CAPACITANCIA Y UNIDADES DE MEDIDA

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.

• C, es la capacidad, medida en faradios (en honor al físico experimental Michael Faraday); esta unidad es relativamente grande y suelen utilizarse submúltiplos como el microfaradio o picofaradio.
• Q, es la carga eléctrica almacenada, medida en culombios;
• V, es la diferencia de potencial (o tensión), medida en voltios.

Cabe destacar que la capacidad es siempre una cantidad positiva y que depende de la geometría del condensador considerado (de placas paralelas, cilíndrico, esférico). Otro factor del que depende es del dieléctrico que se introduzca entre las dos superficies del condensador. Cuanto mayor sea la constante dieléctrica del material no conductor introducido, mayor es la capacidad

UNIDADES DE MEDIDA

Una unidad de medida es una cantidad estandarizada de una determinada magnitud física, definida y adoptada por convención o por ley. Cualquier valor de una cantidad física puede expresarse como un múltiplo de la unidad de medida. Una unidad de medida toma su valor a partir de un patrón o de una composición de otras unidades definidas previamente. Las primeras unidades se conocen como unidades básicas o de base (fundamentales), mientras que las segundas se llaman unidades derivadas.

Un conjunto de unidades de medida en el que ninguna magnitud tenga más de una unidad asociada es denominado sistema de unidades. Todas las unidades denotan cantidades escalares. En el caso de las magnitudes vectoriales, se interpreta que cada uno de los componentes está expresado en la unidad indicada

(Q)CARGA ELÉCTRICA DE CONDENSADORES EN SERIE Y EN PARALELO 

Al igual que las resistencias o los generadores eléctricos, los condensadores eléctricos de un circuito generalmente pueden asociarse de tal forma que pueden ser sustituidos por un único condensador cuyo funcionamiento es equivalente al producido por todos ellos. Este condensador recibe el nombre decondensador equivalente o resultante. Principalmente los condensadores se pueden asociar en serie,paralelo o una combinación de ambas llamadas mixta.

ASOCIACIÓN EN SERIE:

Dos o más condensadores se dice que están en serie cuando cada una de ellos se sitúa a continuación del anterior a lo largo del hilo conductor de un circuito.

ASOCIACIÓN EN PARALELO:

Cuando dos o más condensadores se encuentran en paralelo, comparten sus extremos tal y como se muestra en la siguiente figura:

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:

(V)VOLTAJE Y DIFERENCIA DE POTENCIA DE CONDENSADORES EN SERIE Y PARALELO 

El Voltaje o la “diferencia potencial eléctrica” es una comparación de la energía queexperimenta una carga entre dos ubicaciones.

Para comprender este concepto de forma más simple, pensemos en un material con una carga eléctrica de más electrones de lo que sus átomos pueden sostener (ionizado negativamente) y un material carente de electrones (ionizado positivamente).

El voltaje es el diferencial eléctrico entre ambos cuerpos, considerando que si ambos puntos establecen un contacto de flujo de electrones ocurriría una transferencia de energía de un punto al otro, debido a que los electrones (con carga negativa) son atraídos por protones (con carga positiva), y a su vez, que los electrones son repelidos entre sí por contar con la misma carga.

CONDENSADORES EN SERIE:

Conectados uno después del otro, están conectados en serie. Estos capacitoresse pueden reemplazar por un único capacitor que tendrá un valor que será el equivalente de los que estánconectados en serie. Para obtener el valor de este único capacitor equivalentese 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 siguiente fórmula: 1/CT = 1/C1 + 1/C2 + ….+ 1/CN. donde: N es el número de Capacitoresque están conectados en serie. En el gráfico hay 4 capacitores en serie. Esta operación se hace de manera similar al proceso de sacar el resistor equivalente de un grupo de resistores en paralelo.

CONDENSADOR EN PARALELO:

Del gráfico se puede ver si se conectan 4 capacitores / condensadores en paralelo (los terminales de cada lado de los elementos están conectadas a un mismo punto). 

Condensadores en paralelo - Condensadores o capacitores en serie y paralelo

Para encontrar el capacitores equivalente se utiliza la fórmula: CT = C1 + C2 + C3 + C4

Fácilmente se puede hacer un cálculo para cualquier número de capacitores con ayuda de la siguiente fórmula: CT = C1 + C2 + …..+ CN , donde N es el número de capacitores conectados en paralelo. Como se ve, para obtener el capacitores equivalente de capacitores en paralelo, sólo basta con sumarlos. Esta operación se hace de manera similar al proceso de sacar el resistor equivalente de un grupo de resistores en serie.

