24/5/10
Tecnología Antigua: Un Catálogo De Objetos Curiosos
Tecnología Antigua: Un Catálogo De Objetos Curiosos
uchos de los hallazgos descubiertos en la antigüedad no han encontrado aún una respuesta a sus enigmas. ¿Fue Alessandro Volta la primera persona que ideó la batería eléctrica? ¿Fueron los hermanos Wright realmente los primeros en volar?. Nuestros remotos antecesores contaron con una tecnología mucho más avanzada de lo que imaginamos...
Este modelo de planeador fue construido en Egipto hacia el año 200 a.C.
En un museo de El Cairo se exhibía un pequeño modelo de madera. Nadie tenia dudas acerca de lo que representaba: una simple ojeada bastaba para distinguir las alas, el plano de deriva, la cola y el sólido y voluminoso cuerpo de algún tipo de avión. El cuerpo de este modelo tenía una longitud de algo menos de 15 centímetros y su envergadura era algo mayor de 18 centímetros, Había sido construido con madera de sicómoro, muy ligera, y cuando uno lo disparaba al aire con la mano, volaba una corta distancia.
El ver un modelo como éste en un museo de ciencia no hubiera sido una sorpresa. Sin embargo este modelo ocupaba un lugar privilegiado en el Museo de Antigüedades de El Cairo, y estaba fechado alrededor del año 200 a.C.
Esta pieza antigua constituye un desafío notorio a nuestras ideas acerca del desarrollo de la tecnología. Y es tan sólo uno de los innumerables enigmas que replantean la discusión acerca de los conocimientos científicos y de ingeniería de nuestros antepasados.
Cuando en 1898 -cinco años antes de que los hermanos Wright llevaban a cabo con éxito su primer vuelo a motor- se encontró este modelo en una tumba de la antigua ciudad egipcia de Saqqara, nadie lo relacionó con la idea del vuelo artificial. Fue almacenado en una caja que contenía figuras de pájaros. En 1969 lo redescubrió el doctor Kahlil Messiha, y quedó asombrado, dada su evidente semejanza con un avión moderno.
Un comité de expertos arqueólogos e ingenieros aeronáuticos estudiaron el modelo. Destacaron el arco de sus alas -la curvatura de la superficie superior que ayuda al avión a elevarse- y la inclinación hacia abajo de los extremos de las mismas, que proporciona estabilidad. Llegaron a la conclusión de que la pieza era un modelo a escala de un avión de tamaño normal. Debía tratarse de un «planeador motorizado» diseñado para transportar pesadas cargas a poca velocidad, probablemente a menos de 95 km/h. Podría haber sido impulsado por un motor montado en la parte trasera, en el lugar donde ahora la cola del avión aparece rota.
El comité estaba tan convencido de la importancia de su hallazgo, que lo colocaron en lugar destacado en el Museo de El Cairo. En otras tumbas se encontraron más de una docena de «planeadores» similares. ¿Podía tratarse verdaderamente de modelos de antiguos aviones?
El escepticismo que la mayoría de las personas expresan respecto a la idea de antiguos aeronautas -posiblemente tan chocante como la idea de antiguos astronautas- sufrió un duro golpe cuando se descubrió que también en América, es decir, en el otro lado del mundo conocido, se habían hallado modelos aéreos pertenecientes al primer milenio después de Cristo.
Objetos ornamentales de oro, originarios de Sudamérica, entre los siglos V y VIII d.C. El de la izquierda presenta un gran parecido con un moderno avión a reacción provisto de alas en forma de delta.
Los supuestos modelos de aviones que han salido a la luz son una serie de pequeños objetos ornamentales de oro, encontrados en Colombia, Costa Rica, Venezuela y Perú. Un ejemplar fue descubierto en una colección de objetos de arte antiguos de Colombia por Iván T. Sanderson, jefe de la Sociedad para la Investigación de lo Inexplicado, en Estados Unidos. Se trataba de un colgante de 5 centímetros de longitud. Los arqueólogos colombianos lo habían clasificado de «zoomorfo», es decir, con forma de animal. Sin embargo, se parece mucho más a un avión de caza a reacción con alas en forma de delta, que a cualquier tipo de animal o pájaro. Posee unos apéndices triangulares que se parecen muchísimo a las alas de varios tipos de modernos aviones supersónicos, una cola pequeña y vertical, un plano de deriva, y a un lado de éste hay incluso lo que parece ser un emblema. No obstante, este objeto ornamental se atribuye a los sinu, un pueblo preincaico que floreció desde el siglo V hasta el siglo VIII d. C.
Estos objetos se parecen a los aviones a reacción; pero, ¿hasta qué punto nos sirve de guía esta constatación? El emblema del plano de deriva del modelo colombiano se parece a la letra B semítica. Algunos escritores han pasado de este simple hecho a la conclusión de que este modelo procedía del Oriente Medio.
Interpretaciones poco fundadas como esta última pueden llevar a algunas personas a recelar de todas las afirmaciones arriesgadas acerca de objetos antiguos. No obstante, es absolutamente necesario prestar atención a los descubrimientos de objetos que «funcionan» y cuya fecha nos parece imposible. El planeador de Saqqara constituye un ejemplo; igualmente impresionante es la «batería de Bagdad» .
Electricidad Antigua
Batería de Bagdad
La parte exterior de la batería consiste en una simple vasija de barro, de algo menos de 15 centímetros de altura. Está taponada con betún en el que se ha montado un cilindro de cobre que penetra en la vasija unos 10 centímetros. El cilindro consta de tiras de cobre soldadas, y está cubierto con una tapa de cobre. En el interior del cilindro se encuentra una varilla de hierro, que se ha corroído adrede tratándola con algún ácido. Esta vasija fue hallada en Bagdad, y por lo visto data de la época de la dominación de los partos en esta parte de Iraq, que duró desde 250 a.C. hasta 224 d.C.
Cuando en 1937 el arqueólogo Wilhelm Köning descubrió casualmente esta pieza en un museo de Iraq, inmediatamente se dio cuenta de cómo podría utilizarse para generar voltaje eléctrico. Experimentos realizados algunos años después con réplicas modernas del aparato confirman que pudo ser utilizado con este fin. Para generar voltaje era necesario poner dentro del cilindro un líquido adecuado. Podría haberse utilizado una gran variedad de líquidos, incluyendo el ácido acético o ácido cítrico (los constitutivos básicos del vinagre y del zumo de limón, respectivamente) o una solución de sulfato de cobre. Esto habría generado un voltaje de 1 ½ a 2 voltios entre el cilindro de cobre y la varilla de hierro. Uniendo una serie de elementos de este tipo (formando una «batería» en el sentido estricto de la palabra) se podría haber aumentado sustancialmente el voltaje.
El doctor Arne Eggebricht ha demostrado, mediante un modelo, que la batería podría haber sido utilizada para galvanizar con oro pequeñas figurillas.
Lo más probable es que los partos usaran la electricidad para la galvanoplastia. El arte de dorar figurillas databa ya de siglos antes de esta época. Puede que la batería se utilizara para producir voltaje entre la estatuilla de metal y un lingote de oro mientras se sumergía a ambos en un electrolito. El oro era transportado a través del líquido y se depositaba sobre la superficie de la figura en forma de fina capa.
