domingo, 1 de mayo de 2016

Capacitancia

La capacitancia es la propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica. La capacidad es también una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para una diferencia de potencial eléctrico dada. El dispositivo más común que almacena energía de esta forma es el condensador. Podemos entonces definir una magnitud llamada CAPACITANCIA o CAPACIDAD, como la relación entre la carga almacenada (Q) y la tensión a la que se encuentra (V).
Escribimos entonces:
C = Q / V

La unidad de capacidad es el FARADIO. El faradio es una unidad tan sumamente grande que no resulta en absoluto práctica. 

¿Qué es un capacitor?

También llamado condensador, es un componente eléctrico que almacena carga eléctrica, para liberarla posteriormente.




Condensadores en serie:

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. 
 Pero fácilmente se puede hacer un cálculo para cualquier número de capacitores que se conecten en serie con ayuda de la siguie
nte fórmula:
 1/CT = 1/C1 + 1/C2 + ….+ 1/CN. 
Donde: N es el número de Capacitores que están conectados en serie. 
Ejemplo: 

La capacitancia total en serie es:
1/CT= 1/C1+1/C2+1/C3+ 1/C4+1/C5+1/C6+1/C7+1/C8

Condensadores en paralelo:
Cuando dos o más condensadores se encuentran en paralelo, comparten sus extremos.
Una asociación en paralelo de n condensadores C1, C2, ..., CN es equivalente a sustituirlos por un único condensador en el que se cumple que su capacidad C es:
C= C1+C2+...+CN
Ejemplo:


Condensadores en paralelo - Condensadores o capacitores en serie y paralelo

La capacitancia total en paralelo es: 

CT = C1 + C2 + C3 + C4

C=C1+C2+...+CN

domingo, 27 de marzo de 2016

ARTÍCULO DE RAEE.

Introducción: 




El crecimiento de la industria de tecnológicas de información ha dado origen a un nuevo problema social y ambiental: El aumento de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (RAEE), las ventas de los equipos y aparatos eléctricos y electrónicos se han disparado en los últimos años; los cuales serán desechados en poco tiempo por sus usuarios, convirtiéndose en residuos, al reciclar los RAEE se pueden recuperar componentes tales como metales preciosos, metales ferrosos, plásticos, vidrio, entre otros.

Reseña crítica:



La palabra RAEE es la abreviación que se hace a los residuos de aparatos eléctricos y electrónicos. El correcto manejo de los RAEE tiene como propósito evitar los peligros para la salud y el medio ambiente.

Debido a que los RAEE están compuestos por muchos materiales valiosos como el oro, la plata, el platino, el cobre, es viable trabajar en la recuperación de estos residuos. Esto llegaría a ser una beneficencia tanto ambiental como económicamente, ya que estos al contener materiales como oro, plata, vidrio y plásticos podría ser revendido.

Conclusiones:



Los RAEE es la abreviación que se utiliza para los residuos de aparatos eléctricos y electrónicos. Una manera de proteger la salud y el medio ambiente, es reciclando estos residuos, ya que por me dio de ellos hay beneficencia mutua, tanto ambiental como económicamente.

Si quieres saber más sobre este tema, te recomiendo que observes este vídeo:






Web-grafía:

  • http://corantioquia.gov.co/sitios/ExtranetCorantioquia/SiteAssets/Images/MenuSuperiorArchivos/CartiilaRAEE.pdf





domingo, 28 de febrero de 2016

Seis fuentes típicas de producción de electricidad.

Frotamiento:  Normalmente, la materia es neutra, tiene el mismo número de cargas positivas y negativas, algunos átomos tienen más facilidad para perder sus electrones que otros; si un material tiende a perder algunos de sus electrones cuando entra en contacto con otro, se dice que es más positivo en la serie triboeléctrica (electrificación causada por el contacto con otro material) y si un material tiende a capturar electrones cuando entra en contacto con otro material, dicho material es más negativo en la serie triboeléctrica, por lo que se origina la electricidad estática que se provoca cuando se frotan dos materiales distintos.







Luz: Comúnmente se conoce que la energía está formada por fotones (partícula de luz que se propaga en el vacío) Cuando los fotones hacen contacto con un material, liberan energía, esto puede ocasionar la liberación de algunos electrones de los atómos. 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:


  • 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.
  • 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.
  • 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.