ENERGÍA DEL CONDENSADOR EN JOULES

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:

Q = Carga

C = Capacidad

V = Tensión

Wc = Energía medida en Joule.

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 la electroquímica. 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 un conductor por el que circula corriente continua, Faraday fijó las bases para el desarrollo del concepto de campo electromagnético. Faraday también estableció que el magnetismo podía afectar a los rayos de luz y que había una relación subyacente entre ambos fenómenos. Descubrió asimismo el principio de inducción electromagnética, diamagnetismo, las leyes del 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 clorato 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 Fullerean Professor of Chemistry en la Royal Institución de Gran Bretaña, que ostentaría hasta su muerte.

CALCULOS DE CONDENSADORES

CONCLUSIONES

Podemos concluir que la capacitancia es fundamental en el área de tecnología-sistemas y demás áreas; al igual que los métodos se suma en serie y paralelo para poder sumar y hacer cálculos con las cargas eléctricas de los condensadores.   

BIBLIOGRAFIA

-https://es.wikipedia.org/wiki/Michael_Faraday

-http://unicrom.com/condensadores-capacitores-serie-paralelo/

-https://www.fisicalab.com/apartado/asociacion-de-condensadores

LOS RAEE

RAEE es la sigla con la que se conoce a un nuevo tipo de desechos urbanos: los Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos. También, se los suele denominar de manera informal como e-desechos o basura electrónica o en inglés como e-waste o por la sigla WEEE (Waste Electrical Electronic Equipment). La denominación RAEE incluye a todos los aparatos eléctricos y electrónicos que se acercan al final de su "vida útil" y pasan a ser residuos, considerando todos aquellos componentes y subconjuntos que forman parte del producto en el momento que se desecha. Muchos de estos productos se puede reutilizar, restaurar o reciclar.
Partiendo de la base de que cualquier equipo que necesita electricidad para trabajar es un equipo eléctrico o electrónico, es válido decir que cada producto eléctrico o electrónico consiste básicamente es una combinación de módulos, los cuales son similares para todos los equipos de estas características.  Los módulos son los conjuntos de circuitos impresos, cables, alambres, plásticos, conductores flexibles, algún dispositivo que permita la visualización como los tubos de rayos catódicos o las pantallas de cristal líquido, además de los acumuladores, baterías, medios de almacenamiento de datos, algún elemento que genere luz, los resistores, sensores, conductores y capacitancias. Dentro de todos estos componentes los más problemáticos ,desde el punto de vista medioambiental, son aquellos que contienen metales pesados tales como Mercurio, Plomo, Cadmio, Cromo, sustancias halogenadas como CFCs ,PCBs, PVCs, algún retardador de llama o también Amianto y Arsénico.
Se estima que cerca del 75 por ciento de los aparatos electrónicos viejos se encuentra almacenado en casas y oficinas ocupando espacio (en armarios, cajones, cuartos enteros), incomodando y generando un despilfarro de recursos.  Esto sucede, en parte, debido a la incertidumbre de no saber cómo manejar estos materiales.
Los RAEE se ordenan, desde el punto de vista de la producción, comercialización y consumo, en distintas "líneas" de aparatos: línea blanca, línea marrón y línea gris.
La línea blanca hace referencia a los electrodomésticos relacionados con el frío, el lavado, la cocción y el confort. La línea marrón comprende a los aparatos de consumo: televisión, radio, videos, etc. Mientras que la línea gris abarca a todos los equipos de informática y comunicación: computadoras, teléfonos, celulares, monitores, etc.

¿Qué tienen?
Los elementos que encontramos en mayor cantidad son: Plomo, Estaño, Cobre, Silicio, Carbono, Hierro y Aluminio. En menor cantidad hallamos Cadmio y Mercurio y en pequeñas trazas Germanio, Galio, Bario, Níquel, Tantalio, Indio, Vanadio, Terbium, Berilio, Oro, Europio, Titanio, Rutenio, Cobalto, Paladio, Manganeso, Plata, Antimonio, Bismuto, Selenio, Itrio, Rodio, Platino, Arsénico, Litio, Boro y Americio. Todos estos elementos mal tratados pueden convertirse en potencialmente contaminantes y tóxicos.