El saber cómo generar una corriente eléctrica podría haber sido un descubrimiento aislado. Los antiguos conocían la electricidad estática: sabían que al frotar el ámbar (en griego, «elektron») éste atraía objetos ligeros, como pelos o polvo. La técnica de generar corriente eléctrica -es decir, carga eléctrica en movimiento- podría haber sido un descubrimiento igualmente accidental y aislado. Parece que ninguno de los dos descubrimientos condujo a un mayor desarrollo técnico ni al estudio de las causas del fenómeno, a pesar de que algunos entusiastas afirman que los partos -y antes que ellos los egipcios- empleaban luz eléctrica.
Sin embargo, en la tecnología del pasado existen suficientes anomalías, seriamente acreditadas, para que podamos estar seguros de que algunos de nuestros antepasados llegaron a niveles tecnológicos asombrosamente altos.
En el año 1900 unos buceadores encontraron los restos de un barco de al menos 2.000 años de antigüedad, cargado de tesoros y procedente de la isla griega de Anticitera. Contenía estatuas de bronce y mármol, y es posible que estuviera viajando hacia Roma cuando naufragó (alrededor del año 65 a.C.). Entre su cargamento se encontró una masa de madera y bronce. El metal estaba tan corroído que tan sólo pudo verse con dificultad que se trataba de ruedas de engranaje y escalas grabadas. Pero en 1954 Derek J. De Solla Price, de la universidad de Cambridge, pudo finalmente deducir que se trataba de un antiguo mecanismo de cálculo análogo, mucho más adelantado que todo lo que hubo en Europa por espacio de varios siglos. En realidad, cuando estaba nuevo, el mecanismo «debió de parecerse mucho a un buen reloj mecánico moderno».
Mecanismos de un «reloj calendario» de hace al menos 2.000 años.
El mecanismo estaba compuesto de por lo menos 20 ruedas de engranaje, apoyadas en una serie de placas de bronce, todo ello montado dentro de una caja de madera. Cuando se daba vueltas a un mango que atravesaba el lado de la caja, las manecillas se movían a velocidades diferentes sobre esferas protegidas por unas puertecillas. Las inscripciones explicaban cómo manejar el aparato y cómo interpretar lo que marcaban las esferas.
El mecanismo indicaba el movimiento de los cuerpos celestes: el Sol, la Luna y los planetas que pueden verse sin ayuda de aparatos ópticos, como Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. Señalaba sus posiciones relativas en el cielo con gran exactitud. Las manecillas indicaban también la hora.
En palabras de Price, «en ningún lugar se ha conservado nada similar a este instrumento. De ningún texto científico o alusión literaria se conoce nada comparable a esto». Continúa diciendo que «parece probable que la tradición de Anticitera formara parte de un amplio corpus de conocimientos que se perdió para nosotros, pero que conocieron los árabes», ya que siglos más tarde éstos construyeron calendarios mecánicos a inspiraron a los constructores de relojes de la Europa medieval.
Sin embargo, cabe preguntarse: ¿es posible que este corpus de conocimientos contuviera algo más? ¿Es posible que los antiguos dominaran unas fuerzas, benévolas o malévolas, que no han permanecido vivas en la memoria de sus descendientes?.
historia de la electricidad
Circuito eléctrico
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Circuito abierto.
Circuito cerrado.
Teoría de circuitos
Electricidad Conceptos básicos
Campo eléctrico · Campo magnético · Tensión · Corriente · Ley de Ohm · Potencia · Energía · Ley de Joule · Leyes de Kirchhoff · Partes de un circuito
Tipos de señales
Corrientes periódica · Corriente pulsatoria · Parámetros característicos · Corrientes transitorias · Corriente alterna
Componentes y propiedades de los circuitos
Resistencia · Capacitancia · Inductor · Condensador · Fuente eléctrica
Circuito eléctrico
Clasificación · Partes de un circuito · Circuitos de corriente continua · Divisor de tensión · Divisor de corriente · Circuitos resistivos · Circuitos RL y RCCircuito RLC · Circuitos de corriente alterna · Circuitos resistivos ·
Técnicas de análisis de circuitos
Análisis de nodos · Análisis de mallas · Método de la fuente equivalente ·
Teoremas fundamentales
Análisis de nodos · Análisis de mallas · Método de la fuente equivalente ·
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Se denomina circuito eléctrico a una serie de elementos o componentes eléctricos o electrónicos, tales como resistencias, inductancias, condensadores, fuentes, y/o dispositivos electrónicos semiconductores, conectados eléctricamente entre sí con el propósito de generar, transportar o modificar señales electrónicas o eléctricas. En la figura podemos ver un circuito eléctrico, sencillo pero completo, al tener las partes fundamentales:
Una fuente de energía eléctrica, en este caso la pila o batería.
Una aplicación, en este caso una lámpara incandescente.
Unos elementos de control o de maniobra, el interruptor.
Un instrumento de medida, el Amperímetro, que mide la intensidad de corriente.
El cableado y conexiones que completan el circuito.
Un circuito eléctrico tiene que tener estas partes, o ser parte de ellas.
Contenido
1 Clasificación
2 Partes de un circuito
3 Circuito analógico
4 Circuito digital
5 Circuitos de señal mixta
6 Circuitos de corriente continua
6.1 Divisor de tensión
6.2 Divisor de intensidad
6.3 Red con fuente única
6.3.1 Resolución
6.4 Red general
6.4.1 Resolución
6.5 Balance de potencias
6.5.1 Resolución
6.6 Circuitos serie RL y RC
7 Circuitos de corriente alterna
7.1 Circuito serie RL
7.2 Circuito serie RC
7.3 Circuito serie RLC
7.4 Circuito serie general
7.5 Circuito paralelo general
8 Enlaces externos
[editar] Clasificación
Los circuitos eléctricos se clasifican de la siguiente forma:
Por el tipo de señal:
De corriente continua
De corriente alterna
Mixtos
Por el tipo de régimen:
Periódico
Transitorio
Permanente
Por el tipo de componentes:
Eléctricos: Resistivos, inductivos, capacitivos y mixtos
Electrónicos: digitales, analógicos y mixtos
Por su configuración:
Serie
Paralelo
Mixto
[editar] Partes de un circuito
Figura 1: circuito ejemplo.Para analizar un circuito deben de conocerse los nombres de los elementos que lo forman. A continuación se indican los nombres más comunes, tomando como ejemplo el circuito mostrado en la figura 1.
Conductor: hilo de resistencia despreciable (idealmente cero) que une eléctricamente dos o más elementos.
Generador o fuente: elemento que produce electricidad. En el circuito de la figura 1 hay tres fuentes, una de intensidad, I, y dos de tensión, E1 y E2.
Nodo: punto de un circuito donde concurren varios conductores distintos. En la figura 1 se pueden ver cuatro nodos: A, B, D y E. Obsérvese que C no se ha tenido en cuenta ya que es el mismo nodo A al no existir entre ellos diferencia de potencial (VA - VC = 0).
Rama: conjunto de todos los elementos de un circuito comprendidos entre dos nodos consecutivos. En la figura 1 se hallan siete ramales: AB por la fuente, AB por R1, AD, AE, BD, BE y DE. Obviamente, por un ramal sólo puede circular una corriente.
