CIRCUITO RLC.
domingo, 8 de mayo de 2011
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;
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°.
; 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.
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.cambia su magnitud ni su
dirección con el tiempo.
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.
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 amperioó
I = Q / T
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)
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.
domingo, 10 de abril de 2011
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.
jueves, 17 de marzo de 2011
PRÁCTICA5:SONIDO
“VICENTE RAMON GUERRERO SALDAÑA”
MATERIA: FÍSICA.
PRÁCTICA5: SONIDO.
GRUPO: AMI
ALUMNO: ESTELA BRITO OCAMPO.
FACILITADOR: JAVIER ESTRADA CUEVAS.
Apaxtla de Castrejón gro., a 17 de marzo de 2011.
OBJETIVO: observar las diferentes intensidades de sonido en el agua.
MATERIAL:
« 3 Botellas de refresco de capacidad de 355ml.
« 1 Veladora.
« 1 Tipo resorte de globo.
« 2 L de agua natural.
« 1 pistola de juguete de balas de pólvora.
« 1 Caja de cerillos.
PROCEDIMIENTO.
1. Tomas todas las botellas y les pones una cantidad de agua diferente a cada una de ellas.
2. Luego comienzas a soplarle a cada una de las botellas y escucha atentamente cada sonido que hace cada botella al ir soplándole una a una.
3. Como podrás darte cuenta en cada una de ellas se escucha un sonido diferente.
4. Toma la veladora y enciéndela.
5. Enseguida toma el tipo resorte de globo y jale el globo hacia atrás y suéltelo.
6. Observaras que por las ondas que produce la vela se apaga la flama.
7. Ademàs se toma la pistola de juguete y se dan unos disparos al aire y ve lo que pasa.
Como podrás darte cuenta el sonido de la pistola las tima al oído.
CONCLUSIONES:
Como se pudo observar las ondas juegan un papel muy importante en la vida ya que estas nos permiten realizar ciertos experimentos y ver que no solo el aire puede apagar un objeto, entre otras cosas cuando las ondas rebasan un cierto nivel de intensidad resulta demasiado molesto su sonido.
miércoles, 16 de marzo de 2011
PRÁCTICAS.
ESCUELA: “VICENTE RAMON GUERRERO SALDAÑA.
MATERIA: FÌSICA.
PRÀCTICA1: SISTEMA TEMODINÀMICO.
GRUPO: AMI,
SEMESTRE: SEXTO.
ALUMNO: ESTELABRITO OCAMPO.
FACILITADOR: JAVIER ESTRADA REYNA.
Apaxtla gro. A 2 de marzo del 2011.
OBJETIVO: Observar los cambios de temperatura y ver cómo cambia la energía interna de un cuerpo al aplicarle calor
Denotando que puede provocar el punto de ebullición y ver cómo nos puede ser útil en nuestra vida diaria.
MATERIAL UTILIZADO:
1 Bote de aluminio de un refresco. 2 Fierro de cobre en forma de elipse. 1 Mechero de alcohol. 1 Soporte universal. Un poco de agua. Silicón de alta resistencia. Un poco de hilo. 1 Jeringa. Unos serillos.PROCEDIMIENTO.
1. Primero al bote de refresco lo perforas por los dos lados y le sacas el refresco y le colocas el fierro de cobre de un lado y otro del otro lado cuidando que queden al lado contrario uno de otro.
2. Luego con el silicón pegas muy bien los extremos de los dos fierros y con una jeringa comienzas a meterle agua por un extremo de los tubitos de cobre hasta la mitad del bote.
3. Después tomas el hilo y se lo amarras al bote de aluminio del lado de donde se destapa a forma de que quede al a mitad el hilo amarrado.
4. A continuación lo colocas en el soporte universal a manera de que quede colgando, claro lo amarras del lado de arriba del soporte universal.
Enseguida pones de bajo del bote, el mechero encendido y esperas a que el agua comience a hervir Al comenzar a hervir el agua observaras que el bote comienza a dar vueltas a los lados.
CONCLUSIONES: El bote se empezó a mover porque al comenzar a hervir el agua el vapor busca una salida y la única que hay es por los tubitos de cobre por lo que como están al contrario los tubos buscan una salida al contrario y esto provoca que al estarse jaloneando uno a otro se mueva el bote.
ESCUELA: “VICENTE RAMON GUERRERO SALDAÑA.
MATERIA: FÌSICA.
PRÀCTICA2: PROCESO ISOCÒRICO.
GRUPO: AMI,
SEMESTRE: SEXTO.
ALUMNO: ESTELABRITO OCAMPO.
FACILITADOR: JAVIER ESTRADA REYNA.
Apaxtla gro. A 2 de marzo del 2011.
OBJETIVO: Ver como se da el volumen constante en un cuerpo cuando se le aplica una temperatura.
MATERIAL UTILIZADO:
1 Olla presto. Un poco de agua. 1 Calentador.PROCEDIMIENTO.
1. Colocamos en la olla presto agua hasta la mitad.
2. En seguida conectamos el calentador y sobre el colocamos la olla presto para que se comience a calentar.
3. Después la dejas un rato hasta que la válvula comience a sonar.
CONCLUSIONES. Esto se da debido a que se ejerce un calor y por tanto como el recipiente esta serrado impide que este se salga tan fácilmente y por tanto se tiene una presión constante, donde se observa que el volumen del agua no cambia por ningún motivo.
ESCUELA: “VICENTE RAMON GUERRERO SALDAÑA.
MATERIA: FÌSICA.
PRÀCTICA3: PROCESO TERMODINAMICO.
GRUPO: AMI,
SEMESTRE: SEXTO.
ALUMNO: ESTELABRITO OCAMPO.
FACILITADOR: JAVIER ESTRADA REYNA.
Apaxtla gro. A 2 de marzo del 2011.
OBJETIVO: Ver que el punto de ebullición de el agua es diferente al de el alcohol.
MATERIAL UTILIZADO:
Ø 1 Mechero de alcohol.
Ø Cerrillos.
Ø 2 Soportes universales.
Ø 1 Matraz.
Ø 1 columna vigrers.
Ø 1 Traste de plástico chico.
Ø Alcohol.
Ø Agua.
PROCEDIMIENTO.
1. Se coloca un soporte universal de un lado y el otro un poco retirado de este tratando que uno este frente del otro.
2. Luego se le pone el matraz con agua sobre la tela de asbesto y luego se le añade a este el codo de 450 junto con el con el condensador LETBTG.
3. 3. En seguida en el otro soporte universal donde queda la punta del codo LETBTG sobre la tela de asbesto 1 Traste de plástico chico.
4. A él matraz con agua le agregas un poco de alcohol.
5. Después pones el mechero bajo donde colocaste el matraz y lo enciendes y espera a que comience a hervir y observaras que al paso del tiempo el humo pasara por los codos hasta llegar a la punta y salir como agua al tocar esta agua podrás darte cuenta que huele a alcohol.
CONCLUSIONES: En lo visto anteriormente seda debido a que el punto de ebullición de el agua no es el mismo que el del alcohol, es por eso que el alcohol se evapora primero que el agua ya que el punto de ebullición del agua es de 70o y el de el agua es a 99o y este se comienza evaporar al último.
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