MATERIA

DEFINICON DE  LA MATERIA

Todo en el universo está hecho de materia.

 La materia puede ser definida como todo lo que ocupa espacio y tiene masa.

La materia se puede encontrar en forma de sólido, líquido o gas.  No obstante, estos estados están condicionados a una temperatura relativa.  El agua se encuentra usualmente en forma líquida.  Aunque el agua puede fácilmente cambiar a sólido o  vapor modificando su temperatura.  La materia puede ser descrita por su color, sabor y textura, aunque estas son sólo características observables y pueden no identificar verdaderamente una sustancia.
Para verificar verdaderamente una sustancia, ésta debe ser dividida en partes pequeñas.  La sustancia debe ser descrita en términos de su estructura atómica.  Sólo entonces  sus características pueden ser verdaderamente definidas e identificadas.
Una sustancia ha sido dividida en su forma más pura cuando se descompone y cambia sus características atómicas.  Esta forma se denomina elemento.  Existen más de 100 elementos.  La mayoría de  ellos existe naturalmente en nuestro universo.  Algunos de los elementos no existen naturalmente y han sido creados en laboratorios.  Algunos ejemplos comunes de estos elementos que existen naturalmente son el acero, cobre, oro, aluminio, carbón y oxígeno.
Si dos o más de estos elementos son mezclados, se crea un compuesto.  Un compuesto puede ser reducido a sus elementos individuales.

La estructura de la materia está compuesta como se indica a continuación.

Característica de la molécula y átomo

• Molécula : El átomo esta compuesto por materia siendo ésta la unidad mínima indivisible.
• Átomo : Es el material que no se divide sin importar su naturaleza. El átomo se forma del nuevo elemento otra vez, y su estructura es como se muestra en la figura.
• Protones : ubicados en el núcleo de átomo son las partículas cargadas positivamente (+).
• Neutrones : ubicados también en el núcleo, no tienen carga eléctrica y son eléctricamente neutros.
• Electrones : son las partículas que orbitan el núcleo y tienen carga negativa   (-).

Los electrones se mueven o fluyen  porque es posible que un átomo gane o pierda electrones en ciertas circunstancias.
Los electrones que han sido liberados desde un átomo se llaman electrones libres.
La pérdida de un electrón significa que el átomo tiene un protón extra, que resulta en una carga más positiva que negativa.  Los átomos cargados positivamente atraen a los electrones libres a reemplazar los que se perdieron.
Si un átomo gana un electrón extra, tendrá una carga negativa.  El átomo repelerá otras partículas cargadas negativamente y liberará fácilmente este electrón extra si es atraído por un átomo cargado positivamente.
Para entender mejor esto, piense en una línea de autos en tránsito por una carretera.  Cuando un auto se desvía, un espacio está disponible.  Cuando un espacio está disponible, otro auto, que quiere ingresar, lo ve y es atraído a éste y lo ocupa. Este movimiento o flujo de electrones libres de un átomo a otro se denomina electricidad o corriente eléctrica.

Ionización

El número de electrones y protones que conforman un átomo en particular son normalmente de igual cantidad.
Esta igualdad numérica produce un efecto de cancelación entre la carga positiva y la negativa.
La estructura atómica de cada elemento puede ser descrita como la posesión de un número fijo de electronces en órbita.
Usualmente, un átomo permanece en su estado normal a menos que se energice por alguna fuerza exterior, tal como, calor,fricción o bombardeo de otros electrones.
Cuando se agrega energía a un átomo éste se excita. Si la fuerza exterior es lo suficientemente grande,  los electrones en los átomos que circundan los anillos exteriores u órbitas pueden dejar su órbita.  La fuerza con que estos átomos están ligados a los electrones externos depende del elemento y del número de electrones en la órbita externa.  Si el electrón deja la órbita exterior, el átomo pierde su balance eléctrico.

