miércoles, 20 de abril de 2011

Actividad 9

Demostración.

Se puede observar que los polos del mismo nombre se repelen y polos de nombre diferente se atraen, como se observa en la siguiente animación.

1.-La Tierra, que es un gigantesco imán natural la capacidad de atracción es mayor en sus extremos o polos. Estos polos se denominan norte y sur, debido a que tienden a orientarse según los polos geográficos de la Tierra, cabe señalar,  que el norte magnético de la tierra,  no coincide con el norte geográfico de la misma.

2.-Cuando se desconecta la batería la corriente en el circuito cambia de un valor no nulo a cero, con el consecuente cambio del efecto magnético. Por otro lado, cuando está circulando una corriente con el mismo valor todo el tiempo, hecho que ocurre cuando la batería está ya conectada, el efecto magnético que produce la bobina también es constante y no cambia con el tiempo.


http://phet.colorado.edu/en/simulation/magnets-and-electromagnets

Actividad 8

Demostración.
1.- Una espiral es un conductor, cuando por la espiral se  introduce bruscamente el imán se observa una desviación en la aguja, desviación que desaparecía si el imán permanecía inmóvil en el interior de la espiral. Cuando el imán es retirado la aguja del galvanómetro se desplaza de nuevo, pero esta vez en sentido contrario. Cuanto más rápido es el movimiento del imán entrando y saliendo en el interior de la espiral la aguja oscila de uno a otro lado y su desplazamiento es  mayor. Y se observa que el valor de la inducción magnética es diferente en cada punto, siendo máximo en el centro de la espiral.
2.- Explica la diferencia entre el imán en movimiento a través de la bobina de la derecha contra el lado izquierdo. Si usamos el extremo del polo sur de un imán en lugar del extremo del polo norte, el experimento funciona igual, pero la desviación se invierte. Cuanto más aprisa se mueve al imán, mayor será la lectura registrada en el medidor. Por lo tanto no existe ninguna diferencia en que movamos el imán hacia la bobina o la bobina hacia el imán.
3.- Explicar la diferencia entre el imán en movimiento a través de la bobina grande en comparación con la bobina más pequeña. El flujo aumenta, al aumentar el área de la parte de la espiral introducida en el campo magnético.

Actividad 7

Demostración.

En este experimento podemos decir que el tamaño de las placas no altera el potencial se mantiene constante, es decir si las placas aumentan de tamaño el voltaje no variara y en cuanto a la capacitancia al ser más grandes el tamaño de las placas estas tienden a tener una mayor capacitancia ya que tienen un área mucho mayor y pueden almacenar mayor cantidad de cargas.

En cuanto al caso que se le coloca un material dieléctrico mostrado en la lista se puede observa que al acercar el material este tiende a subir la capacitancia de las placas así estás tenga un área muy reducida o muy amplia y esto manteniendo constante el mismo voltaje. Y al cambiar los materiales se puede observar que uno tienen mayor capacitancia que el otro, es decir, que el vidrio posee una mayor capacitancia que el teflón y estos no varían el potencial en las placas.   

http://phet.colorado.edu/en/simulation/capacitor-lab

domingo, 10 de abril de 2011

Actividad 6

Voltímetro. 

Aparato que mide tensiones eficaces tanto en continua como en alterna, y su colocación es de forma obligatoria en "paralelo" al componente sobre el cual se quiere medir su tensión. 


Voltímetro de continua


dc = corriente directa, corriente de contínua

Voltímetro de alterna
 
ac = corriente alterna)

Errores al medir con voltímetros

Al medir con un voltímetro se comete un pequeño error porque dentro del voltímetro hay un resistencia interna (Rint.), que tiene un valor muy grande (se suele aproximar a infinito).



Amperímetro.
Aparato que mide el valor medio de la corriente, y su colocación es de forma obligatoria en "serie" con el componente del cual se quiere saber la corriente que le atraviesa. 


Amperímetro de continua

Amperímetro de alterna

Errores al medir con amperímetros
Como ocurre con el voltímetro, al medir con le amperímetro se comete un error debido a una resistencia interna (Rint.) de valor muy pequeño (se suele aproximar a cero). 




Óhmetro.
Aparato que mide el valor de las resistencias, y que de forma obligatoria hay que colocar en paralelo al componente estando éste separado del circuito (sin que le atraviese ninguna intensidad). Mide resistencias en Ohmios (W). 