[editar] Circuito analógico
Artículo principal: Circuito analógico
Muchas de las aplicaciones electrónicas analógicas, como los receptores de radio, se fabrican como un conjunto de unos cuantos circuitos más simples. Seguidamente se indican algunos ejemplos.
Multiplicador analógico
Amplificador electrónico
Filtro analógico
Oscilador electrónico
Lazo de seguimiento de fase
Temporizador
Conversor de potencia
Fuente de alimentación
Adaptador de impedancia
Amplificador operacional
Comparador
Mezclador electrónico
[editar] Circuito digital
Artículo principal: Circuito digital
Las computadoras, los relojes electrónicos o los controladores lógicos programables, usados para controlar procesos industriales, son ejemplos de dispositivos que se fabrican con circuitos digitales.
La estructura de los circuitos digitales no difieren mucho de los analógicos pero su diferencia fundamental es que trabajan con señales discretas con dos únicos valores posibles. Seguidamente se indican varios ejemplos de bloques básicos y familias lógicas.
Bloques:
Puerta lógica
Biestable
Contador
Registro
Multiplexor
Disparador Schmitt
Dispositivos integrados:
Microprocesador
Microcontrolador
DSP
FPGA
Familias Lógicas:
RTL
DTL
TTL
CMOS
ECL
[editar] Circuitos de señal mixta
Artículo principal: Circuitos de señal mixta
Este tipo de circuitos, también conocidos como circuitos híbridos, contienen componentes analógicos y digitales, y se están haciendo cada vez más comunes. Los conversores analógico-digital y los conversores digital-analógico son los principales ejemplos.
[editar] Circuitos de corriente continua
Figura 2: circuitos divisores de tensión, a), y de intensidad, b).En este punto se describirán los principales circuitos en corriente continua así como su análisis, esto es, el cálculo de las intensidades, tensiones o potencias.
[editar] Divisor de tensión
Dos o más resistencias conectadas en serie forman un divisor de tensión. De acuerdo con la segunda ley de Kirchhoff o ley de las mallas, la tensión total es suma de las tensiones parciales en cada resistencia, por lo que seleccionando valores adecuados de las mismas, se puede dividir una tensión en los valores más pequeños que se deseen. La tensión Vi en bornes de la resistencia Ri, en un divisor de tensión de n resistencias cuya tensión total es V, viene dada por:
En el caso particular de un divisor de dos resistencias (figura 2 a), es posible determinar las tensiones en bornes de cada resistencia, VAB y VBC, en función de la tensión total, VAC, sin tener que calcular previamente la intensidad. Para ello se utilizan las siguientes ecuaciones de fácil deducción:
Este caso es el que se presenta, por ejemplo, a la hora de ampliar la escala de un voltímetro, donde R1 sería la resistencia de la bobina voltimétrica y R2 la resistencia de ampliación de escala.
[editar] Divisor de intensidad
Dos o más resistencias conectadas en paralelo forman un divisor de intensidad. De acuerdo con la primera ley de Kirchhoff o ley de los nudos, la corriente que entra en un nudo es igual a la suma de las corrientes que salen. Seleccionando valores adecuados de resistencias se puede dividir una corriente en los valores más pequeños que se deseen.
En el caso particular de un divisor de dos resistencias (figura 2 b), es posible determinar las corrientes parciales que circulan por cada resistencia, I1 e I2, en función de la corriente total, I, sin tener que calcular previamente la caída de tensión en la asociación. Para ello se utilizan las siguientes ecuaciones de fácil deducción:
Este caso es el que se presenta, por ejemplo, a la hora de ampliar la escala de un amperímetro, donde R1 sería la resistencia de la bobina amperimétrica y R2 la resistencia shunt.
[editar] Red con fuente única
Figura 3: ejemplo de circuito resistivo de fuente única.Se trata de una red de resistencias alimentadas con una sola fuente (figura 3). Para su análisis se seguirán, en general, los siguientes pasos:
Se calcula la resistencia equivalente de la asociación.
Se calcula la intensidad, I, que suministra la fuente,
Se calculan las intensidades y tensiones parciales.
A modo de ejemplo de lo expuesto, se analizará el circuito de la figura 3 su poniendo los siguientes valores:
[editar] Resolución
1. Sea RABC la resistencia equivalente de la rama superior del circuito
Y denominando Re a la resistencia equivalente:
2. A partir de la ley de Ohm se determina la intensidad, I, que proporciona la fuente:
3. A partir de la ley de Ohm:
R3 y R4 forman un divisor de intensidad para I1, por lo tanto
[editar] Red general
Figura 4: ejemplo de red general: circuito de dos mallas.En el caso más general, el circuito podrá tener más de una fuente. El análisis clásico de este tipo de redes se realiza obteniendo, a partir de las leyes de Kirchhoff, un sistema de ecuaciones donde las incógitas serán las corrientes que circulan por cada rama. En general, el proceso a seguir será el siguiente:
Se dibujan y nombran de modo arbitrario las corrientes que circulan por cada rama.
Se obtiene un sistema de tantas ecuaciones como intensidades haya. Las ecuaciones se obtendrán a partir de:
Se aplica la primera ley tantas veces como nudos haya menos uno.
Se aplica la segunda ley a todas las mallas.
Como ejemplo, se analizará el circuito de la figura 4 considerando los siguientes valores:
[editar] Resolución
Se consideran las intensidades dibujadas en el circuito.
En el nudo A se cumple:
Y sumando las tensiones en ambas mallas (vea como determinar la polaridad de la caída de tensión de una resistencia en d. d. p.):
Dados los valores conocidos, tenemmos:
Ordenando las ecuaciones se obtiene el siguiente sistema
Cuyas soluciones son:
donde el valor negativo de I3 indica que la corriente circula en dirección contraria a como se ha dibujado en el circuito.
En análisis de circuitos se puede observar el método de las mallas que no simplifica el análisis de circuitos de este tipo.
[editar] Balance de potencias
Figura 5: Balance de potencias.Por balance de potencias de un circuito eléctrico se entiende la comprobación de que la suma algebraica de las potencias que generan o "absorben" las fuentes es igual a la suma de potencias que disipan los elementos pasivos. Para ello es necesario analizar previamente el circuito, esto es, determinar las corrientes que circulan por cada una de sus ramas así como las caídas de tensión en bornes de las fuentes de intensidad si las hubiere. Como ejemplo, se realizará el balance de potencias del circuito de la figura 5 considerando los siguientes valores:
[editar] Resolución
Aplicando la primera ley de Kirchhoff al nudo A y la segunda a la malla de la izquierda, se obtiene:
Operando se obtiene:
y la tensión en bornes de la fuente de intensidad
Terminado el análisis, se realiza el balance de potencias cuyos resultados se presentan en la siguiente tabla.
Elementos activos Elementos pasivos
[editar] Circuitos serie RL y RC
Figura 6: Circuitos serie RL (superior) y RC (inferior) en CC.
Figura 7: Comportamiento de los circuitos serie RL y RC en CC.Los circuitos serie RL y RC (figura 6) tienen un comportamiento similar en cuanto a su respuesta en corriente y en tensión, respectivamente.