Cuando el electrón deja la órbita externa.  El átomo es ionizado.  Un átomo que pierde un electrón de su órbita externa tiene más protones.  El átomo se transforma en un Ion positivo y proyecta características de carga positiva.
Cuando un átomo gana un electrón extra se transforma en un Ion negativo.  Los iones negativos proyectan características de carga negativa.

Campo Electrostático

El campo o fuerza que rodea la estructura se llama campo electrostático.  Este campo exhibe una carga positiva o negativa dependiendo de la ganancia o pérdida de electrones.  Dos masas cargadas se muestran en la Figura de la izquierda.  La línea representa los campos electrostáticos de polaridad opuesta y la fuerza de atracción existente entre las masas.
En la Figura de la derecha, se muestran dos masas cargadas  de igual polaridad.  Una fuerza repulsiva existe en las masas cargadas debido a los campos electrostáticos.  El campo más fuerte está estrechamente ligado al cuerpo con más carga.  La fuerza del campo es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.

Flujo de Electrones

Cuando se unen dos campos electrostáticos, los electrones fluyen desde la masa con un exceso de electrones a la masa con dificulta de electrones.

La Figura muestra este principio.  El de flujo de electrones del cuerpo que está negativamente cargado hacia el cuerpo positivamente cargado y que tiene una deficiencia de electrones.  Esta transferencia de electrones puede ser lograda tocando los dos cuerpos o conectándolos con un material que ayude al flujo de electrones entre los dos cuerpos.  Este elemento de conexión es conocido como conductor puesto que conduce electricidad.

Movimiento de Electrón

El flujo actual de corriente a través del circuito se basa en el principio que usted ha aprendido en estos momentos.  Como usted vio anteriormente, los átomos normales tienen un número igual de protones y electrones.  Esto hace al átomo eléctricamente neutro.  No obstante, es posible que un átomo gane o pierda electrones.  Si un átomo normal pierde un electrón esto significa que el átomo tiene un protón extra.  Puesto que existen más cargas positivas que negativas, el átomo tiene una carga positiva.  En caso de que un átomo gane un electrón extra, éste tendrá una carga negativa.

Los electrones de las orbitas más externas son a veces retenidos libremente desde el núcleo como un planeta distante al sol.  Pueden ocurrir colisiones, que resultan en la conducción de ciertos electrones fuera de su ruta normal y expulsadas del material.  Éstos se denominan electrones libres.

Algunos átomos ganan o pierden electrones más fácilmente que otros.  Estos son llamados conductores.

Los Átomos de Cobre, por ejemplo, abandonan los electrones muy fácilmente.  Los átomos en materiales como el plástico o goma no abandonan los electrones totalmente, lo que los convierte en excelentes aisladores.

DEFINICION DE LA ELECTRICIDAD

Retomando lo anterior de materia podemos definir que la electricidad es la interacción entre los atomos de dos puntos, originados por el intercambio de electrones entre estos, tambien se puede definir que es le fenomeno fisico asociadas a cargas electricas estatica o en movimiento, estos efectos se pueden observar en diversos acontecimientos naturales,como suceden en los relampagos,chispas electricas de gran magnitud que se generar apartir de nubes.  

DEFINICION DE VOLTAJE

El voltaje, tensión o diferencia de potencial es la presión que ejerce una fuente de suministro de energía eléctrica o fuerza electromotriz (FEM) sobre las cargas eléctricas o electrones en un circuito eléctrico cerrado, para que se establezca el flujo de una corriente eléctrica.

A mayor diferencia de potencial o presión que ejerza una fuente de FEM sobre las cargas eléctricas o electrones contenidos en un conductor, mayor será el voltaje o tensión existente en el circuito al que corresponda ese conductor.



En otras palabras, el voltaje, tensión o diferencia de potencial es el impulso que necesita una carga eléctrica para que pueda fluir por el conductor de un circuito eléctrico cerrado. Este movimiento de las cargas eléctricas por el circuito se establece a partir del polo negativo de la fuente de FEM hasta el polo positivo de la propia fuente.

Si se conectan con un cable dos elementos, de distinta naturaleza, cargados eléctricamente, la corriente circula debido a que hay diferencia de potencial eléctrico entre los dos cuerpos cargados.