 Presión: Es la presión que ejerce una fuente de energía eléctrica o fuerza electromotriz, sobre las cargas eléctricas o electrones en un circuito eléctrico cerrado, para que se establezca el flujo de una corriente eléctrica. A mayor presión que ejerza una fuente de fuerza electromotriz sobre las cargas eléctricas o electrones contenidos en un conductor, mayor será el voltaje o tensión existente en el circuito al que corresponda ese conductor.



Magnetismo: La fuerza de un campo magnético también se puede usar para desplazar electrones, esto es llamado magnetoelectricidad; a base de este un generador produce electricidad. Cuando un buen conductor se hace pasar a través de un campo magnético, la fuerza del campo suministrara la energía necesaria para que los átomos 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.

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. Si se aplica calor a la unión de los dos metales para obtener 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.



Acción química: Al combinar una sustancia química con ciertos metales, se inicia una actividad química en donde se transfieren electrones produciéndose cargas eléctricasEl proceso se basa en el principio de la electro-química (transformación de la reacción de energía química y energía eléctrica)










lunes, 22 de febrero de 2016

Los generadores de corriente.

Un generador es una máquina eléctrica rotativa que transforma energía mecánica en energía eléctrica. Lo consigue gracias a la interacción de los dos elementos principales que lo componen: la parte móvil llamada rotor, y la parte estática que se denomina estátor.

Al girar el rotor a grandes velocidades gracias a una energía mecánica externa proveniente de una turbina, se producen corrientes en los hilos de cobre del estator. Cuando un generador eléctrico está en funcionamiento, una de las dos partes genera un flujo magnético (actúa como inductor) para que el otro lo transforme en electricidad (actúa como inducido).

 Los generadores se clasifican en dos tipos fundamentales:
  • Primarios: Convierten en energía eléctrica la energía de otra naturaleza que reciben o de la que disponen inicialmente, como alternadores, dinamos...
  • Secundarios: Entregan una parte de la energía eléctrica que han recibido previamente, es decir, en primer lugar reciben energía de una corriente eléctrica y la almacenan en forma de alguna clase de energía. Posteriormente, transforman nuevamente la energía almacenada en energía eléctrica. Un ejemplo son las pilas o baterías recargables.

El principio de funcionamiento de los generadores se basa en el fenómeno de inducción electromagnética.

La Ley de Faraday. Esta ley nos dice que el voltaje inducido en un circuito es directamente proporcional al cambio del flujo magnético en un conductor o espira. Esto quiere decir que si tenemos un campo magnético generando un flujo magnético, necesitamos una espira por donde circule una corriente para conseguir que se genera la f.e.m (Fuerza electromotriz).


 Generador de corriente alterna: alternador

son máquinas que transforman energía mecánica, que reciben por el rotor, en energía eléctrica en forma de corriente alterna. La mayoría de alternadores son máquinas de corriente alterna síncrona, que son las que giran  a la velocidad de sincronismo, que está relacionada con el nombre de polos que tiene la máquina y la frecuencia de la fuerza electromotriz. Esta relación hace que el motor gire a la misma velocidad que le impone el estátor a través del campo magnético. Esta relación viene dada por la expresión:
Donde f es la frecuencia a la cual esta conectada la máquina y P es el numero de pares de polos.

Su estructura es la siguiente:
Estátor: Parte fija exterior de la máquina. El estátor está formado por una carcasa metálica que sirve de soporte. En su interior encontramos el núcleo del inducido, con forma de corona y ranuras longitudinales, donde se alojan los conductores del enrollamiento inducido.
Rotor: Parte móvil que gira dentro del estátor El rotor contiene el sistema inductor y los anillos de rozamiento, mediante los cuales se alimenta el sistema inductor. En función de la velocidad de la máquina hay dos formas constructivas.
Rotor de polos salidos o rueda polar: Utilizado para turbinas hidráulicas o motores térmicos, para sistemas de baja velocidad.
Rotor de polos lisos: Utilizado para turbinas de vapor y gas, estos grupos son llamados turboalternadores. Pueden girar a 3000, 1500 o 1000 r.p.m. en función de los polos que tenga.
El alternador es una máquina eléctrica rotativa síncrona que necesita de una corriente de excitación en el bobinaje inductor para generar el campo eléctrico y funcionar. Por lo tanto su diagrama de funcionamiento es el siguiente:
Diagrama de funcionamiento de un generador de corriente altnera: rotos y estátorDiagrama de funcionamiento del alternador
Al ser máquinas síncronas que se conectan a la red han de trabajar a una frecuencia determinada. En el caso de Europa y algunas zonas de Latinoamérica se trabaja a 50 Hz, mientras que en los Estados Unidos usan 60 Hz. En aplicaciones especiales como en el caso de la aeronáutica, se utilizan frecuencias más elevadas, del orden de los 400 Hz.
El principio de funcionamiento de los alternadores es el mismo que hemos estudiado hasta ahora, con una pequeña diferencia. Para generar el campo magnético, hay que aportar una corriente de excitación (Ie) en corriente continua. Esta corriente genera el campo magnético para conseguir la corriente inducida (Ii) que será corriente alterna.
Los alternadores están acoplados a una máquina motriz que les genera la energía mecánica en forma de rotación. Según la máquina motriz tenemos tres tipos:
Máquinas de vapor: Se acopla directamente al alternador. Generan una velocidad de giro baja y necesitan un volante de inercia para generar una rotación uniforme.
Motores de combustión interna: Se acoplan directamente y las características son similares al caso anterior.
Turbinas hidráulicas: La velocidad de funcionamiento tiene un rango muy amplio. Estos alternadores están diseñados para funcionar bien hasta el doble de su velocidad de régimen.