Errores al medir con óhmetros
Como se ha visto anteriormente, todo aparato de medición comete un error que a veces se suele despreciar, con los óhmetros ocurre lo mismo, aunque se desprecie ese error hay que tener en cuenta que se suele hacer una pequeña aproximación

Bibliografía.
http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema1/Paginas/Pagina1.htm#Voltímetro.

Actividad 5

Componentes activos

Los componentes activos son aquellos que son capaces de excitar los circuitos o de realizar ganancias o control del mismo. Fundamentalmente son los generadores eléctricos  y ciertos componentes semiconductores. Estos últimos, en general, tienen un comportamiento no lineal, esto es, la relación entre la tensión aplicada y la corriente demandada no es lineal.

Los componentes activos semiconductores derivan del diodo de Fleming y del triodo de Lee de Forest. En una primera generación aparecieron las válvula que permitieron el desarrollo de aparatos electrónicos como la radio o la televisión. Posteriormente, en una segunda generación, aparecerían los semiconductores que más tarde darían paso a los circuitos integrados (tercera generación) cuya máxima expresión se encuentra en los circuitos programables (microprocesadores y microcontroladores) que pueden ser considerados como componentes, aunque en realidad sean circuitos que llevan integrados millones de componentes.

En la actualidad existe un número elevado de componentes activos, siendo usual, que un sistema electrónico se diseñe a partir de uno o varios componentes activos cuyas características lo condicionará. Esto no sucede con los componentes pasivos. En la siguiente tabla se muestran los principales componentes activos junto a su función más común dentro de un circuito.

Componente
Función más común
Amplificador 
operacional
Amplificación, regulación, conversión de señal, conmutación.
Biestable
Control de sistemas secuenciales.
PDL
Control de sistemas digitales.
Diac
Diac.
Control de potencia.
Diodo
Rectificación de señales, regulación, multiplicador de tensión.
Diodo Zener
Diodo Zener:
Regulación de tensiones.
FPGA
Control de sistemas digitales.
Memoria
Almacenamiento digital de datos.
Microprocesador
Microprocesador.
Control de sistemas digitales.
Microcontrolador
Control de sistemas digitales.
Pila
Generación de energía eléctrica.
Tiristor
Control de potencia.
Puerta lógica.
Control de sistemas combinacionales.
Transistores
Transistor.
Amplificación, conmutación.
Triac
Control de potencia.


Componentes pasivos.

Son aquellos que no necesitan una fuente de energía para su funcionamiento. No tienen la capacidad de controlar la corriente en un circuito.

Los componentes pasivos se dividen en:


Componente
Función más común
Condensador
Almacenamiento de energía, filtrado, adaptación impedancia.
Inductor o 
 Bobina
Almacenar o atenuar el cambio de energía debido a su poder de autoinducción.
Resistor o Resistencia
División de intensidad o tensión, limitación de intensidad.


Análisis.

Los circuitos electrónicos constan de componentes electrónicos interconectados. Estos componentes se clasifican en dos categorías: activos o pasivos.
Los componentes activos son todos aquellos elementos que proporcionan una fuente de energía eléctrica (tensión o corriente) que, en los circuitos, actúan como causas o factores motivantes entre ellos tenemos los transistores, los microprocesadores, los diodos, los amplificadores operacionales, entre otros.
Y están los componentes pasivos que están encargados de almacenar o consumir la energía proporcionada por los elementos activos, entre estos solo hay tres que son los condensadores, resistencias y bobinas.

Bibliografía.
http://es.wikipedia.org/wiki/Componente_electr%C3%B3nico#Componentes_activos

miércoles, 16 de febrero de 2011

Actividad 3. Demostración.


Se frota con un paño un globo inflado y se puede observar que atrae pequeños trozos de un material liviano. También se puede observar que se adhiere a una superficie, los cuerpos electrizados por frotamiento producen pequeñas chispas eléctricas, como sucede cuando después de caminar por una alfombra se toca un objeto metálico o a otra persona, o bien al quitarse el suéter o un traje de lana. Otro ejemplo de electrización por frotamiento es cuando el cabello se peina con vigor pierde algunos electrones, adquiriendo entonces carga positiva; mientras tanto el peine gana dichos electrones y su carga final es negativa.
Vimos antes que la corriente eléctrica fluye, es decir, que se mueve de un lugar a otro a través de un conductor, y lo hace a una gran velocidad; pero hay otro tipo de energía eléctrica, que es la electricidad estática, la cual, como su nombre lo indica, permanece en un lugar. Como el ejemplo lo dice que si usted frota en su ropa un globo inflado (de preferencia un suéter de lana) se observa que el globo toma los electronos y el sueter se queda con los protones provocando asi una fuerza de atraccion entre ambos.


