Dos cargas en la misma posición tienen dos veces más energía potencial que una sola; tres cargas tendrán el triple de energía potencial; un grupo de diez cargas tendrán diez veces más energía potencial, y así sucesivamente.
En vez de ocuparnos de la energía potencial total de un grupo de cargas, es conveniente, cuando se trabaja con electricidad, considerar la energía potencial eléctrica por unidad de carga. La energía potencial eléctrica por unidad de carga es el cociente de la energía potencial eléctrica total entre la cantidad de carga. En cualquier punto la energía potencial por unidad de carga es la misma, cualquiera que sea la cantidad de carga. Por ejemplo, un objeto con diez unidades de carga que se encuentra en un punto específico tiene diez veces más energía que un objeto con una sola unidad de carga, pero como también tiene diez veces más carga, la energía potencial por unidad de carga es la misma.
El concepto de energía potencial por unidad de carga recibe un nombre especial: potencial eléctrico.
La unidad del Sistema Internacional que mide el potencial eléctrico es el volt, así llamado en honor del físico italiano Alessandro Volta (1745-1827). El símbolo del volt es V. Puesto que la energía potencial se mide en joules y la carga en coulombs:
1 volt (V) =1joule (J)/1coulomb (C)
Como el potencial eléctrico se mide en volts, se le suele llamar voltaje
EP= K (Qq/r)
miércoles, 8 de julio de 2009
miércoles, 1 de julio de 2009
LEY DE GAUSS
Esta ley fue establecida por Karl Friedrich Gauss (1777 – 1855), y establece que el flujo eléctrico neto a través de cualquier superficie cerrada es igual a la carga neta de la superficie dividida por la permitividad eléctrica del medio
Es un procedimiento alternativo para calcular campos eléctricos. Se basa en el hecho de que la fuerza electrostática fundamental entre dos cargas puntuales es una ley inversa del cuadrado.
La ley de Gauss es más conveniente que la de Coulomb para cálculos de campos eléctricos de distribuciones de carga altamente simétricos; además sirve como guia para comprender problemas más complicados.
FLUJO ELÉCTRICO
Flujo eléctrico es la medida del número de líneas de campo eléctrico que penetran una superficie. Si el campo eléctrico es uniforme y hace un ángulo con la normal a la superficie, el flujo eléctrico a través de la superficie es:
En general, el flujo eléctrico a través de una superficie se define por la expresión
LA LEY DE GAUSS
La ley de Gauss dice que el flujo eléctrico neto c, a través de cualquier superficie gaussiana es igual a la carga neta encerrada en la superficie dividida por “0 :
Utilizando la ley de Gauss, uno puede calcular el campo eléctrico debido a varias distribuciones de carga simétricas.
Es un procedimiento alternativo para calcular campos eléctricos. Se basa en el hecho de que la fuerza electrostática fundamental entre dos cargas puntuales es una ley inversa del cuadrado.
La ley de Gauss es más conveniente que la de Coulomb para cálculos de campos eléctricos de distribuciones de carga altamente simétricos; además sirve como guia para comprender problemas más complicados.
FLUJO ELÉCTRICO
Flujo eléctrico es la medida del número de líneas de campo eléctrico que penetran una superficie. Si el campo eléctrico es uniforme y hace un ángulo con la normal a la superficie, el flujo eléctrico a través de la superficie es:
En general, el flujo eléctrico a través de una superficie se define por la expresión
LA LEY DE GAUSS
La ley de Gauss dice que el flujo eléctrico neto c, a través de cualquier superficie gaussiana es igual a la carga neta encerrada en la superficie dividida por “0 :
Utilizando la ley de Gauss, uno puede calcular el campo eléctrico debido a varias distribuciones de carga simétricas.
martes, 30 de junio de 2009
CAMPO ELÉCTRICO
Cuando en una región del espacio, una magnitud física (temperatura, presión, etc.) toma unos valores determinados en cada punto y en cada instante del tiempo, se dice que existe un campo. La figura 1 muestra un cuerpo A que crea a su alrededor, en cada punto del espacio, un propiedad que hace que al colocar allí un segundo cuerpo (B1, B2, B3,…) actúe sobre él una fuerza. La fuerza que actúa sobre el segundo cuerpo se debe al campo que crea en ese punto el primer cuerpo. Por ejemplo, la Tierra crea a su alrededor un campo gravitatorio, esto es, una región del espacio donde cualquier cuerpo colocado en uno de sus puntos, sufre la acción atractiva de la Tierra.
En otras palabras, un campo eléctrico es la zona del espacio donde cargas eléctricas ejercen su influencia. Es decir, que cada carga eléctrica con su presencia modifica las propiedades del espacio que la rodea.