• Se sabe que la diferencia eléctrica es el potencial eléctrico
• Se sabe que la presión o el potencial de avance es el voltaje.
• Debido a que hay diferencia del potencial eléctrico, existe la fuerza electromotriz.

El voltaje (V) es la unidad eléctrica usada para expresar la cantidad de presión eléctrica presente o la cantidad de fuerza eléctrica producida por la acción química dentro de la batería.

Símbolo: E    Unidad de Voltaje: V

1 volt: Cuando 1 Columbo de carga eléctrica se mueve hacia un cuerpo cargado y trabaja con 1 joule, en dos puntos cargados del cuerpo entre las diferencias de potencial.

 E = W (joule) / Q(columbio) Volt1 volt: 0.001

 W: Energía eléctrica1 volt : 1.000mV
Q: Cantidad de carga eléctrica1kV : 1.000 v

DEFINICION DE CORRIENTE ELETRICA

Ya que los electrones libres están cargados negativamente, se repelen unos a otros.  Si existe un exceso de electrones en un área y una disminución en otra, los electrones fluirán hacia la de menor cantidad y luego tratarán de alejarse unos de otros.  Cuando sucede este movimiento, un flujo o corriente de electrones se crea.  La corriente continúa hasta que los electrones se separen.
La corriente puede ser descrita como una relación de flujo de electrones. 

El flujo de electrones posee una similitud con el flujo de agua en una tubería.  Mientras más grande es la tubería mayor es la capacidad de fluido.

Esto significa que el flujo de corriente es mayor si el número de electrones que se mueve es mayor, con esto las turbinas en el agua se mueven, como se observa en la figura.

Como conclusión, la transferencia de electrones es un flujo de corriente y puede hablarse de la intensidad de corriente según la cantidad de transferencia de electrones.
Representación de la corriente: El ampere se expresa usando la letra I.  Este describe la relación de flujo de los electrones en un punto dado en un circuito.

Unidad de corriente: A (Ampere)

Corriente Electrica  Continua  (C.C o DC)

la corriente eletrica es la que no varia ni en manitud ni en sentido.Su simbolo es

Corriente Electrica Alterna (C:A o A.C)

Es  la corriente eletrica que varia en intervalos periodicos en manitud y sentido.Su simbolo es ua senoseidal como se observa en la grafica.

El cambio de sentido y dirreccion depende de la forma en que se genera la corriente alterna,cuando una bobina gira en el interiror de un campo magnetico, de manera de que cada onda o sinusoide corresponde a un giro (revolicionado) completo de dicha bobina.

En las instalacines residenciales la corriente alterna se usa praticamente en el 100% de las necesidades, por las innumerables ventaas que ofrece: mayor facilidad para su trasformacion, mas economica; tiene mas versativilidad para algunas aplicaciones,etc.

CARACTERISTICAS DE LA CORRIENTE ALTERNA

• Ciclo : Es la variacon completa de la tension y/o corriente de 0 a un valor maximo positivo,luego 0, a un valor maximo negativo.
• Frecuencia : Es el numero de cilcos que se producen en un segundo (cps). Su unidad es el hertz (HZ),que equivale a un ciclo por segundo. se representa con la letra F. en Colombia la frecuencia usa es de 60HZ.
• Longitud de onda : Es la distancia (en linia recta) que puede recorre la corriente durante el tiempo que dura el ciclo.
• Amplitud : Es la distancia que hay entre 0 y un valor maximo (Positivo  o Negativo). en otras palabras es el valor maximo que alcansa la corriente o tension.

• En este video se explica  la carateristica de la corriente alterna que hemos mencinado anteriormente.

http://www.youtube.com/watch?v=px8qwS0ZHw8&feature=channel



• Fase : Es la relacion de tiempo en tres ondas que representan tension, corriente o tensiones y corriente, independiente de sus manintud. 

• Ondas en fase : dos ondas estan en fase cuando comienzan y terminan al mismo tiempo, o bien cuando sus valores maximos se prodecen simultaneamente.