Problemas que produce la basura electrónica en el Ambiente

1) Emiten toxinas cuando es quemada inapropiadamente por quienes buscan componentes valiosos, como el cobre y el oro.
2) Un tubo fluorescente, por su contenido en mercurio y fósforo puede contaminar 16.000 litros de agua.
3) Una batería de níquel cadmio de un teléfono celular puede contaminar 50.000 litros de agua y afectar 10 metros cúbicos de suelo.
4) Un televisor puede contaminar 80.000 litros de agua por su contenido de metales en las plaquetas, plomo en vidrio y fósforo en la pantalla.
5) Una plaqueta de un celular o una computadora tiene mercurio, bromo, cadmio, plomo y selenio, entre otros contaminantes peligrosos según la ley argentina de residuos peligrosos.
6) Toda heladera o aire acondicionado tiene gases clorofluorocarbonados (CFC) que destruyen la capa de ozono, tanto en el gas refrigerante como en el poliuretano expandido.

Cuando estos aparatos se desechan, se convierten en unos residuos muy contaminantes. La inmensa mayoría contiene sustancias como bromo, cadmio, fósforo o mercurio que pueden ser muy dañinos para la salud y el medio ambiente. Está estudiado que el fósforo de un televisor puede contaminar hasta 80.000 litros de agua o que un frigorífico mal reciclado emite a la atmósfera gases de efecto invernadero (GEI) equivalentes a las emisiones de un coche en 15.000 kilómetros

¿COMO SE PUEDEN RECICLAR?
Los ciudadanos concienciados con el medio ambiente deberían seguir las tres erres del ecologismo también con los aparatos eléctricos y electrónicos:
Reducir en lo posible su uso, tener solo los necesarios.
Reutilizarlos para darles una vida más larga. Si todavía funcionan, se pueden regalar a un amigo o familiar, donarlos a proyectos para que se aprovechen de manera solidaria o enviarlos a diversas iniciativas de Internet que permiten reciclar sin moverse de casa viejos aparatos, como teléfonos móviles y, a la ve, ganar dinero.
Reciclarlos: si el aparato no funciona y se compra uno nuevo, el establecimiento está obligado por ley a aceptarlo gratis y encargarse de él para que se gestione de forma conveniente. Cuando está operativo, el Plan Renove de electrodomésticos es un buen momento para sustituir los viejos por otros nuevos de alto ahorro energético. Si solo se quiere deshacer del aparato, hay que llevarlo a un punto limpio. La Fundación Ecolec los localiza en un mapa de su página web para que el ciudadano encuentre el más cercano.

 CONCLUSIONES

Las RAEE pueden ser una de los mayores contaminantes del mundo, ya que sus  compuestos son altamente corrosivos con el medio ambiente mas que no son materiales biodegradables si no que causan reacciones y producen toxinas en la tierra y lugar donde se depositan al igual que las pilas. Así que si se va a desechar un tipo de equipo tecnológico, tenemos que tener compromiso social y ambiental y llevarlos a una determinada entidad experta en desintegrarlos sin dañar tanto al medio.

"LA TECNOLOGÍA ES LO QUE NOS SEPARA DE NUESTRO MEDIO AMBIENTE"

BIOGRAFIA

http://fernandamartinez12.blogspot.com.co/
http://www.rezagos.com/pages/raee
http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/urbano/2012/09/10/212515.php#sthash.uLLhaqFO.dpuf
https://www.youtube.com/watch?v=7FdzWcGN0vM
https://www.youtube.com/watch?v=SQ_bDjNb4-M

6 FORMAS DE PRODUCIR ELECTRICIDAD

 POR FRICCIÓN

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 aun no se entiende perfectamente. Pero una teoría dice que en la superficie se 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 acido sulfúrico con agua (para formar un electrolito) el acido 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 combina con los iones de sulfato y los neutralizan, de manera que ahora la solución tiene mas 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 mas 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.