Generadores de corriente continua: dinamo.
Es una máquina eléctrica rotativa a la cual le suministramos energía mecánica y la transforma en energía eléctrica en corriente continua. En la actualidad se utilizan muy poco, ya que la producción y transporte de energía eléctrica es en forma de corriente alterna.
Una de las características de las dinamos es que son máquinas reversibles: se pueden  utilizar tanto como generador o como motor.  El motor es la principal aplicación industrial de la dinamo, ya que tiene facilidad a la hora de regular su velocidad de giro en el rotor.
Las principales partes de esta máquina son:
Estátor
El estátor es la parte fija exterior de la dinamo. El estátor contiene el sistema inductor destinado a producir el campo magnético. Está formado por:
Polos inductores: Diseñados para repartir uniformemente el campo magnético. Distinguimos en ellos el núcleo y la expansión polar. El número de polos ha de ser par, en caso de máquinas grandes se han de utilizar polos auxiliares.
Devanado inductor: Son las bobinas de excitación de los polos principales, colocadas alrededor del núcleo. Están hechos con conductores de cobre o de aluminio recubiertos por un barniz aislante.
Culata: La culata sirve para cerrar el circuito magnético y sujertar los polos. Esta construida con material ferromagnético.
Rotor
El rotor es la Parte móvil que gira dentro del estátor. El rotor al estar sometido a variación de flujo crea la fuerza electromotriz inducida, por lo tanto contiene el sistema inducido. Está formado por:
Núcleo del inducido: Cilindro construido para reducir las pérdidas magnéticas. Dispone de ranuras longitudinales donde se colocan las espiras del enrollamiento del inducido.
Devanado inducido: Formado por espiras que se distribuyen uniformemente por las ranuras del núcleo. Se conecta al circuito exterior de la máquina por medio del colector y las escobillas.
Colector: Cilindro solidario al eje de la máquina formado por segmentos de cobre o láminas aisladas eléctricamente entre ellas. En cada lámina se conecta una bobina. Es el encargado de realizar la conversión de corriente alterna a corriente continua.
Escobillas: Son piezas de carbón-grafito o metálicas, que están en contacto con el colector. Hacen la conmutación de la corriente inducida y la transportan en forma de corriente continua hacia el exterior.
Cojinetes: Sirven de soporte y permiten el giro del eje de la máquina.
Entrehierro
El entrehierro es el espacio de aire comprendido entre el rotor y el estátor. Suele ser normalmente de entre 1 y 3 milímetros. El entehierro es imprescindible para evitar rozamientos entre la parte fija y la parte móvil.
Espira dinamo con colector delgasDetalle de la espira de una dinamo con los colectores delgas.
La conmutación de los dinamos.
La conmutación es la operación de transformación de una señal alterna a una señal continua y también se conoce como rectificación de señal. Las dinamos hacen esta conmutación porque tienen que suministrar corriente continua.
Esta conmutación en las dinamos se realiza a través del colector de delgas.  Los anillos del  colector están cortados debido a que por fuera de la espira la corriente siempre tiene que ir en el mismo sentido. 
A la hora de realizar esta conmutación existen diferentes problemas. Cuando el generador funciona con una carga conectada en sus bornes, nos encontramos con una caída de tensión interna y una reacción en el inducido.
El inducido creará un flujo magnético que se opone al generado por el imán. A este efecto se le da el nombre de fuerza contraelectromotriz, que desplazará el plano neutro.