Cómo lo dice el título de este post, hemos mudado la web a una nueva página.
Espero que quienes la visiten nos acompañen y apoyen en este nuevo proyecto que no es mas que la continuación de lo que empezo con este simple blog.
Todo el contenido que pueden encontrar en este blog lo encontrarán, también, en la nueva página y espero pronto poder subir nuevo contenido y sumar proyectos con arduino como entorno de desarrollo.
Les comparto el link de la nueva página, espero que le echen un vistazo!
Cualquier sugerencia, aporte, duda o comentario es bienvenido.
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Corriente alterna y corriente contínua
Corriente alterna
Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de alternating current) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y el sentido varían cíclicamente.
Su polaridad se invierte periódicamente, haciendo que la corriente fluya alternativamente en una dirección y luego en la otra
La forma de oscilación de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una oscilación senoidal, puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de oscilación periódicas, tales como la triangular o la cuadrada.
Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de alternating current) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y el sentido varían cíclicamente.
Su polaridad se invierte periódicamente, haciendo que la corriente fluya alternativamente en una dirección y luego en la otra
La forma de oscilación de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una oscilación senoidal, puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de oscilación periódicas, tales como la triangular o la cuadrada.
Onda senoidal (señal periódica)
Durante un instante de tiempo un polo es negativo y el otro positivo, mientras que en el instante siguiente las polaridades se invierten tantas veces como ciclos por segundo (hertz) posea esa corriente. No obstante, aunque se produzca un constante cambio de polaridad, la corriente siempre fluirá del polo negativo al positivo, tal como ocurre en las fuentes de Corriente Continua (Tomando el sentido contrario por convenio).
Periodo (P): Lapso de tiempo donde la señal repite sus valores.
Ciclo: Conjunto de valores que toma en un periodo.
Frecuencia (F): Velocidad con la que varía la señal. Es la inversa del periodo (F = 1 / P) y se mide en Hertz (Hz).
Fase: es la abscisa correspondiente a un punto cualquiera de la señal.
Valores característicos:
Energía y Potencia eléctrica
Energía eléctrica (E)
Se denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos cuando se los pone en contacto por medio de un conductor eléctrico.
La ambigüedad de tal definición radica en que la energía no puede definirse como toda magnitud básica de la física. Simplemente se usa su concepto y en el caso de la energía eléctrica, es aquello que “gastan” los dispositivos eléctricos y electrónicos para cumplir su función.
La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía lumínica dentro de una lámpara o led , en energía mecánica en la punta de eje de un motor o en energía térmica (calor) en una estufa eléctrica.
La energía eléctrica es eso que “cargan” las cargas eléctricas dentro de una fuente de alimentación o pila para luego descargar en las diferentes partes de un circuito eléctrico o electrónico para funcionar.
Potencia eléctrica (P)
El concepto desarrollado anteriormente tiene el problema de la poca practicidad para el desarrollo de análisis cuantitativos, ya que el consumo o gasto de energía es acumulativo. imaginemos que tenemos un motor eléctrico girando permanentemente. Este motor está convirtiendo la energía eléctrica en varias formas de energía diferentes (energía cinética al gira y energía térmica ya que eleva su temperatura al funcionar). Pero si quisiéramos cuantificar el consumo de energía de dicho motor, tendríamos el problema de que dicho consumo depende claramente de cuanto tiempo lo tengamos funcionando, ya que la energía se va transformando y consumiendo a medida que el motor gira.
Por esta razón y para independizarnos del factor tiempo, aparece el concepto de potencia eléctrica que no es ni más ni menos que la cantidad de energía consumida o entregada por unidad de tiempo.
En el sistema
métrico internacional, la unidad de medida es el watt, y 1W es igual a un Joule
de Energía por segundo.
Si tuviésemos por ejemplo 1 led de 1W de potencia,
estaríamos ante un led que “gasta” un Joule de energía en cada segundo en que
se mantiene encendido.
Así una fuente de alimentación de 1W es capaz de
“entregarle” a las cargas eléctricas que la atraviesan, un Joule por segundo.
