MODULO 1 - LECCION 1: MATERIA ENERGIA ELECTRICIDAD Y SIMBOLOGIA
RESUMEN DE LA LECCIÓN 1
Con la finalización de esta lección,
ahora has obtenido la información necesaria, que es el fundamento para el
estudio posterior de la electricidad. El siguiente es un resumen de las partes
importantes en la lección.
Al describir la composición de la
materia, es importante que recuerda los siguientes términos:
LA
MATERIA se define como todo lo que ocupa espacio y
tiene peso.
UN
ELEMENTO es una sustancia que no puede reducirse a una
sustancia más simple por medios químicos.
UN
COMPUESTO es una combinación química de
elementos que se pueden separar por medios químicos, pero no por medios
físicos. Se crea combinando químicamente dos o más elementos.
UNA
MEZCLA es una combinación de elementos o compuestos
que se pueden separar por medios físicos.
UNA
MOLÉCULA es la combinación química de dos o más
átomos. En un compuesto, la molécula es la partícula más pequeña que tiene todas
las características del compuesto.
UN
ATOMO es la partícula más pequeña de un elemento
que conserva las características de ese elemento. Un átomo está formado por
electrones, protones y neutrones. El número y la disposición de estas
partículas subatómicas determinan el tipo de elemento.
UN
ELECTRÓN se considera una carga negativa de
electricidad.
UN
PROTON se considera una carga positiva de
electricidad.
UN
NEUTRON
es una partícula neutra porque no tiene carga
eléctrica.
LA
ENERGÍA
en un electrón es de dos tipos: cinética
(energía de movimiento) y potencial (energía de posición).
LOS
NIVELES DE ENERGÍA
del electrón existen porque el electrón tiene
masa y movimiento. El movimiento le da energía cinética y su posición le da
energía potencial. El balance energético mantiene el electrón en órbita y si
gana energía asumirá una órbita más alejada del centro del átomo. Permanecerá en
esos niveles solo por una fracción de segundo antes de que irradie el exceso de
energía y regrese a una órbita más baja.
LAS
CAPAS Y SUBCAPAS
de los electrones son las órbitas de los
electrones en el átomo. Cada capa contiene un máximo de 2 veces su número de
electrones al cuadrado. Las depósitos se escriben con letras de K a Q,
comenzando con K, que es la más cercana al núcleo. La capa se puede dividir en
4 subcapas etiquetadas como s, p, d y f, que puede contener 2, 6, 10 y 14 electrones, respectivamente.
LA
VALENCIA DE UN ÁTOMO está determinada por el número de
electrones en la capa más externa. La capa se conoce como la capa de valencia,
y los electrones dentro de ella son electrones de valencia. Un átomo con pocos electrones
de valencia requieren poca energía para
liberar los electrones de valencia.
IONIZACIÓN
se refiere a los electrones contenidos en un átomo. Un átomo con carga positiva
ha perdido algunos de sus electrones, y se llama ion positivo. Un átomo cargado
negativamente es un ion negativo.
LOS
CONDUCTORES, SEMICONDUCTORES Y AISLADORES se
clasifican como tales por el número de electrones de valencia en sus átomos. El
conductor normalmente tiene 3 o menos electrones de valencia y ofrece poca
oposición al flujo de electrones (corriente
eléctrica). El aislante contiene 5 o más electrones de valencia y ofrece una alta oposición al
flujo de electrones. El semiconductor generalmente tiene cuatro electrones de valencia de conductividad y está en el
rango medio. Los mejores conductores en orden de conductancia son plata, cobre,
oro y aluminio.
LOS CUERPOS CARGADOS
se afectan entre sí de la siguiente manera: Cuando dos cuerpos con cargas
desiguales son acercados entre sí, tenderán a atraerse entre sí en un intento
de igualar sus respectivas cargas. Cuando dos cuerpos, ambos con cargas
positivas o negativas, se juntan, tienden a repelerse entre sí ya que no puede
producirse una igualación. Cuando la carga en un cuerpo es lo suficientemente
alta con respecto a la carga en un cuerpo adyacente, fluirá una corriente de
compensación entre los cuerpos independientemente de la conductividad del
material que contiene los cuerpos.
UN
CUERPO NEUTRO puede ser atraído a un cuerpo cargado
positiva o negativamente debido a la diferencia relativa en sus respectivas
cargas.
LOS
CUERPOS CARGADOS se atraerán o repelerán entre sí con
una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus cargas
individuales e inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia entre los
cuerpos.