Al cerrar el interruptor S en el circuito serie RL, la bobina crea una fuerza electromotriz (f.e.m.) que se opone a la corriente que circula por el circuito, denominada por ello fuerza contraelectromotriz. Como consecuencia de ello, en el mismo instante de cerrar el interruptor (t0 en la figura 7) la intensidad será nula e irá aumentando exponencialmente hasta alcanzar su valor máximo, Io = E / R (de t0 a t1). Si a continuación, en el mismo instante de abrir S (t2 en la figura 7) se hará corto circuito en la red RL, el valor de Io no desaparecería instantáneamente, sino que iría disminuyendo de forma exponencial hasta hacerse cero (de t2 a t3).
Por otro lado, en el circuito serie RC, al cerrar el interruptor S (t0 en la figura 7), el condensador comienza a cargarse, aumentando su tensión exponencialmente hasta alcanzar su valor máximo E0 (de t0 a t1), que coincide con el valor de la f.e.m. E de la fuente. Si a continuación, en el mismo instante de abrir S (t2 en la figura 7) se hará corto circuito en la red RC, el valor de Eo no desaparecería instantáneamente, sino que iría disminuyendo de forma exponencial hasta hacerse cero (de t2 a t3).
En ambos circuitos se da por lo tanto dos tipos de régimen de funcionamiento (figura 7):
Transitorio: desde t0 a t1 (carga) y desde t2 a t3 (descarga)
Permanente: desde t1 a t2
La duración del régimen transitorio depende, en cada circuito, de los valores de la resistencia, R, la capacidad, C, del condensador y de la autoinductancia, L de la bobina. El valor de esta duración se suele tomar como 5τ, donde τ es la denominada constante de tiempo, siendo su valor en cada circuito:
Si R está en ohmios, C en faradios y L en henrios, τ estará en segundos.
Matemáticamente se pueden obtener las ecuaciones en régimen transitorio de cada circuito que se muestran en la siguiente tabla:
Carga en RL Descarga en RL Carga en RC Descarga en RC
[editar] Circuitos de corriente alterna
En el presente apartado se verán las caraterísticas de los circuitos básicos de CA senoidal que están formados por los componentes eléctricos fundamentales: resistencia, bobina y condensador (ver previamente su comportamiento en DC). En cuanto a su análisis, todo lo visto en los circuitos de corriente continua es válido para los de alterna con la salvedad que habrá que operar con números complejos en lugar de con reales. Además se deberán tener en cuenta las siguientes condiciones:
Todas las fuentes deben ser sinusoidales y tener la misma frecuencia o pulsación.
Debe estar en régimen estacionario, es decir, una vez que los fenómenos transitorios que se producen a la conexión del circuito se hayan atenuado completamente.
Todos los componentes del circuito deben ser lineales, o trabajar en un régimen tal que puedan considerarse como lineales. Los circuitos con diodos están excluidos y los resultados con inductores con núcleo ferromagnético serán solo aproximaciones.
[editar] Circuito serie RL
Figura 8: circuito serie RL (a) y diagrama fasorial (b).Supongamos que por el circuito de la figura 8a circula una corriente
Como VR está en fase y VL adelantada 90º respecto a dicha corriente, se tendrá:
Sumando fasorialmente ambas tensiones obtendremos la total V:
donde, y de acuerdo con el diagrama fasorial de la figura 8b, V es el módulo de la tensión total:
y φ el águlo que forman los fasores tensión total y corriente (ángulo de desfase):
Archivo:Triángulo impedancia bobina.PNG
Figura 9: triángulo de impedancias de un circuito serie RL.La expresión representa la oposición que ofrece el circuito al paso de la corriente alterna, a la que se denomina impedancia y se representa Z:
En forma polar
con lo que la impedancia puede considerarse como una magnitud compleja, cuyo valor, de acuerdo con el triángulo de la figura 9, es:
Obsérvese que la parte real resulta ser la componente resistiva y la parte imaginaria la inductiva.
[editar] Circuito serie RC
Figura 10: Circuito serie RC (a) y diagrama fasorial (b).Supongamos que por el circuito de la figura 10a circula una corriente
Como VR está en fase y VC retrasada 90º respecto a dicha corriente, se tendrá:
Archivo:Triángulo impedancia condensador.PNG
Figura 11: Triángulo de impedancias de un circuito serie RC.La tensión total V será igual a la suma fasorial de ambas tensiones,
Y de acuerdo con su diagrama fasorial (figura 10b) se tiene:
Al igual que en el apartado anterior la expresión es el módulo de la impedancia, ya que
lo que significa que la impedancia es una magnitud compleja cuyo valor, según el triángulo de la figura 11, es:
Obsérvese que la parte real resulta ser la componente resistiva y la parte imaginaria, ahora con signo negativo, la capacitiva.
[editar] Circuito serie RLC
Figura 12: Circuito serie RLC (a) y diagrama fasorial (b).Razonado de modo similar en el circuito serie RLC de la figura 12 llegaremos a la conclusión de que la impedancia Z tiene un valor de
siendo φ
En el diagrama se ha supuesto que el circuito era inductivo (), pero en general se pueden dar los siguientes casos:
: circuito inductivo, la intensidad queda retrasada respecto de la tensión (caso de la figura 12, donde φ es el ángulo de desfase).
: circuito capacitivo, la intensidad queda adelantada respecto de la tensión.
: circuito resistivo, la intensidad queda en fase con la tensión (en este caso se dice que hay resonancia).
[editar] Circuito serie general
Figura 13: asociaciones de impedancias: a) serie, b) paralelo y c) impedancia equivalente.Sean n impedancias en serie como las mostradas en la figura 13a, a las que se le aplica una tensión alterna V entre los terminales A y B lo que originará una corriente I. De acuerdo con la ley de Ohm:
donde es la impedancia equivalente de la asociación (figura 13c), esto es, aquella que conectada la misma tensión lterna, , demanda la misma intensidad, . Del mismo modo que para una asociación serie de resistencias, se puede demostrar que
lo que implica
y
[editar] Circuito paralelo general
Del mismo modo que en el apartado anterior, consideremos "n" impedancias en paralelo como las mostradas en la figura 13b, a las que se le aplica una tensión alterna "V" entre los terminales A y B lo que originará una corriente "I". De acuerdo con la ley de Ohm:
y del mismo modo que para una asociación paralelo de resistencias, se puede demostrar que
Para facilitar el cálculo en el análisis de circuitos de este tipo, se suele trabajar con admitancias en lugar de con impedancias.
[editar] Enlaces externos
Circuitos de Electrónica
Colección de circuitos prácticos completos (GNU)
Circuitos y Proyectos Electrónicos
Tutorial de Teoría de Circuitos de la Universidad de Valladolid
Circuitos eléctricos Endesa Educa
Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctrico"
Categoría: Circuitos electrónicos
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Se denomina circuito eléctrico a una serie de elementos o componentes eléctricos o electrónicos, tales como resistencias, inductancias, condensadores, fuentes, y/o dispositivos electrónicos semiconductores, conectados eléctricamente entre sí con el propósito de generar, transportar o modificar señales electrónicas o eléctricas. En la figura podemos ver un circuito eléctrico, sencillo pero completo, al tener las partes fundamentales:
Una fuente de energía eléctrica, en este caso la pila o batería.
Una aplicación, en este caso una lámpara incandescente.
Unos elementos de control o de maniobra, el interruptor.
Un instrumento de medida, el Amperímetro, que mide la intensidad de corriente.
