Que son los Condensadores y las aplicaciones El condensador es un elemento pasivo capaz de almacenar energía, está formado por dos conductores separados por un material aislante. Los condensadores suelen usarse para: Baterías, por su cualidad de almacenar energía, Memorias, por la misma cualidad, Filtros, mantener corriente en circuitos, evitar caídas de tenis, también sirve como arranque para motores eléctrica.
Los condensadores tienen muchas aplicaciones. Como su capacidad depende de la sección entre las placas, se pueden construir condensadores de capacidad variable, como los utilizados en los mandos de sintonización de un aparato de radio tradicional. En estos aparatos, al girar el mando, se varía la superficie efectiva entre placas, con lo que se ajusta su capacidad y, en consecuencia, se sintoniza una frecuencia de una emisora. Del mismo modo, el teclado de un ordenador actúa sobre un condensador variable, lo que nos permite actuar sobre la pantalla del mismo.
Los condensadores también son particularmente útiles para dirigir el movimiento de haces de partículas cargadas. Si se trata de condensadores planos producen un campo eléctrico uniforme, con el que se pueden desviar las partículas al aplicarles una fuerza eléctrica proporcional a dicho campo. También se puede conectar el condensador a una corriente alterna u oscilante, que hace que sus dos placas se carguen y descarguen continuamente alternándose en cada una la carga positiva y la negativa. Entonces, el campo eléctrico entre ellas también oscila y cambia de orientación con la misma frecuencia del alternador.
Que son las Bobinas y las aplicaciones Son componentes pasivos de dos terminales que generan un flujo magnético cuando se hacen circular por ellas una corriente eléctrica. Se fabrican arrollando un hilo conductor sobre un núcleo de material ferromagnético o al aire. La bobina o inductor por su forma (espiras de alambre arrollados) almacena energía en forma de campo magnético
El inductor es diferente del condensador / capacitor, que almacena energía en forma de campo eléctrico. Las aplicaciones de una bobina son: - En los sistemas de iluminación con lámparas fluorescentes existe un elemento adicional que acompaña al tubo y que comúnmente se llama balastro - En las fuentes de alimentación también se usan bobinas para filtrar componentes de corriente alterna y solo obtener corriente continua en la salida - En muchos circuitos osciladores se incluye un inductor. Por ejemplo circuitos RLC serie o paralelo. Notas: Bobina = Inductor
Diferencia en las gráficas de las corrientes y voltajes de condensadores bobinas El voltaje en el condensador aumenta de 0 - E/R y la corriente disminuye E/R-0. La corriente en la bobina aumenta de 0- E/R y el voltaje disminuye de E/R-0
Diferencia en las gráficas de los voltajes VR en condensadores y VR en bobinas. Vrc
El voltaje de la resistencia en los condensadores disminuye de 0-E/R. Val
El voltaje de la resistencia en la bobina aumenta instantáneamente.
Capacitor Un capacitor o condensador (nombre por el cual también se le conoce), se asemeja mucho a una batería, pues al igual que ésta su función principal es almacenar energía eléctrica, pero de forma diferente. Capacitores electrolíticos de tamaños, capacidades y voltajes de. Trabajo variados, instalados en el circuito impreso de un dispositivo. Electrónico. Carga/descarga de una batería En una batería a plena carga, la disponibilidad de energía se obtiene por medio de una reacción química que ocurre en su interior cuando le conectamos algún dispositivo consumidor de electricidad.
Antes de agotar la carga, el tiempo de actividad de una batería depende de los siguientes factores: 1.- Capacidad en ampere-hora (A-h) o miliamperio-hora (mA-h) que posea para almacenar energía eléctrica. 2.- Consumo en watt o en mili watt del consumidor de corriente eléctrica que tenga conectado. 3.- Tiempo que mantengamos el consumidor conectado a la misma.
En el caso de las baterías “recargables”, una vez agotada la carga se puede recuperar de nuevo conectándola a un cargador de corriente directo apropiado para cada tipo específico. En dependencia del tamaño, voltaje o tensión de trabajo y capacidad en A-h que ésta posea, la recuperación de la carga puede demorar entre una y varias horas.