LAS
LÍNEAS DE FUERZA ELECTROSTÁTICAS son una
representación gráfica del campo alrededor de un cuerpo cargado. Estas líneas
son imaginarias. Las líneas de un cuerpo cargado positivamente se indican como
fluyendo desde el cuerpo, mientras que las líneas de un cuerpo cargado
negativamente se indican como fluyendo hacia el cuerpo.
EL MAGNETISMO es esa propiedad de un
material que le permite atraer piezas de hierro. Un material con esta propiedad
se llama imán. Cualquier material que sea atraído por un imán puede convertirse
en un imán en sí mismo.
LOS
MATERIALES FERROMAGNÉTICOS son materiales
que son fáciles de magnetizar; por ejemplo, hierro, acero y cobalto.
LOS
IMANES NATURALES, llamados magnetita, lodestones o
piedras principales, fueron los primeros imanes en ser estudiados
La mayoría de los imanes en uso
práctico son imanes artificiales o hechos por el hombre, y están hechos por medios
eléctricos o rozando un material
magnético con un imán.
LA
RELUCTANCIA se define como la oposición de un
material a ser magnetizado.
LA
PERMEABILIDAD se define como la facilidad con que un
material acepta el magnetismo. Un material que es fácil de magnetizar no mantiene su magnetismo por
mucho tiempo, y viceversa.
RETENTIVIDAD
se define como la capacidad de un material para retener el magnetismo.
UN
POLO MAGNÉTICO está ubicado en cada extremo de un
imán. La mayoría de la fuerza magnética está concentrada en estos polos y es
aproximadamente igual en ambos polos.
EL
POLO NORTE, o polo que busca el norte, de un
imán suspendido libremente en una cuerda siempre apunta hacia el polo
geográfico norte. Los polos similares de imanes se repelen entre sí, mientras
que los polos diferentes se atraen entre sí.
LA
TEORÍA DEL MAGNETISMO DE WEBER supone que todo
el material magnético está compuesto de moléculas magnéticas que, si están
alineadas en el orden de los polos norte a sur, serán un imán. Si no está
alineado, los campos magnéticos sobre las moléculas se neutralizarán entre sí y
no se notará ningún efecto magnético.
LA
TEORÍA DEL DOMINIO DEL MAGNETISMO establece que si
los electrones de los átomos en un material giran más en una dirección que en
la otra, el material se magnetizará.
UN
CAMPO MAGNÉTICO se dice que existe en el espacio que rodea a
un imán.
LAS
LÍNEAS DE FUERZA MAGNÉTICAS son líneas
imaginarias que se usan para describir los patrones de las campos magnéticos sobre un imán. Se supone que estas
líneas fluyen externamente desde el polo norte hacia el polo sur.
FLUJO
MAGNÉTICO es el número total de líneas de
fuerza magnéticas que salen o entran en el polo de un imán.
DENSIDAD
DE FLUJO es el número de líneas de flujo por unidad de
área.
La intensidad del campo o la
intensidad de un campo magnético está directamente relacionada con la fuerza
magnética ejercida por el campo.
Se puede describir la intensidad de la
atracción / repulsión entre polos magnéticos por una ley casi idéntica a la Ley
de Cuerpos Cargados de Coulomb, es decir, la fuerza entre dos polos es directamente
proporcional al producto de las fuerzas del poste e inversamente proporcional
al cuadrado de la distancia entre los polos.
El
BLINDAJE MAGNÉTICO se puede lograr colocando un escudo de
hierro suave alrededor del objeto para estar protegido, dirigiendo así las
líneas de fuerza alrededor del objeto.
LOS
IMANES SE CLASIFICAN POR FORMA e incluyen el
imán de barra, el imán de herradura, y el imán de anillo. El anillo magnético
se usa en los circuitos de memoria de la computadora; el imán de herradura en
alguno circuitos Medidores.
LA
ENERGÍA puede definirse como la capacidad de hacer
trabajo.
EL
COULOMB (C) es la unidad básica utilizada para
indicar una carga eléctrica. Un culombio es igual a una carga de 6.28 x 1018
electrones. Cuando existe un culombio de carga entre dos cuerpos, la fuerza
electromotriz (o voltaje) es de un voltio.
El
VOLTAJE se mide como la diferencia de potencial de
dos cargas de interés.