El cableado y conexiones que completan el circuito.
Un circuito eléctrico tiene que tener estas partes, o ser parte de ellas.
Contenido
1 Clasificación
2 Partes de un circuito
3 Circuito analógico
4 Circuito digital
5 Circuitos de señal mixta
6 Circuitos de corriente continua
6.1 Divisor de tensión
6.2 Divisor de intensidad
6.3 Red con fuente única
6.3.1 Resolución
6.4 Red general
6.4.1 Resolución
6.5 Balance de potencias
6.5.1 Resolución
6.6 Circuitos serie RL y RC
7 Circuitos de corriente alterna
7.1 Circuito serie RL
7.2 Circuito serie RC
7.3 Circuito serie RLC
7.4 Circuito serie general
7.5 Circuito paralelo general
8 Enlaces externos
[editar] Clasificación
Los circuitos eléctricos se clasifican de la siguiente forma:
Por el tipo de señal:
De corriente continua
De corriente alterna
Mixtos
Por el tipo de régimen:
Periódico
Transitorio
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Por el tipo de componentes:
Eléctricos: Resistivos, inductivos, capacitivos y mixtos
Electrónicos: digitales, analógicos y mixtos
Por su configuración:
Serie
Paralelo
Mixto
[editar] Partes de un circuito
Figura 1: circuito ejemplo.Para analizar un circuito deben de conocerse los nombres de los elementos que lo forman. A continuación se indican los nombres más comunes, tomando como ejemplo el circuito mostrado en la figura 1.
Conductor: hilo de resistencia despreciable (idealmente cero) que une eléctricamente dos o más elementos.
Generador o fuente: elemento que produce electricidad. En el circuito de la figura 1 hay tres fuentes, una de intensidad, I, y dos de tensión, E1 y E2.
Nodo: punto de un circuito donde concurren varios conductores distintos. En la figura 1 se pueden ver cuatro nodos: A, B, D y E. Obsérvese que C no se ha tenido en cuenta ya que es el mismo nodo A al no existir entre ellos diferencia de potencial (VA - VC = 0).
Rama: conjunto de todos los elementos de un circuito comprendidos entre dos nodos consecutivos. En la figura 1 se hallan siete ramales: AB por la fuente, AB por R1, AD, AE, BD, BE y DE. Obviamente, por un ramal sólo puede circular una corriente.
[editar] Circuito analógico
Artículo principal: Circuito analógico
Muchas de las aplicaciones electrónicas analógicas, como los receptores de radio, se fabrican como un conjunto de unos cuantos circuitos más simples. Seguidamente se indican algunos ejemplos.
Multiplicador analógico
Amplificador electrónico
Filtro analógico
Oscilador electrónico
Lazo de seguimiento de fase
Temporizador
Conversor de potencia
Fuente de alimentación
Adaptador de impedancia
Amplificador operacional
Comparador
Mezclador electrónico
[editar] Circuito digital
Artículo principal: Circuito digital
Las computadoras, los relojes electrónicos o los controladores lógicos programables, usados para controlar procesos industriales, son ejemplos de dispositivos que se fabrican con circuitos digitales.
La estructura de los circuitos digitales no difieren mucho de los analógicos pero su diferencia fundamental es que trabajan con señales discretas con dos únicos valores posibles. Seguidamente se indican varios ejemplos de bloques básicos y familias lógicas.
Bloques:
Puerta lógica
Biestable
Contador
Registro
Multiplexor
Disparador Schmitt
Dispositivos integrados:
Microprocesador
Microcontrolador
DSP
FPGA
Familias Lógicas:
RTL
DTL
TTL
CMOS
ECL
[editar] Circuitos de señal mixta
Artículo principal: Circuitos de señal mixta
Este tipo de circuitos, también conocidos como circuitos híbridos, contienen componentes analógicos y digitales, y se están haciendo cada vez más comunes. Los conversores analógico-digital y los conversores digital-analógico son los principales ejemplos.
[editar] Circuitos de corriente continua
Figura 2: circuitos divisores de tensión, a), y de intensidad, b).En este punto se describirán los principales circuitos en corriente continua así como su análisis, esto es, el cálculo de las intensidades, tensiones o potencias.
[editar] Divisor de tensión
Dos o más resistencias conectadas en serie forman un divisor de tensión. De acuerdo con la segunda ley de Kirchhoff o ley de las mallas, la tensión total es suma de las tensiones parciales en cada resistencia, por lo que seleccionando valores adecuados de las mismas, se puede dividir una tensión en los valores más pequeños que se deseen. La tensión Vi en bornes de la resistencia Ri, en un divisor de tensión de n resistencias cuya tensión total es V, viene dada por:
En el caso particular de un divisor de dos resistencias (figura 2 a), es posible determinar las tensiones en bornes de cada resistencia, VAB y VBC, en función de la tensión total, VAC, sin tener que calcular previamente la intensidad. Para ello se utilizan las siguientes ecuaciones de fácil deducción:
Este caso es el que se presenta, por ejemplo, a la hora de ampliar la escala de un voltímetro, donde R1 sería la resistencia de la bobina voltimétrica y R2 la resistencia de ampliación de escala.
[editar] Divisor de intensidad
Dos o más resistencias conectadas en paralelo forman un divisor de intensidad. De acuerdo con la primera ley de Kirchhoff o ley de los nudos, la corriente que entra en un nudo es igual a la suma de las corrientes que salen. Seleccionando valores adecuados de resistencias se puede dividir una corriente en los valores más pequeños que se deseen.
En el caso particular de un divisor de dos resistencias (figura 2 b), es posible determinar las corrientes parciales que circulan por cada resistencia, I1 e I2, en función de la corriente total, I, sin tener que calcular previamente la caída de tensión en la asociación. Para ello se utilizan las siguientes ecuaciones de fácil deducción:
Este caso es el que se presenta, por ejemplo, a la hora de ampliar la escala de un amperímetro, donde R1 sería la resistencia de la bobina amperimétrica y R2 la resistencia shunt.
[editar] Red con fuente única
Figura 3: ejemplo de circuito resistivo de fuente única.Se trata de una red de resistencias alimentadas con una sola fuente (figura 3). Para su análisis se seguirán, en general, los siguientes pasos:
Se calcula la resistencia equivalente de la asociación.
Se calcula la intensidad, I, que suministra la fuente,
Se calculan las intensidades y tensiones parciales.
A modo de ejemplo de lo expuesto, se analizará el circuito de la figura 3 su poniendo los siguientes valores:
[editar] Resolución
1. Sea RABC la resistencia equivalente de la rama superior del circuito
Y denominando Re a la resistencia equivalente:
2. A partir de la ley de Ohm se determina la intensidad, I, que proporciona la fuente:
3. A partir de la ley de Ohm:
R3 y R4 forman un divisor de intensidad para I1, por lo tanto
[editar] Red general
Figura 4: ejemplo de red general: circuito de dos mallas.En el caso más general, el circuito podrá tener más de una fuente. El análisis clásico de este tipo de redes se realiza obteniendo, a partir de las leyes de Kirchhoff, un sistema de ecuaciones donde las incógitas serán las corrientes que circulan por cada rama. En general, el proceso a seguir será el siguiente:
Se dibujan y nombran de modo arbitrario las corrientes que circulan por cada rama.