CONCLUSIÓN:

En general, la generación de energía eléctrica consiste en transformar alguna clase de energía (química, cinética, térmica o lumínica, nuclear,solar entre otras), en energía eléctrica. Para la generación industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales eléctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones citadas. Estas constituyen el primer escalón del sistema de suministro eléctrico. La generación eléctrica se realiza, básicamente, mediante un generador; si bien estos no difieren entre sí en cuanto a su principio de funcionamiento, varían en función a la forma en que se accionan.

Desde que se descubrió la corriente alterna y la forma de producirla en los alternadores, se ha llevado a cabo una inmensa actividad tecnológica para llevar la energía eléctrica a todos los lugares habitados del mundo, por lo que, junto a la construcción de grandes y variadas centrales eléctricas, se han construido sofisticadas redes de transporte y sistemas de distribución. Sin embargo, el aprovechamiento ha sido y sigue siendo muy desigual en todo el planeta. Así, los países industrializados o del primer mundo son grandes consumidores de energía eléctrica, mientras que los países en vías de desarrollo apenas disfrutan de sus ventajas.

BIOGRAFÍA:

-http://html.rincondelvago.com/formas-de-produccion-de-electricidad.html

-https://www.youtube.com/watch?v=QPcyhDGD5D4

-https://www.youtube.com/watch?v=BIkRJG_F-fM

-https://www.youtube.com/watch?v=mBZ7dp0U3wM

-https://www.youtube.com/watch?v=PZgO-6B0fXI

-https://es.wikipedia.org/wiki/Generaci%C3%B3n_de_energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica

GENERADORES DE CORRIENTE CONTINUA Y ALTERNATIVA

*Generadores de Corriente Continua:

Es una máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica, provocando un movimiento rotatorio, gracias a la acción que se genera del campo magnético.

Un generador de corriente continua se compone principalmente de dos partes. El Estàtor da soporte mecánico al aparato y contiene los devanados principales de la máquina, conocidos también con el nombre de polos, que pueden ser de imanes permanentes o devanados con hilo de cobre sobre un núcleo de hierro. El rotor es generalmente de forma cilíndrica, también devanado y con núcleo, alimentado con corriente directa mediante escobillas fijas (conocidas también como carbones).

Comúnmente los generadores de corriente continua reciben el nombre de dinamos. Una dinamo o dínamo es un generador eléctrico destinado a la transformación magnetismo en electricidad mediante el fenómeno de la inducción electromagnética, generando una corriente continua eléctrica.

La corriente generada es producida cuando el campo magnético creado por un imán o un electroimán fijo, inductor, atraviesa una bobina, inducida, colocada en su centro. La corriente inducida en esta bobina giratoria, en principio alterna, es transformada en continua mediante la acción de un conmutador giratorio, solidario con el inducido, denominado colector, constituido por unos electrodos denominados delgas. De aquí es conducida al exterior mediante otros contactos fijos llamados escobillas que conectan por frotamiento con las delgas del colector.

*Generadores de Corriente Alternativa:

El generador de corriente alterna es un dispositivo que convierte la energía mecánica en energía eléctrica. El generador más simple consta de una espira rectangular que gira en un campo magnético uniforme. Además también está conformado por Estator, Rotor( como el generador de corriente continua), Sistema de enfriamiento, Excitatriz, Conmutador.

El movimiento de rotación de las espiras es producido por el movimiento de una turbina accionada por una corriente de agua en una central hidroeléctrica, o por un chorro de vapor en una central térmica. En el primer caso, una parte de la energía potencial agua embalsada se transforma en energía eléctrica; en el segundo caso, una parte de la energía química se transforma en energía eléctrica al quemar carbón u otro combustible fósil.

Cuando la espira gira, el flujo del campo magnético a través de la espira cambia con el tiempo. Se produce una fem. Los extremos de la espira se conectan a dos anillos que giran con la espira, tal como se ve en la figura. Las conexiones al circuito externo se hacen mediante escobillas estacionarias en contacto con los anillos.

Si conectamos una bombilla al generador veremos que por el filamento de la bombilla circula una corriente que hace que se ponga incandescente, y emite tanta más luz cuanto mayor sea la velocidad con que gira la espira en el campo magnético.

ROTOR

ESTATOR

Biografía

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/induccion/generador/generador.htm

http://cvonline.uaeh.edu.mx/Cursos/TecEduc/Intro_grupos_electrogenos/generador_de_cc.html

https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corriente_continua
https://www.youtube.com/watch?v=V9oAGOLvbkE