Carga/descarga de un capacitor
El capacitor constituye un componente pasivo que, a diferencia de la batería, se carga de forma instantánea en cuanto la conectamos a una fuente de energía
eléctrica, pero no la retiene por mucho tiempo. Su descarga se produce también de forma instantánea cuando se encuentra conectado en un circuito eléctrico o electrónico energizado con corriente. Una vez que se encuentra cargado, si éste no se emplea de inmediato se auto descarga en unos pocos minutos.
En resumen, la función de un capacitor es almacenar cargas eléctricas de forma instantánea y liberarla de la misma forma en el preciso momento que se requiera.
Campo eléctrico El campo eléctrico se define como la fuerza eléctrica por unidad de carga. La dirección del campo se toma como la dirección de la fuerza que ejercería sobre una carga positiva de prueba. El campo eléctrico está dirigido radialmente hacia fuera de una carga positiva y radialmente hacia el interior de una carga puntual negativa. Haga clic sobre cualquiera de los ejemplos de arriba para más detalles
•
•
.
La
Ley de coulomb Ley de Coulomb, que establece cómo es la fuerza entre dos cargas eléctricas puntuales, constituye el punto de partida de la Electrostática como ciencia cuantitativa. Fue descubierta por Presley en 1766, y redescubierta por Cavendish pocos años después, pero fue Coulomb en 1785 quien la sometió a ensayos experimentales directos. Entendemos por carga puntual una carga eléctrica localizada en un punto geométrico del espacio. Evidentemente, una carga puntual no existe, es una idealización, pero constituye una buena aproximación cuando estamos estudiando la interacción entre cuerpos cargados eléctricamente cuyas dimensiones son muy pequeñas en comparación con la distancia que existen entre ellos. La Ley de Coulomb dice que "la fuerza electrostática entre dos cargas puntuales es proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa, y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario". Es importante hacer notar en relación a la ley de Coulomb los siguientes puntos:
a) cuando hablamos de la fuerza entre cargas eléctricas estamos siempre suponiendo que éstas se encuentran en reposo (de ahí la denominación de Electrostática); Nótese que la fuerza eléctrica es una cantidad vectorial, posee magnitud, dirección y sentido. b) las fuerzas electrostáticas cumplen la tercera ley de Newton (ley de acción y reacción); es decir, las fuerzas que dos cargas eléctricas puntuales ejercen entre sí son iguales en módulo y dirección, pero de sentido contrario: Fq1 → q2 = −Fq2 → q1;
Capacitancia 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.
CAPACITANCIA = 1F = 1 C 1V El farad es una unidad de capacitancia muy grande. En la práctica los dispositivos comunes tienen capacitancia que varían de microfibras a picofarads.
La capacitancia de un dispositivo depende entre otras cosas del arreglo geométrico de los conductores.
Dieléctrico
Se denomina dieléctrico al material mal conductor de electricidad, por lo que puede ser utilizado como aislante eléctrico, y además si es sometido a un campo eléctrico externo, puede establecerse en él un campo eléctrico interno, a diferencia de los materiales aislantes con los que suelen confundirse. Todos los materiales dieléctricos son aislantes pero no todos los materiales aislantes son dieléctricos
Voltaje de trabajo El voltaje de trabajo es el voltaje que necesita cada elemento para operar
Flujo magnético
El flujo magnético (representado por la letra griega fi Φ), es una medida de la cantidad de magnetismo, y se calcula a partir del campo magnético, la superficie sobre la cual actúa y el ángulo de incidencia formado entre las líneas de campo magnético y los diferentes elementos de dicha superficie. La unidad de flujo magnético en el Sistema Internacional de Unidades es el weber y se designa por Wb (motivo por el cual se conocen como weberímetros los aparatos empleados para medir el flujo magnético). En el sistema cegesimal se utiliza el maxwell (1 weber =108 maxwells)
.
Fuera magnetomotriz La fuerza magneto motriz (FMM, representada con el símbolo F) es aquella capaz de producir un flujo magnético entre dos puntos de un circuito magnético. Es una de las variables usadas para describir un campo magnético. La Fuerza magnetomotriz se puede entender de manera análoga al voltaje eléctrico de la ley de Ohm.