Una línea de campo eléctrico tiene como característica fundamental el no poder cruzarse o tocarse con otra línea. Esto se debe a que las líneas son normales a la superficie, y estas se van a extender de forma radial si la superficie es una circunferencia o un cilindro, o de manera tangencial si la superficie es plana, por lo tanto las líneas van a extenderse hasta el infinito o hasta una carga y su proximidad va a depender de la magnitud del campo, pero jamás estas líneas se cruzaran o se tocaran.

lunes, 7 de febrero de 2011

Actividad 2: Electrón, positrón, neutrón y protón

Electrón  
Tienen una masa pequeña respecto al protón, y su movimiento genera corriente eléctrica, aunque dependiendo del tipo de elemento o compuesto en el que se genere, necesitará más o menos energía para provocar esta corriente eléctrica. Estas partículas desempeñan un papel primordial en la química ya que definen las atracciones con otros átomos.
Desde el punto de vista físico, el electrón tiene una carga eléctrica contraria a la del protón. Sin embargo, por razones históricas -y ventajas en ecuaciones matemáticas-, se dice que el electrón tiene una carga eléctrica negativa, en el sentido que es contraria a la carga del protón, que se consideraba positiva. Sin embargo, esta elección de signo es totalmente arbitraria.
Los electrones son mucho más pequeños que los neutrones y protones. La masa de un simple neutrón o protón es más de 1 800 veces mayor que la masa de un electrón. El tiene una masa de 9,11×10-28 gramos. Los electrones poseen una carga eléctrica negativa, con una magnitud llamada algunas veces carga elementa o carga fundamental. Por esto se dice que un electrón tiene una carga de -1.


Resumen: Las diferencias entre los protones y neutrones, es que estos ocupan la mayor parte del volumen atómico, su masa es mucho más liviana que el protón es casi insignificante si se compara con la del protón o el neutrón, estos poseen cargas negativas y se encuentras girando alrededor del núcleo atómico. Su símbolo es e-.



 
Aqui se puede ver la estructura atomica donde se encuentran los Protones, Neutrones y electrones.










Neutrón
Un neutrón es un barión neutro formado junto con los protones, los núcleos atómicos. Fuera del núcleo atómico es inestable y tiene una vida media de unos 15 minutos emitiendo un electrón y un antineutrino para convertirse en un protón. Su masa es muy similar a la del protón.
Algunas de sus propiedades:
Masa: mn = 1,675x10-27 Kg = 1,008587833 uma
Vida media: n = 886,7 ± 1,9s
Momento magnético: n = -1,9130427 ± 0,0000005 N
El neutrón es necesario para la estabilidad de casi todos los núcleos atómicos (la única excepción es el hidrógeno), ya que interactúa fuertemente atrayéndose con los protones, pero sin repulsión electrostática.


Resumen: estos se encuentran en el núcleo del átomo junto al Protón, estos poseen una carga neutra es decir ni positiva ni negativa, estos tienen la misma masa que el protón, la suma de los protones y neutrones del núcleo de un elemento se conoce como numero de masa Atómica. Su símbolo es N.



Protón
En física, el protón (en griego protón significa primero) es una partícula subatómica con una carga eléctrica de una unidad fundamental positiva (+)(1,602 x 10–19 culombios) y una masa de 938,3 MeV/c2 (1,6726 × 10–27 kg) o, del mismo modo, unas 1836 veces la masa de un electrón. Experimentalmente, se observa el protón como estable, con un límite inferior en su vida media de unos 1035 años, aunque algunas teorías predicen que el protón puede desintegrarse. El protón y el neutrón, en conjunto, se conocen como nucleones, ya que conforman el núcleo de los átomos.
El núcleo del isótopo más común del átomo de hidrógeno (también el átomo estable más simple posible) es un único protón. Los núcleos de otros átomos están compuestos de nucleones unidos por la fuerza nuclear fuerte. El número de protones en el núcleo determina las propiedades químicas del átomo y qué elemento químico es.
Los protones están clasificados como bariones y se componen de dos quarks arriba y un quark abajo, los cuales también están unidos por la fuerza nuclear fuerte mediada por gluones. El equivalente en antimateria del protón es el antiprotón, el cual tiene la misma magnitud de carga que el protón, pero de signo contrario.
Debido a que la fuerza electromagnética es muchos órdenes de magnitud más fuerte que la fuerza gravitatoria, la carga del protón debe ser opuesta e igual (en valor absoluto) a la carga del electrón; en caso contrario, la repulsión neta de tener un exceso de carga positiva o negativa causaría un efecto expansivo sensible en el universo, y, asimismo, en cualquier cúmulo de materia (planetas, estrellas, etc.).