• Desfase o diferencia de fases : se dice que dos ondas (que tiene la misma longitud, no necesariamamete la misma amplitud) estan desfasadas cuando sus valores maximos no se producen al mismo tiempo. depende del retraso o adelante de una onda con repecto ala otra.  



En esta gráfica se tiene que la fase de la señal (i) es de adelanto e igual a 100° y de la

señal (v) es de atraso e igual a -10°. Por tanto la relación de fase es:

Rθ = 100° - (-10°) = 110°

Esto quiere decir que la señal (i) está adelantada 110° respecto a (v) o que la señal (v)

está atrasada 110° respecto a (i).

VALORES DE LA CORRIENTE ALTERNA

La corriente alterna, por naturalesa esta variando costantemente su magnitud, esto da origen a diferentes tipos de valores.

• Valor Instantaneo : Es el valor que tiene la corriente o tension en un istante determinado.
• Valor Maximo : Es el valor instananeo mas alto que puede alcansar la corriente y/o tension en cada semiciclo.
• ¿Por que debemos tener en cunta el valor maximo? R/: Se debe tener en cuenta por que el valor maximo se produce dos veces por cada ciclo, pude ofrecer enormes riesgos para la integridad personal, por los altos valores que alcansa con realacion al valor de la corriente o  voltaje que se considera normalmente. El valor pico para una E eficaz de 120v es de 170v para una E eficas de 208V es de 294V, que como se puede apreciar claramente, son valores que estan muy por encimas de los valores que se toman en cuentac y por consiguiente mas peligrosos. 
•  Valor Eficas : es el valor eficaz de una tension o corriente alterna es aquel que, en un cicuito puramente resistivo,produce la misma cantidad  de calor  que la que produce una corriente continua con valor equivalente.es el valor mas importante, ya que cuando se habla normalmente de ciertos valores de tension o corriente, se ase referencia a este valor. 

El valor eficas se obtiene multiplicandolo el valor maximo entre  1.41 o bien dividiendo  por 0.707 ej:

 120vX1.41 = 169.2 = 170v

208v/0.070= 294v

SISTEMAS DE GENERACIONES MAS USADOS

• Monofasico: Como su nombre lo dice esta conformado por una sola fase y un neutro,en otras palabras  la corriente eletrica es generada por la rotacion de una sola bobina. para ser usada se requieren dos conductores (bifilares) : una fase y un neutro.

• Bifasico: la corriente eletrica es generada por la rotacion de dos bobinas desfasadas entre si 90 grados. para poder ser usada se requiere dos conductores (bifilares), pero a diferencia del sistema monofasico, los dos conductores se emplean unicamente las fases.

• Trifasicos: la corriente eletrica es generado por la rotacion de tres bobinas que se encuentran desfasadas 120 grados. Dependiendo de la forma en que se conecte  las  bobinas, es posible obtener un sistema trifilar o tetrafilar.

         

QUE ES LA ELETRONICA

La eletronica es la rama de la fisica que estudia el comportamiento de flujos de eletrones, este tipo de comportamiento se aplico a los semiconductores y conductores y dio origen  a los componentes eletronicos, como los componentes pasivos, activos y  circuitos interados que apreciamos hoy en dia.

  

 QUE ES UN VOLTIMETRO

Un voltímetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico.

 

QUE ES UN AMPERIMETRO

Un amperímetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico. Un microamperímetro está calibrado en millonésimas de amperio y un miliamperímetro en milésimas de amperio.

Si hablamos en términos básicos, el amperímetro es un simple galvanómetro (instrumento para detectar pequeñas cantidades de corriente) con una resistencia en serie, llamada shunt. Disponiendo de una gama de resistencias shunt, podemos disponer de un amperímetro con varios rangos o intervalos de medición. Los amperímetros tienen una resistencia interna muy pequeña, por debajo de 1 ohmio, con la finalidad de que su presencia no disminuya la corriente a medir cuando se conecta a un circuito eléctrico.