Dicho de otra forma: “Una carga eléctrica que perturba las propiedades del espacio que la rodea en el sentido de que cualquier otra carga colocada en sus proximidades experimenta una fuerza de repulsión o atracción según sea del mismo o distinto signo que la primera”.
La Ley de Coulomb establece que estas fuerzas de atracción o repulsión son directamente proporcionales al producto de las cargas e inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia que las separa. La fuerza de q sobre q’, expresada vectorialmente será:
F= 1/(4〖πε〗_0 ) (q∙q')/r^2 r
Donde r es la distancia que separa las cargas, r representa el vector unitario que señala la dirección de la recta que une las cargas y de sentido de q a q’; y 1/40 es una constante de proporcionalidad.
El campo eléctrico creado por una o varias cargas es un campo vectorial. La intensidad del campo eléctrico (o simplemente, campo eléctrico) E en un punto es la fuerza eléctrica ejercida sobre la unidad de carga situada en dicho punto:
E= F/q'
Donde q’ es la carga de prueba situada en el punto.
Sustituyendo el valor de la fuerza dado por la Ley de Coulomb, el campo eléctrico creado por la carga q en un punto situado a una distancia r viene dado por la fórmula:
E= 1/(4〖πε〗_0 ) q/r^2 r
Generalidades de un campo eléctrico
Un Campo Eléctrico tiene como características principales la dirección, el sentido y la intensidad,
Duración y Sentido de un Campo Eléctrico:
La Dirección y Sentido de un Campo Eléctrico en un punto se define como la dirección y sentido de la fuerza que se ejercería sobre una carga puntual y positiva (carga de prueba q) situada en dicho punto.
Un Campo Eléctrico puede representarse por líneas de fuerza, líneas que son tangentes a la dirección del campo en cada uno de sus puntos.
Líneas de fuerza de un campo eléctrico
Un campo eléctrico se puede representar como líneas de Fuerza (no existen en realidad) y son útiles para el estudio del mismo. Ver el siguiente diagrama
Las líneas de fuerza indican en cada punto la dirección que tiene el campo eléctrico (E). Estas líneas nunca se cruzan entre sí, y mientras más cercanas estén significa que el campo eléctrico es más intenso. Sin embargo hay que tomar en cuenta de que para un campo eléctrico determinado el número de líneas de fuerza es el mismo
Las líneas de fuerza de un campo eléctrico siempre inician en la carga positiva y terminan en la carga negativa.
Unidad de campo eléctrico
Dado que el campo eléctrico resulta del cociente entre una fuerza y una carga su unidad será la unidad de fuerza sobre la unidad de carga que en el sistema S.I. (Sistema Internacional) es un Newton (N) dividido por un Coulomb (C) o sea N/C.
CÁLCULO DE LA INTENSIDAD DE UN CAMPO ELÉCTRICO:
E= KQ/r^2
En otras palabras, un campo eléctrico es la zona del espacio donde cargas eléctricas ejercen su influencia. Es decir, que cada carga eléctrica con su presencia modifica las propiedades del espacio que la rodea.
Dicho de otra forma: “Una carga eléctrica que perturba las propiedades del espacio que la rodea en el sentido de que cualquier otra carga colocada en sus proximidades experimenta una fuerza de repulsión o atracción según sea del mismo o distinto signo que la primera”.
La Ley de Coulomb establece que estas fuerzas de atracción o repulsión son directamente proporcionales al producto de las cargas e inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia que las separa. La fuerza de q sobre q’, expresada vectorialmente será:
F= 1/(4〖πε〗_0 ) (q∙q')/r^2 r
Donde r es la distancia que separa las cargas, r representa el vector unitario que señala la dirección de la recta que une las cargas y de sentido de q a q’; y 1/40 es una constante de proporcionalidad.
El campo eléctrico creado por una o varias cargas es un campo vectorial. La intensidad del campo eléctrico (o simplemente, campo eléctrico) E en un punto es la fuerza eléctrica ejercida sobre la unidad de carga situada en dicho punto:
E= F/q'
Donde q’ es la carga de prueba situada en el punto.
Sustituyendo el valor de la fuerza dado por la Ley de Coulomb, el campo eléctrico creado por la carga q en un punto situado a una distancia r viene dado por la fórmula:
E= 1/(4〖πε〗_0 ) q/r^2 r
Generalidades de un campo eléctrico
Un Campo Eléctrico tiene como características principales la dirección, el sentido y la intensidad,
Duración y Sentido de un Campo Eléctrico:
La Dirección y Sentido de un Campo Eléctrico en un punto se define como la dirección y sentido de la fuerza que se ejercería sobre una carga puntual y positiva (carga de prueba q) situada en dicho punto.