Puede demostrarse que en cualquier componente de un circuito, la potencia
eléctrica (ya sea entregada o consumida) es igual a la diferencia de potencial
(tensión) entre sus bornes, multiplicada por la corriente que lo circula, es
decir:
P = V * I
Tensión o diferencia de potencial
Se conoce como potencial eléctrico al trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica para mover una carga positiva unitaria de un punto hacia otro. Puede decirse, por lo tanto, que el trabajo a concretar por una fuerza externa para mover una carga desde un punto referente hasta otro es el potencial eléctrico. De esta
manera el potencial en un punto bajo la influencia de un campo eléctrico se
puede definir como el trabajo que hay que realizar para movilizar una carga
eléctrica infinitamente lejana (infinitamente lejana, no es ni más ni menos que
fuera del campo eléctrico en cuestión) hasta ese punto.
Ahora bien,
en el marco de un circuito eléctrico, el potencial eléctrico existente en un
punto refleja la energía que tienen las cargas eléctricas (electrones) al pasar
por el punto en cuestión. Cuando la unidad de carga va recorriendo el circuito,
pierde energía mientras pasa por los distintos componentes. Dicha pérdida de
energía tendrá diferentes manifestaciones a través de trabajos como la
iluminación que aparece en una lámpara o el movimiento que se logra en un
motor, por citar dos posibilidades. Para recuperar la energía, la carga debe
pasar nuevamente por un generador de tensión.
La energía (E) que el generador cede al circuito durante su
funcionamiento es directamente proporcional a su diferencia de potencial (V) y a la carga, q
(C), que pone en movimiento:
E = q * V
Donde:
E es la energía cedida por el generador medida en Joule (J)
q es la carga eléctrica (cantidad de electrones) medida en Coulomb(C)
V es la
diferencia de potencial eléctrico medida en Volts o Voltios(V)
Por lo tanto la diferencia de potencial es:
V = E / q
Es decir :
1V = 1J / 1C
Esta idea,
lleva a pensar que dentro de un circuito eléctrico, las cargas (electrones)
nunca se gastan, sino que se mueven dentro del mismo y que lo que realmente sucede
es que a medida que lo recorren se van descargando para volver a “energizarse”
dentro de la fuente de alimentación.
Circuito eléctrico
Un circuito eléctrico es la conexión de dos o más componentes que contiene una trayectoria cerrada. Dichos componentes pueden ser resistencias, fuentes, interruptores, condensadores, semiconductores o cables, por ejemplo: Cuando el circuito incluye componentes electrónicos, se habla de circuito electrónico.
Entre las partes de un circuito eléctrico, se pueden distinguir los conductores (cables o pistas de cobre que unen los elementos para formar el circuito), los componentes (dispositivos que cumplen una función determinada dentro del circuito), los nodos(puntos del circuito donde concurren dos o más conductores) y las ramas o mallas(conjunto de los elementos de un circuito comprendidos entre dos nodos consecutivos).
Los circuitos eléctricos pueden clasificarse según el tipo de señal (corriente directa o corriente alterna), el tipo de configuración (serie, paralelo o mixto), el tipo de régimen (corriente periódica, corriente transitoria o permanente) o el tipo de componentes (circuito eléctrico o circuito electrónico).
La representación gráfica del circuito eléctrico se conoce como diagrama electrónico o esquema eléctrico. Dicha representación exhibe los componentes del circuito con pictogramas uniformes de acuerdo a ciertas normas, junto a las conexiones (sin que éstas se correspondan con las ubicaciones físicas).
La confección de dicho esquema es fundamental para la construcción de un circuito eléctrico, ya que representa el primer paso a seguir. De lo bien elaborado que esté depende el funcionamiento del circuito, por eso es muy importante revisarlo más de una vez y hacer pruebas en la teoría antes de proceder a la realización de un circuito impreso (en el caso de los circuitos electrónicos).
Configuración de circuitos:
Corriente eléctrica
En nuestra definición anterior (Tensión/Diferencia de Potencial.) dijimos que dentro de un circuito eléctrico, las cargas eléctricas, se mueven saliendo por el borne positivo de la fuente de alimentación, para recorrerlo completamente y así volver al borne negativo de la misma.
Así a la cantidad de carga eléctrica que circula por unidad de tiempo en cualquier parte del circuito que estemos analizando la definimos como intensidad de corriente eléctrica o simplemente “corriente”.
Los electrones se desplazan de un átomo a otro y se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de alimentación.
La corriente eléctrica está definida por convención en dirección contraria al desplazamiento de los electrones
En el Sistema Internacional de Unidades la unidad de carga eléctrica se denomina culombio o coulomb (símbolo C) y la unidad de corriente, también llamada Intensidad se expresa en C/s (coulomb sobre segundo), unidad que se denomina AMPERIO (A).