Se obtiene un sistema de tantas ecuaciones como intensidades haya. Las ecuaciones se obtendrán a partir de:
Se aplica la primera ley tantas veces como nudos haya menos uno.
Se aplica la segunda ley a todas las mallas.
Como ejemplo, se analizará el circuito de la figura 4 considerando los siguientes valores:
[editar] Resolución
Se consideran las intensidades dibujadas en el circuito.
En el nudo A se cumple:
Y sumando las tensiones en ambas mallas (vea como determinar la polaridad de la caída de tensión de una resistencia en d. d. p.):
Dados los valores conocidos, tenemmos:
Ordenando las ecuaciones se obtiene el siguiente sistema
Cuyas soluciones son:
donde el valor negativo de I3 indica que la corriente circula en dirección contraria a como se ha dibujado en el circuito.
En análisis de circuitos se puede observar el método de las mallas que no simplifica el análisis de circuitos de este tipo.
[editar] Balance de potencias
Figura 5: Balance de potencias.Por balance de potencias de un circuito eléctrico se entiende la comprobación de que la suma algebraica de las potencias que generan o "absorben" las fuentes es igual a la suma de potencias que disipan los elementos pasivos. Para ello es necesario analizar previamente el circuito, esto es, determinar las corrientes que circulan por cada una de sus ramas así como las caídas de tensión en bornes de las fuentes de intensidad si las hubiere. Como ejemplo, se realizará el balance de potencias del circuito de la figura 5 considerando los siguientes valores:
[editar] Resolución
Aplicando la primera ley de Kirchhoff al nudo A y la segunda a la malla de la izquierda, se obtiene:
Operando se obtiene:
y la tensión en bornes de la fuente de intensidad
Terminado el análisis, se realiza el balance de potencias cuyos resultados se presentan en la siguiente tabla.
Elementos activos Elementos pasivos
[editar] Circuitos serie RL y RC
Figura 6: Circuitos serie RL (superior) y RC (inferior) en CC.
Figura 7: Comportamiento de los circuitos serie RL y RC en CC.Los circuitos serie RL y RC (figura 6) tienen un comportamiento similar en cuanto a su respuesta en corriente y en tensión, respectivamente.
Al cerrar el interruptor S en el circuito serie RL, la bobina crea una fuerza electromotriz (f.e.m.) que se opone a la corriente que circula por el circuito, denominada por ello fuerza contraelectromotriz. Como consecuencia de ello, en el mismo instante de cerrar el interruptor (t0 en la figura 7) la intensidad será nula e irá aumentando exponencialmente hasta alcanzar su valor máximo, Io = E / R (de t0 a t1). Si a continuación, en el mismo instante de abrir S (t2 en la figura 7) se hará corto circuito en la red RL, el valor de Io no desaparecería instantáneamente, sino que iría disminuyendo de forma exponencial hasta hacerse cero (de t2 a t3).
Por otro lado, en el circuito serie RC, al cerrar el interruptor S (t0 en la figura 7), el condensador comienza a cargarse, aumentando su tensión exponencialmente hasta alcanzar su valor máximo E0 (de t0 a t1), que coincide con el valor de la f.e.m. E de la fuente. Si a continuación, en el mismo instante de abrir S (t2 en la figura 7) se hará corto circuito en la red RC, el valor de Eo no desaparecería instantáneamente, sino que iría disminuyendo de forma exponencial hasta hacerse cero (de t2 a t3).
En ambos circuitos se da por lo tanto dos tipos de régimen de funcionamiento (figura 7):
Transitorio: desde t0 a t1 (carga) y desde t2 a t3 (descarga)
Permanente: desde t1 a t2
La duración del régimen transitorio depende, en cada circuito, de los valores de la resistencia, R, la capacidad, C, del condensador y de la autoinductancia, L de la bobina. El valor de esta duración se suele tomar como 5τ, donde τ es la denominada constante de tiempo, siendo su valor en cada circuito:
Si R está en ohmios, C en faradios y L en henrios, τ estará en segundos.
Matemáticamente se pueden obtener las ecuaciones en régimen transitorio de cada circuito que se muestran en la siguiente tabla:
Carga en RL Descarga en RL Carga en RC Descarga en RC
[editar] Circuitos de corriente alterna
En el presente apartado se verán las caraterísticas de los circuitos básicos de CA senoidal que están formados por los componentes eléctricos fundamentales: resistencia, bobina y condensador (ver previamente su comportamiento en DC). En cuanto a su análisis, todo lo visto en los circuitos de corriente continua es válido para los de alterna con la salvedad que habrá que operar con números complejos en lugar de con reales. Además se deberán tener en cuenta las siguientes condiciones:
Todas las fuentes deben ser sinusoidales y tener la misma frecuencia o pulsación.
Debe estar en régimen estacionario, es decir, una vez que los fenómenos transitorios que se producen a la conexión del circuito se hayan atenuado completamente.
Todos los componentes del circuito deben ser lineales, o trabajar en un régimen tal que puedan considerarse como lineales. Los circuitos con diodos están excluidos y los resultados con inductores con núcleo ferromagnético serán solo aproximaciones.
[editar] Circuito serie RL
Figura 8: circuito serie RL (a) y diagrama fasorial (b).Supongamos que por el circuito de la figura 8a circula una corriente
Como VR está en fase y VL adelantada 90º respecto a dicha corriente, se tendrá:
Sumando fasorialmente ambas tensiones obtendremos la total V:
donde, y de acuerdo con el diagrama fasorial de la figura 8b, V es el módulo de la tensión total:
y φ el águlo que forman los fasores tensión total y corriente (ángulo de desfase):
Archivo:Triángulo impedancia bobina.PNG
Figura 9: triángulo de impedancias de un circuito serie RL.La expresión representa la oposición que ofrece el circuito al paso de la corriente alterna, a la que se denomina impedancia y se representa Z:
En forma polar
con lo que la impedancia puede considerarse como una magnitud compleja, cuyo valor, de acuerdo con el triángulo de la figura 9, es:
Obsérvese que la parte real resulta ser la componente resistiva y la parte imaginaria la inductiva.
[editar] Circuito serie RC
Figura 10: Circuito serie RC (a) y diagrama fasorial (b).Supongamos que por el circuito de la figura 10a circula una corriente
Como VR está en fase y VC retrasada 90º respecto a dicha corriente, se tendrá:
Archivo:Triángulo impedancia condensador.PNG
Figura 11: Triángulo de impedancias de un circuito serie RC.La tensión total V será igual a la suma fasorial de ambas tensiones,
Y de acuerdo con su diagrama fasorial (figura 10b) se tiene:
Al igual que en el apartado anterior la expresión es el módulo de la impedancia, ya que
lo que significa que la impedancia es una magnitud compleja cuyo valor, según el triángulo de la figura 11, es:
Obsérvese que la parte real resulta ser la componente resistiva y la parte imaginaria, ahora con signo negativo, la capacitiva.
[editar] Circuito serie RLC
Figura 12: Circuito serie RLC (a) y diagrama fasorial (b).Razonado de modo similar en el circuito serie RLC de la figura 12 llegaremos a la conclusión de que la impedancia Z tiene un valor de
siendo φ
En el diagrama se ha supuesto que el circuito era inductivo (), pero en general se pueden dar los siguientes casos:
: circuito inductivo, la intensidad queda retrasada respecto de la tensión (caso de la figura 12, donde φ es el ángulo de desfase).