Un Campo Eléctrico puede representarse por líneas de fuerza, líneas que son tangentes a la dirección del campo en cada uno de sus puntos.
Líneas de fuerza de un campo eléctrico
Un campo eléctrico se puede representar como líneas de Fuerza (no existen en realidad) y son útiles para el estudio del mismo. Ver el siguiente diagrama
Las líneas de fuerza indican en cada punto la dirección que tiene el campo eléctrico (E). Estas líneas nunca se cruzan entre sí, y mientras más cercanas estén significa que el campo eléctrico es más intenso. Sin embargo hay que tomar en cuenta de que para un campo eléctrico determinado el número de líneas de fuerza es el mismo
Las líneas de fuerza de un campo eléctrico siempre inician en la carga positiva y terminan en la carga negativa.
Unidad de campo eléctrico
Dado que el campo eléctrico resulta del cociente entre una fuerza y una carga su unidad será la unidad de fuerza sobre la unidad de carga que en el sistema S.I. (Sistema Internacional) es un Newton (N) dividido por un Coulomb (C) o sea N/C.
CÁLCULO DE LA INTENSIDAD DE UN CAMPO ELÉCTRICO:
E= KQ/r^2
martes, 23 de junio de 2009
miércoles, 27 de mayo de 2009
LEY DE COULUMB
CARGA Y MATERIA
La materia se divide en moléculas, las cuales a su vez se dividen en átomos.
Estos átomos se componen de dos partes: el núcleo y la periferia.
En el núcleo se encuentran:
Los protones con carga eléctrica positiva
Los neutrones que como su nombre insinúa, no tiene carga eléctrica o son neutros
En la periferia se encuentran:
Los electrones con carga eléctrica negativa.
Si un material tiene muchos electrones libres en su estructura se le llama conductor y si tiene pocos electrones libres se le llama aisladores o aislantes.
Ejemplos:
Conductores: Oro, plata, aluminio, cobre, etc.
Aisladores o aislantes: cerámica, vidrio, madera, papel, etc.
Electricidad
La electricidad es la acumulación o movimiento de electrones que han sido sacados de sus órbitas. Estos electrones son los llamados electrones libres, que al ser sacados de sus órbitas dentro del átomo se mueven con facilidad por la materia. A esto se le llama corriente eléctrica.
La ley de Coulomb expresa la magnitud de la fuerza entre dos cargas puntuales. Esta ley eestablece que estas cargas se atraen o repelen mediante una fuerza eléctrica F (en Newtons), la cual es inversamente proporcional al cuadrado de la separación r y directamente proporcional al producto de las cargas q1 y q2.
Matemáticamente la ley de Coulomb está dada por:
F_e=(〖kq〗_1 〖kq〗_2)/r^2
Donde:
k=9.00 X 〖10〗^9 N ∙m^2/C^2
El valor de la constante de Coulomb de la ecuación depende de las unidades que se elijan. La unidad del SI de carga es el coulomb (C), el cual se defina en términos de una unidad de corriente llamada ampere (A) donde la corriente se define como la razón de flujo de carga. Cuando la corriente en el alambre es de 1 A, la cantidad de carga que fluye por un punto dado del alambre en 1 s es 1 C.
1 A = 1 C/s
1 Ampere de corriente equivale a 1 C de carga que pasa a través del área de sección transversal en un intervalo de tiempo de 1 s.
Unidades comunes en electrónica
Ampere: [Amperio] (A): Unidad de medida de la corriente eléctrica, es la cantidad de carga que circula por un conductor por unidad de tiempo I = Q/t
Es la corriente eléctrica (I) que produce una fuerza de 2 x 10-7newton por metro entre dos conductores paralelos separados por 1 metro.
1 A = 1 Coulombio / segundo
1 A = 1000 mA (miliamperio)
Coulomb [coulombio] (C): Unidad de medición de la carga eléctrica. Carga Q que pasa por un punto en un segundo cuando la corriente es de 1 amperio. 1 Coulomb = 6.28x1018 electrones.
Joule [julio] (J): Es el trabajo (W) hecho por la fuerza de un Newton actuando sobre la distancia de 1 metro.
Watt [Vatio] (W): Unidad de la potencia. Potencia (P) requerida para realizar un trabajo a razón de 1 julio (joule) por segundo.
Farad [Faradio] (F): Unidad de medida de los capacitores / condensadores.
Es la capacitancia (C) en donde la carga de 1 coulombio produce una diferencia de potencial de 1 voltio.
Henry [henrio] (H): Unidad de medida de los inductores/ bobinas.
Es la inductancia (L) en que 1 voltio es inducido por un cambio de corriente de 1 amperio por segundo.