Es decir, una corriente de 1 ampere digamos que se trata de una carga eléctrica de 1 Coulomb por segundo.
En el Sistema Internacional de Unidades la unidad de carga eléctrica se denomina culombio o coulomb (símbolo C) y la unidad de corriente, también llamada Intensidad se expresa en C/s (coulomb sobre segundo), unidad que se denomina AMPERIO (A).
Es decir, una corriente de 1 ampere digamos que se trata de una carga eléctrica de 1 Coulomb por segundo.
Los submúltiplos del amperio son miliamperios (mA) (1/1000 de amperio), y microamperios (uA) (1’000.000 de amperio).
Cuantitativamente, una corriente (I), se define como la relación de transferencia de carga eléctrica (Q) por unidad de tiempo. Por lo tanto el promedio es:
Las pequeñas corrientes utilizadas en electrónica, se expresan generalmente en miliamperios (mA) o en microamperios (uA). Un mA = 10^(-3) amp. 1 uA = 10^(-6) amp y 1 amp = 10^(-3) amp = 10^(-6) uA.
Definición cuantitativa:
Cuantitativamente, una corriente (I), se define como la relación de transferencia de carga eléctrica (Q) por unidad de tiempo. Por lo tanto el promedio es:
Corriente (I) = carga total transferida (Q) dividido por el tiempo transcurrido (T).
La unidad práctica de carga (sistema mks), es el Coulomb, que corresponde a la carga transportada aproximadamente de 6,28 x 10^18 (6,28 billon de billones) de electrones.
Flujo de corriente eléctrica
(movimiento de electrones)
(movimiento de electrones)
Flujo de corriente eléctrica
(por convención)
(por convención)
Clasificación de materiales eléctricos
Materiales conductores
Son aquellos materiales que poseen más electrones libres en su estructura atómica, siendo aptos para conducir la corriente eléctrica.
Un objeto hecho de un material conductor permitirá que se transfiera una carga a través de toda la superficie del objeto. Si la carga se transfiere al objeto en un lugar determinado, esta se distribuye rápidamente a través de toda la superficie del objeto.
La distribución de la carga es el resultado del movimiento de electrones.
Los materiales conductores permiten que los electrones sean transportados de partícula a partícula, ya que un objeto cargado siempre va a distribuir su carga hasta que las fuerzas de repulsión globales entre electrones en exceso se reduzca al mínimo. De este modo, si un conductor cargado es tocado a otro objeto, el conductor puede incluso transferir su carga a ese objeto.
La transferencia de carga entre los objetos se produce más fácilmente si el segundo objeto está hecho de un material conductor.
Ejemplo: Oro, plata y cobre. 
Materiales semiconductores
Son los materiales con un número intermedio de electrones libres.
Por ejemplo el silicio y el germanio, los cuales son buenos aislantes cuando están en estado cristalino puro, pero conducen la electricidad cuando se sustituyen solo algunos átomos del cristal con otros, como arsénico o boro, mediante la técnica conocida como dopado del material.
Ejemplo: El Germanio y el Silicio dopados con otros materiales como indio, galio, Etc. Estos son los mas utilizados para la fabricación de diodos, transistores y circuitos integrados.
Materiales aisladores
Son los materiales que poseen muy pocos electrones libres para transportar corriente.
Los aislantes son materiales que impiden el libre flujo de los electrones de átomo a átomo y de molécula a molécula. Si la carga se transfiere a un aislante en un lugar determinado, el exceso de carga permanecerá en la posición inicial de la carga. Las partículas del aislante no permiten el libre flujo de electrones; posteriormente la carga rara vez se distribuye de manera uniforme por la superficie de un material que sea aislante.
Mientras que los aislantes no son útiles para la transferencia de carga, tienen un papel crucial en experimentos electrostáticos y manifestaciones. Los objetos conductores son a menudo montados sobre objetos aislantes. Esta disposición de un conductor en la parte superior de un aislante evita que la carga sea transferida desde el objeto conductor con su entorno evitando así accidentes como los cortocircuitos o que nos electrocutemos. Esta disposición nos permite entonces manipular un objeto conductor, pero sin tocarlo.Ejemplo: La goma, el vidrio, los plásticos o polímeros Etc.
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