Resumen: esta partícula se encuentra en el núcleo del átomo junto al neutrón, este posee una carga eléctrica positiva y está representado por la letra P+.  






Estructura de un Protón.

 






El positrón o antielectrón
Es una partícula elemental, antipartícula del electrón, posee la misma cantidad de masa y carga eléctrica sin embargo, esta es positiva [2] . No forma parte de la materia ordinaria, sino de la antimateria, aunque se producen en numerosos procesos radioquímicos como parte de transformaciones nucleares.
Esta partícula fue predicha por Paul Dirac en el año de 1928, para luego ser descubierta en el año 1932 por el físico norteamericano Anderson al fotografiar las huellas de los rayos cósmicos en una cámara de niebla.
En la actualidad los positrones son rutinariamente producidos en la Tomografía por emisión de positrones usados en las instalaciones hospitalarias




Positron o antielectron.






Biografía
  • http://es.wikibooks.org/wiki/Archivo:HAtomOrbitals.png
  • http://es.wikibooks.org/wiki/F%C3%ADsica/F%C3%ADsica_moderna/Prot%C3%B3n,_electr%C3%B3n_y_neutr%C3%B3n
  • http://es.wikibooks.org/wiki/F%C3%ADsica/F%C3%ADsica_moderna/Prot%C3%B3n,_electr%C3%B3n_y_neutr%C3%B3n
  • http://es.wikipedia.org/wiki/Positr%C3%B3n

sábado, 29 de enero de 2011

Actividad 1: Materiales Conductores, Semiconductores y Aislantes.


Materiales.


Son las diferentes formas de presentación de la materia en la naturaleza, bien sea en estado sólido, líquido o gaseoso.












  
Materiales Conductores.
Los materiales conductores son aquellos materiales cuya resistencia al paso de la corriente es muy baja. En general podemos denominar material conductor a cualquier sustancia o material que sometido a una diferencia de potencial eléctrico proporciona un paso continuo de corriente eléctrica. En general todas las sustancias en estado sólido o líquido poseen la propiedad de conductividad eléctrica, pero algunas sustancias son buenos conductores, las mejores sustancias conductoras son los metales.

Entre los materiales considerados buenos conductores están los metales, el agua  y algunos cristales. Estos materiales aseguran que la electricidad pueda fluir libremente en un circuito.





Aquí está un ejemplo claro el cobre es uno de los  principales conductor de electricidad.  





Materiales Semiconductores.
Un semiconductor es una sustancia que se comporta como conductor o como aislante dependiendo del campo eléctrico en el que se encuentre, capaz de conducir la electricidad mejor que un aislante, pero peor que un metal. Como por ejemplo esta el Silicio, el Selenio, el Germanio, entre otros.




Una muestra de un fragmebti de Silicio de alta pureza.





Materiales Aislantes.
Los aislantes son los materiales  que se utilizan para cubrir un elemento de una instalación eléctrica con un material que no es conductor de la electricidad, es decir, un material que resiste el paso de la corriente a través del elemento que recubre y lo mantiene en su trayectoria a lo largo del conductor.

 





Resumen.
Y para concluir se peude decir que los materiales son las diferentes formas como se presenta la materia en la naturaleza en sus tres estados, sólido, líquido y gaseoso. En estos materiales podemos encontrar los materiales conductores, semiconductores y no conductores o aislantes. Los materiales conductores son aquellos que permiten que la electricidad fluya libremente en un circuito, entre los materiales conductores unos de los principales  y con mejor conductividad de electricidad son los materiales metálicos, esto sin dejar por fuera el agua aunque esta no contiene en su unión molecular ningún elemento metálico. Los materiales semiconductores dependen del campo eléctrico en el que se encuentre para adoptar un comportamiento ya sea como conductores o como aislante y los materiales aislantes son aquellos materiales que no son conductores de electricidad, aunque juegan un papel muy importante en una instalación eléctrica ya que sirven para cubrir un material conductor en toda su trayectoria





Semicondutor
Conductor con su aislante