: circuito capacitivo, la intensidad queda adelantada respecto de la tensión.
: circuito resistivo, la intensidad queda en fase con la tensión (en este caso se dice que hay resonancia).
[editar] Circuito serie general
Figura 13: asociaciones de impedancias: a) serie, b) paralelo y c) impedancia equivalente.Sean n impedancias en serie como las mostradas en la figura 13a, a las que se le aplica una tensión alterna V entre los terminales A y B lo que originará una corriente I. De acuerdo con la ley de Ohm:
donde es la impedancia equivalente de la asociación (figura 13c), esto es, aquella que conectada la misma tensión lterna, , demanda la misma intensidad, . Del mismo modo que para una asociación serie de resistencias, se puede demostrar que
lo que implica
y
[editar] Circuito paralelo general
Del mismo modo que en el apartado anterior, consideremos "n" impedancias en paralelo como las mostradas en la figura 13b, a las que se le aplica una tensión alterna "V" entre los terminales A y B lo que originará una corriente "I". De acuerdo con la ley de Ohm:
y del mismo modo que para una asociación paralelo de resistencias, se puede demostrar que
Para facilitar el cálculo en el análisis de circuitos de este tipo, se suele trabajar con admitancias en lugar de con impedancias.
[editar] Enlaces externos
Circuitos de Electrónica
Colección de circuitos prácticos completos (GNU)
Circuitos y Proyectos Electrónicos
Tutorial de Teoría de Circuitos de la Universidad de Valladolid
Circuitos eléctricos Endesa Educa
Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctrico"
Categoría: Circuitos electrónicos
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Historia de la electricidad
Michael Faraday relacionó el magnetismo con la electricidad.
Configuración electrónica del átomo de cobre. Sus propiedades conductoras se deben a la facilidad de circulación que tiene su electrón más exterior (4s).
La historia de la electricidad como rama de la física comenzó con observaciones aisladas y simples especulaciones o intuiciones médicas, como el uso de peces eléctricos en enfermedades como la gota y el dolor de cabeza, u objetos arqueológicos de interpretación discutible (la batería de Bagdad).[8] Tales de Mileto fue el primero en observar los fenómenos eléctricos cuando, al frotar una barra de ámbar con un paño, notó que la barra podía atraer objetos livianos.[2] [4]
Mientras la electricidad era todavía considerada poco más que un espectáculo de salón, las primeras aproximaciones científicas al fenómeno fueron hechas en los siglos XVII y XVIII por investigadores sistemáticos como Gilbert, von Guericke, Henry Cavendish, Du Fay, van Musschenbroek y Watson. Estas observaciones empiezan a dar sus frutos con Galvani, Volta, Coulomb y Franklin, y, ya a comienzos del siglo XIX, con Ampère, Faraday y Ohm. No obstante, el desarrollo de una teoría que unificara la electricidad con el magnetismo como dos manifestaciones de un mismo fenómeno no se alcanzó hasta la formulación de las ecuaciones de Maxwell (1861-1865).
Los desarrollos tecnológicos que produjeron la primera revolución industrial no hicieron uso de la electricidad. Su primera aplicación práctica generalizada fue el telégrafo eléctrico de Samuel Morse (1833), que revolucionó las telecomunicaciones. La generación masiva de electricidad comenzó cuando, a fines del siglo XIX, se extendió la iluminación eléctrica de las calles y las casas. La creciente sucesión de aplicaciones que esta disponibilidad produjo hizo de la electricidad una de las principales fuerzas motrices de la segunda revolución industrial. Más que de grandes teóricos, como Lord Kelvin, fue éste el momento de grandes inventores como Gramme, Westinghouse, von Siemens y Alexander Graham Bell. Entre ellos destacaron Nikola Tesla y Thomas Alva Edison, cuya revolucionaria manera de entender la relación entre investigación y mercado capitalista convirtió la innovación tecnológica en una actividad industrial. Tesla, un inventor serbio-americano, descubrió el principio del campo magnético rotatorio en 1882, que es la base de la maquinaria de corriente alterna. También inventó el sistema de motores y generadores de corriente alterna polifásica que da energía a la sociedad moderna.
El alumbrado artificial modificó la duración y distribución horaria de las actividades individuales y sociales, de los procesos industriales, del transporte y de las telecomunicaciones. Lenin definió el socialismo como la suma de la electrificación y el poder de los soviets.[9] La sociedad de consumo que se creó en los países capitalistas dependió (y depende) en gran medida del uso doméstico de la electricidad.
El desarrollo de la mecánica cuántica durante la primera mitad del siglo XX sentó las bases para la comprensión del comportamiento de los electrones en los diferentes materiales. Estos saberes, combinados con las tecnologías desarrolladas para las transmisiones de radio, permitieron el desarrollo de la electrónica, que alcanzaría su auge con la invención del transistor. El perfeccionamiento, la miniaturización, el aumento de velocidad y la disminución de costo de las computadoras durante la segunda mitad del siglo XX fue posible gracias al buen conocimiento de las propiedades eléctricas de los materiales semiconductores. Esto fue esencial para la conformación de la sociedad de la información de la tercera revolución industrial, comparable en importancia con la generalización del uso de los automóviles.
Los problemas de almacenamiento de electricidad, su transporte a largas distancias y la autonomía de los aparatos móviles alimentados por electricidad todavía no han sido resueltos de forma eficiente. Asimismo, la multiplicación de todo tipo de aplicaciones prácticas de la electricidad ha sido —junto con la proliferación de los motores alimentados con destilados del petróleo— uno de los factores de la crisis energética de comienzos del siglo XXI. Esto ha planteado la necesidad de nuevas fuentes de energía, especialmente las renovables.
Michael Faraday relacionó el magnetismo con la electricidad.
Configuración electrónica del átomo de cobre. Sus propiedades conductoras se deben a la facilidad de circulación que tiene su electrón más exterior (4s).
La historia de la electricidad como rama de la física comenzó con observaciones aisladas y simples especulaciones o intuiciones médicas, como el uso de peces eléctricos en enfermedades como la gota y el dolor de cabeza, u objetos arqueológicos de interpretación discutible (la batería de Bagdad).[8] Tales de Mileto fue el primero en observar los fenómenos eléctricos cuando, al frotar una barra de ámbar con un paño, notó que la barra podía atraer objetos livianos.[2] [4]
Mientras la electricidad era todavía considerada poco más que un espectáculo de salón, las primeras aproximaciones científicas al fenómeno fueron hechas en los siglos XVII y XVIII por investigadores sistemáticos como Gilbert, von Guericke, Henry Cavendish, Du Fay, van Musschenbroek y Watson. Estas observaciones empiezan a dar sus frutos con Galvani, Volta, Coulomb y Franklin, y, ya a comienzos del siglo XIX, con Ampère, Faraday y Ohm. No obstante, el desarrollo de una teoría que unificara la electricidad con el magnetismo como dos manifestaciones de un mismo fenómeno no se alcanzó hasta la formulación de las ecuaciones de Maxwell (1861-1865).