Imán Permanente Un imán es permanente (usualmente llamado duro) si por si solo soporta un flujo utilizable en el entrehierro de un dispositivo, y es blando si solo lo puede hacer con la ayuda de una excitación eléctrica externa. Un buen imán permanente debe producir un alto flujo magnético con baja masa, y debe ser estable frente a influencias externas que podrían desmagnetizarlos. Las propiedades que deseamos de un imán permanente son típicamente establecidas en términos de la remanencia y coercitividad de los materiales magnéticos.
Histéresis La histéresis es la tendencia de un material a conservar una de sus propiedades, en ausencia del estímulo que la ha generado. Podemos encontrar diferentes manifestaciones de este fenómeno. Por extensión se aplica a fenómenos que no dependen sólo de las circunstancias actuales, sino también de cómo se ha llegado a esas circunstancias. En física se encuentra, por ejemplo, histéresis magnética si al magnetizar un ferro magneto éste mantiene la señal magnética tras retirar el campo magnético que la ha inducido. También se puede encontrar el fenómeno en otros comportamientos electromagnéticos, o los elásticos.
Materiales Ferromagnéticos Los materiales ferromagnéticos, compuestos de hierro y sus aleaciones con cobalto, tungsteno, níquel, aluminio y otros metales, son los materiales magnéticos más comunes y se utilizan para el diseño y constitución de núcleos de los transformadores y maquinas eléctricas. En un transformador se usan para maximizar el acoplamiento entre los devanados, así como para disminuir la corriente de excitación necesaria para la operación del transformador. En las maquinas eléctricas se usan los materiales ferromagnéticos para dar forma a los campos, de modo que se logren hacer máximas las características de producción de par. Estos materiales han evolucionado mucho con el paso del tiempo lo que implica más eficiencia, reducción de volúmenes y costo, en el diseño de transformadores y maquinas eléctricas.
Permeabilidad La permeabilidad es la capacidad que tiene un material de permitirle a un flujo que lo atraviese sin alterar su estructura interna. Se afirma que un material es permeable si deja pasar a través de él una cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado, e impermeable si la cantidad de fluido es despreciable. La velocidad con la que el fluido atraviesa el material depende de tres factores básicos: Para ser permeable, un material debe ser poroso, es decir, debe contener espacios vacíos o poros que le permitan absorber fluido. A su vez, tales espacios deben estar interconectados para que el fluido disponga de caminos para pasar a través del material.
Ley de Faraday La ley de inducción electromagnética de Faraday (o simplemente ley de Faraday) establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde. Cualquier cambio del entorno magnético en que se encuentra una bobina de cable, originará un "voltaje" (una fe inducida en la bobina). No importa cómo se produzca el cambio, el voltaje será generado en la bobina. El cambio se puede producir por un cambio
en la intensidad del campo magnético, el movimiento de un imán entrando y saliendo del interior de la bobina, moviendo la bobina hacia dentro o hacia fuera de un campo magnético, girando la bobina dentro de un campo magnético, etc.
Inductor Un inductor, bobina o reactor es un componente pasivo de un circuito eléctrico que, debido al fenómeno de la autoinducción, almacena energía en forma de campo magnético. Un inductor es algo tan simple como un componente electrónico puede ser – es solo una bobina de cable. Sin embargo, una simple bobina de cable de estas características puede hacer cosas muy interesantes debido a las propiedades magnéticas de la bobina. Para ver cómo funciona un inductor dentro de un circuito, pondremos como ejemplo la imagen de más abajo. Lo que podemos ver en la imagen es una batería, una bombilla, una bobina de cable alrededor de un trozo de metal, mostrado en amarillo, y finalmente un conmutador. La bobina de cable es un inductor, y como muchos sabréis, es también un electroimán
Auto inductancia la inductancia ( ), es una medida de la oposición a un cambio de corriente de un inductor o bobina que almacena energía en presencia de un campo magnético, y se define como la relación entre el flujo magnético ( ) y la intensidad de corriente eléctrica ( ) que circula por la bobina y el número de vueltas (N) del devanado:
La inductancia depende de las características físicas del conductor y de la longitud del mismo. Si se enrolla un conductor, la inductancia aparece. Con muchas espiras se tendrá más inductancia que con pocas. Si a esto añadimos un núcleo de ferrita, aumentaremos considerablemente la inductancia.
Evidencia