mayor es la frecuencia de la onda, mayor es su energía.

Las ondas electromagnéticas se clasifican según su frecuencia como puede verse en el siguiente diagrama:

REFRACCIÓN.

La refracción es el fenómeno que se presenta en un rayo sonoro o luminoso cuando incide oblicuamente sobre la superficie de separación de dos medios, y en virtud del cual el rayo cambia de dirección y velocidad.

Cuando un rayo luminoso incide sobre la superficie que separa dos medios, por ejemplo el aire y el agua, parte de la luz incidente se refleja, mientras que la otra parte se refracta y penetra en el segundo medio. Aunque el fenómeno de la refracción se aplica fundamentalmente a las ondas luminosas los conceptos son aplicables a cualquier onda incluyendo las ondas electromagnéticas.

Se cumplen entonces las leyes deducidas por Huygens que rigen todo el movimiento ondulatorio:

- El rayo incidente, el reflejado y el refractado se encuentran en el mismo plano.

- Los ángulos de incidencia y reflexión son iguales, entendiendo por tales los que forman respectivamente el rayo incidente y el reflejado con la perpendicular a la superficie de separación trazada en el punto de incidencia.

La velocidad de la luz depende del medio que atraviese, por lo que es más lenta cuanto más denso sea el material y viceversa. Por ello, cuando la luz pasa de un medio menos denso (aire) a otro más denso (cristal), el rayo de luz es refractado acercándose a la normal y por tanto, el ángulo de refracción será más pequeño que el ángulo de incidencia. Del mismo modo, si el rayo de luz pasa de un medio más denso a uno menos denso, será refractado alejándose de la normal y, por tanto, el ángulo de incidencia será menor que el de refracción.

¿Qué son lentes?

Las lentes son medios que dejan pasar la luz y en el proceso los rayos de luz se refractan de acuerdo a la ley de la refracción. De acuerdo a su forma tenemos los siguientes:

Las lentes convergentes refractan los rayos paralelos hacia un punto llamado foco, o sea convergen en el foco:

Las lentes divergentes refractan los rayos de luz paralelos en dirección del primer foco:

Las superficies curvas de las lentes suelen ser esférica, cilíndrica o parabólica, Las superficies esféricas son las más fáciles de hacer por eso son las mas comunes.

La construcción de la imagen en los lentes se hace siguiendo la ley de la refracción vista en las dos graficas anteriores. Para esto utilizaremos tres rayos notables y utilizaremos la siguiente representación:

Las líneas rojas son los rayos de luz que parten del objeto y se refractan en la lente, como los rayos no se unen en ningún punto entonces se prolongan en dirección contraria que son las líneas azules y se unen para formar la imagen virtual, derecha y reducida.

De acuerdo a como se forman las imágenes se tiene lo siguiente:

Las ecuaciones que cumplen las lentes son las mismas que las de los espejos

Donde la imagen es negativa si esta del lado del objeto, si esta al otro lado será positiva, la distancia focal será positiva si es una lente convergente y negativa si es divergente.