LAS
MEDIDAS DE VOLTAJE pueden expresarse en las siguientes
unidades: voltios (V), kilovoltios (kV),
milivoltios (mV) o microvoltios (µV)
Por ejemplo:
1 kV = 1,000 V
1 mV =
0.001 V
1 µV =
0.000001 V
LOS
METODOS PARA PRODUCIR UN VOLTAJE incluyen:
1. Fricción
2. Presión (piezoelectricidad)
3. Calor (termoelectricidad)
4. Luz (fotoelectricidad)
5. Acción química (batería)
6. Magnetismo (generador de inducción
electromagnética)
GENERADOR DE INDUCCIÓN
ELECTROMAGNÉTICA Para producir voltaje mediante el uso de magnetismo, se deben cumplir
tres condiciones: debe haber un CONDUCTOR en el que se produzca el voltaje; debe
haber un CAMPO MAGNÉTICO en la vecindad del conductor; y debe haber movimiento
relativo entre el campo y el conductor. Cuando se cumplen estas condiciones,
los electrones DENTRO DEL CONDUCTOR son propulsados en una dirección u otra,
creando una fuerza electromotriz o voltaje.
CORRIENTE ELECTRÓNICA se basa en la
suposición de que el flujo de corriente de electrones es de negativo a positivo
a través de un circuito.
UNA CORRIENTE ELÉCTRICA es un
movimiento dirigido de electrones en un conductor o circuito.
EL AMPERIO es la unidad básica
utilizada para indicar una corriente eléctrica. Se dice una corriente de un
amperio fluye cuando un culombio de carga (6.28 x 1018 electrones)
pasa un punto dado en un segundo de tiempo.
Las mediciones de corriente pueden
expresarse en las siguientes unidades: amperios (A), miliamperios (mA) y microamperios
µA. La corriente en un circuito se incrementa en proporción directa al voltaje (fem)
aplicada a través del circuito
RESISTENCIA es la oposición a la
corriente. El ohm es la unidad básica de resistencia y es representado por la
letra Griega omega (Ω)Se dice que un conductor tiene un ohmio de resistencia
cuando una una fem de un voltio causa que fluya un amperio de corriente en el
conductor. La resistencia puede expresarse en las siguientes unidades: ohmio
(Ω), kilohmio (kΩ),y megohmios(MΩ).Por ejemplo,1’000.000 Ω = 1000 kΩ = 1MΩ
LA
RESISTENCIA DE UN MATERIAL está determinada
por el tipo, las dimensiones físicas y la temperatura del material, eso es,
1. Un buen conductor contiene una gran
cantidad de electrones libres.
2. A medida que aumenta el área de la
sección transversal de un conductor dado, la resistencia disminuirá.
3. A medida que aumenta la longitud de
un conductor, aumentará la resistencia.
4. En un material que tiene un
coeficiente de temperatura positivo, la resistencia aumentará a medida que se
aumenta la temperatura.
LA
CONDUCTA DE UN MATERIAL es el recíproco de la resistencia.
LA
UNIDAD DE CONDUCTA es el siemens y el símbolo es S.
LA
RESISTENCIA se fabrica para proporcionar un valor
específico de resistencia.
LA
RESISTENCIA DE CARBONO está hecha de carbono, con rellenos y
aglutinantes mezclados para controlar el valor óhmico
LA
RESISTENCIA DE UN RESISTENCIA BOBINADA DE ALAMBRE
está determinada por el contenido de metal del alambre y la longitud del mismo. Las resistencias
enrolladas pueden ser conectadas de manera que dos o más valores de voltaje
diferentes
se pueda sacar de la misma
resistencia.
EL
POTENCIOMETRO Y EL REOSTATO son resistencias
variables y se pueden ajustar a cualquier valor de resistencia dentro de su
rango óhmico. El reóstato se usa generalmente para aplicaciones de corriente relativamente alta y tiene dos
conexiones; el potenciómetro tiene 3 conexiones y es un dispositivo de resistencia
relativamente alta y de baja corriente.
Dos
ejemplos de potenciómetros.
Ejemplo
de un reóstato.
Código
de colores estándar para las resistencias
LA
CLASIFICACION DE VATIAJE DE UNA RESISTENCIA
está relacionada con el tamaño físico de la resistencia, es decir, si cuanto mayor es la superficie expuesta al
aire, mayor es la clasificación.
El
CÓDIGO DE COLOR ESTÁNDAR para
resistencias se utiliza para determinar lo siguiente:
1. Valor óhmico
2. Tolerancia
3. Nivel de confiabilidad (en algunas
resistencias)