Los desarrollos tecnológicos que produjeron la primera revolución industrial no hicieron uso de la electricidad. Su primera aplicación práctica generalizada fue el telégrafo eléctrico de Samuel Morse (1833), que revolucionó las telecomunicaciones. La generación masiva de electricidad comenzó cuando, a fines del siglo XIX, se extendió la iluminación eléctrica de las calles y las casas. La creciente sucesión de aplicaciones que esta disponibilidad produjo hizo de la electricidad una de las principales fuerzas motrices de la segunda revolución industrial. Más que de grandes teóricos, como Lord Kelvin, fue éste el momento de grandes inventores como Gramme, Westinghouse, von Siemens y Alexander Graham Bell. Entre ellos destacaron Nikola Tesla y Thomas Alva Edison, cuya revolucionaria manera de entender la relación entre investigación y mercado capitalista convirtió la innovación tecnológica en una actividad industrial. Tesla, un inventor serbio-americano, descubrió el principio del campo magnético rotatorio en 1882, que es la base de la maquinaria de corriente alterna. También inventó el sistema de motores y generadores de corriente alterna polifásica que da energía a la sociedad moderna.
El alumbrado artificial modificó la duración y distribución horaria de las actividades individuales y sociales, de los procesos industriales, del transporte y de las telecomunicaciones. Lenin definió el socialismo como la suma de la electrificación y el poder de los soviets.[9] La sociedad de consumo que se creó en los países capitalistas dependió (y depende) en gran medida del uso doméstico de la electricidad.
El desarrollo de la mecánica cuántica durante la primera mitad del siglo XX sentó las bases para la comprensión del comportamiento de los electrones en los diferentes materiales. Estos saberes, combinados con las tecnologías desarrolladas para las transmisiones de radio, permitieron el desarrollo de la electrónica, que alcanzaría su auge con la invención del transistor. El perfeccionamiento, la miniaturización, el aumento de velocidad y la disminución de costo de las computadoras durante la segunda mitad del siglo XX fue posible gracias al buen conocimiento de las propiedades eléctricas de los materiales semiconductores. Esto fue esencial para la conformación de la sociedad de la información de la tercera revolución industrial, comparable en importancia con la generalización del uso de los automóviles.
Los problemas de almacenamiento de electricidad, su transporte a largas distancias y la autonomía de los aparatos móviles alimentados por electricidad todavía no han sido resueltos de forma eficiente. Asimismo, la multiplicación de todo tipo de aplicaciones prácticas de la electricidad ha sido —junto con la proliferación de los motores alimentados con destilados del petróleo— uno de los factores de la crisis energética de comienzos del siglo XXI. Esto ha planteado la necesidad de nuevas fuentes de energía, especialmente las renovables.
introduccion
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La electricidad (del griego elektron, cuyo significado es ámbar) es un fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros[1] [2] [3] [4] , en otras palabras es el flujo de electrones. Se puede observar de forma natural en fenómenos atmosféricos, por ejemplo los rayos, que son descargas eléctricas producidas por la transferencia de energía entre la ionosfera y la superficie terrestre (proceso complejo del que los rayos solo forman una parte). Otros mecanismos eléctricos naturales los podemos encontrar en procesos biológicos, como el funcionamiento del sistema nervioso. Es la base del funcionamiento de muchas máquinas, desde pequeños electrodomésticos hasta sistemas de gran potencia como los trenes de alta velocidad, y asimismo de todos los dispositivos electrónicos.[5] Además es esencial para la producción de sustancias químicas como el aluminio y el cloro.
También se denomina electricidad a la rama de la física que estudia las leyes que rigen el fenómeno y a la rama de la tecnología que la usa en aplicaciones prácticas. Desde que, en 1831, Faraday descubriera la forma de producir corrientes eléctricas por inducción —fenómeno que permite transformar energía mecánica en energía eléctrica— se ha convertido en una de las formas de energía más importantes para el desarrollo tecnológico debido a su facilidad de generación y distribución y a su gran número de aplicaciones.
La electricidad en una de sus manifestaciones naturales: el relámpago.
La electricidad es originada por las cargas eléctricas, en reposo o en movimiento, y las interacciones entre ellas. Cuando varias cargas eléctricas están en reposo relativo se ejercen entre ellas fuerzas electrostáticas. Cuando las cargas eléctricas están en movimiento relativo se ejercen también fuerzas magnéticas. Se conocen dos tipos de cargas eléctricas: positivas y negativas. Los átomos que conforman la materia contienen partículas subatómicas positivas (protones), negativas (electrones) y neutras (neutrones). También hay partículas elementales cargadas que en condiciones normales no son estables, por lo que se manifiestan sólo en determinados procesos como los rayos cósmicos y las desintegraciones radiactivas.[6]
La electricidad y el magnetismo son dos aspectos diferentes de un mismo fenómeno físico, denominado electromagnetismo, descrito matemáticamente por las ecuaciones de Maxwell. El movimiento de una carga eléctrica produce un campo magnético, la variación de un campo magnético produce un campo eléctrico y el movimiento acelerado de cargas eléctricas genera ondas electromagnéticas (como en las descargas de rayos que pueden escucharse en los receptores de radio AM).[7]
Debido a las crecientes aplicaciones de la electricidad como vector energético, como base de las telecomunicaciones y para el procesamiento de información, uno de los principales desafíos contemporáneos es generarla de modo más eficiente y con el mínimo impacto ambiental.
También se denomina electricidad a la rama de la física que estudia las leyes que rigen el fenómeno y a la rama de la tecnología que la usa en aplicaciones prácticas. Desde que, en 1831, Faraday descubriera la forma de producir corrientes eléctricas por inducción —fenómeno que permite transformar energía mecánica en energía eléctrica— se ha convertido en una de las formas de energía más importantes para el desarrollo tecnológico debido a su facilidad de generación y distribución y a su gran número de aplicaciones.
La electricidad en una de sus manifestaciones naturales: el relámpago.
La electricidad es originada por las cargas eléctricas, en reposo o en movimiento, y las interacciones entre ellas. Cuando varias cargas eléctricas están en reposo relativo se ejercen entre ellas fuerzas electrostáticas. Cuando las cargas eléctricas están en movimiento relativo se ejercen también fuerzas magnéticas. Se conocen dos tipos de cargas eléctricas: positivas y negativas. Los átomos que conforman la materia contienen partículas subatómicas positivas (protones), negativas (electrones) y neutras (neutrones). También hay partículas elementales cargadas que en condiciones normales no son estables, por lo que se manifiestan sólo en determinados procesos como los rayos cósmicos y las desintegraciones radiactivas.[6]
La electricidad y el magnetismo son dos aspectos diferentes de un mismo fenómeno físico, denominado electromagnetismo, descrito matemáticamente por las ecuaciones de Maxwell. El movimiento de una carga eléctrica produce un campo magnético, la variación de un campo magnético produce un campo eléctrico y el movimiento acelerado de cargas eléctricas genera ondas electromagnéticas (como en las descargas de rayos que pueden escucharse en los receptores de radio AM).[7]
Debido a las crecientes aplicaciones de la electricidad como vector energético, como base de las telecomunicaciones y para el procesamiento de información, uno de los principales desafíos contemporáneos es generarla de modo más eficiente y con el mínimo impacto ambiental.
3/5/10
industria electronica
les doy un saludo a todos y los invito a mirar el blog donde hay cosas interesantes sobre la electricidad
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