Ohm [ohmio] (Ω): Unidad de medición de la resistencia eléctrica, representada por la letra griega (Ω) omega.
Es la resistencia que produce una tensión de 1 voltio cuando es atravesada por una corriente de 1 amperio.
Siemens (S): Unidad de medida de la conductancia (G)
Es la conductancia que produce una corriente de 1 amperio cuando se aplica una tensión de 1 voltio. Es el recíproco del Ohmio, antes llamado mho.
Volt [voltio] (V): Unidad de medición de la diferencia de potencial eléctrico o tensión eléctrica, comúnmente llamado voltaje.
Es la diferencia de potencial entre dos puntos en un conductor que transporta una corriente de 1 amperio, cuando la potencia disipada entre los puntos es de 1 watt.
Hertz [hercio] (Hz): Cantidad de ciclos completos de una onda en una unidad de tiempo
1 Hertz = 1 ciclo/seg
Radián: Un radián es el ángulo que abarca la porción de circunferencia que es igual a la longitud del radio del círculo.
Frecuencia angular (w): Es radianes por segundo. w = 2nf. (n= pi)
Tiempo (t): Unidad de medida del tiempo (seg.)
El alambre se emplea desde muchos siglos antes de nuestra era. El procedimiento de fabricación más antiguo consistía en batir láminas de metal hasta darles el espesor requerido, y cortarlas luego en tiras estrechas que se redondeaban a golpes de martillo para convertirlas en alambre. Dicho procedimiento se aplicó hasta mediados del siglo XIV. Sin embargo, en excavaciones arqueológicas se han encontrado alambres de latón, de hace más de 2000 años, que al ser examinados presentaron indicios de que su fabricación podría atribuirse al procedimiento de la hilera. Hilera es una plancha de metal, que posee varios agujeros de distintos diámetros. Al metal que se quiere convertir en alambre se le da primero la forma de una barra, y después se adelgaza y se saca punta a uno de los extremos de la barra para pasarla sucesivamente por los distintos agujeros de la hilera, de mayor a menor, hasta que la barra de metal quede convertida en alambre del grosor deseado. En Inglaterra se empezaron a producir alambres con la ayuda de maquinarias a mediados del siglo XIX. En esta clase de máquinas, muy perfeccionadas posteriormente, basadas en el principio de la hilera, todas las operaciones son mecánicas y sustituyen con admirable rapidez y rendimiento el antiguo trabajo manual.
El alambre de cobre se utiliza básicamente para fabricar cables eléctricos, así que el alambre más usado industrialmente es el que se hace de acero y de acero inoxidable o de aluminio que aunque posee menor conductividad es más económico (ya que es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre).
El cobre aparece en depósitos de sulfuros y en rocas volcánicas básicas como el basalto. Por lo general, el metal es lixiviado y se transporta a otro lugar antes de depositarse en forma de minerales de cobre.
Por su elevada conductividad del calor y electricidad, resistencia a la corrosión, maleabilidad y ductilidad, se ha convertido en el material más utilizado para fabricar cables eléctricos y otros componentes eléctricos y electrónicos.
El acero está formado por una aleación de hierro y carbono conteniendo menos de 1,8% de carbono, susceptible de adquirir propiedades muy variadas mediante tratamiento mecánico y térmico. Actualmente el acero se obtiene a partir de hierro líquido, descarburándolo y regulando al mismo tiempo su contenido en azufre, fósforo y otros elementos. Anteriormente el acero se obtenía directamente del mineral de hierro.
En metalurgia, el acero inoxidable se define como una aleación de acero con un mínimo de 10% de cromo contenido en masa.
Conductores
Alambres
Los alambres son conductores construidos con un solo hilo de metal y puede estar desnudo o revestido (ver el siguiente diagrama) por una o más capas de material aislante.
Dependiendo del aislante, el alambre se utiliza en bobinados o en instalaciones eléctricas
Alambre para bobinados: Este tipo de alambre está recubierto por esmaltes especiales, seda o algodón
Alambre para instalaciones eléctricas: Este tipo de alambre está cubierto de plástico o goma
Cables
Los cables son un conjunto retorcido de alambres no aislados entre si y pueden ser desnudos o revestidos (ver el siguiente diagrama) por una o varias capas de aislante. Estos aislante son de tela, goma o plástico
Los cables son generalmente utilizados en instalaciones eléctricas de todo tipo e instalaciones automotrices
Los hilos son de cobre blando o endurecido y también de aluminio
Algunos alambres de cobre pueden estar estañados, para evitar la oxidación y facilitar la soldadura.
AISLANTES
La resistencia eléctrica es la oposición que ofrece un material al paso de los electrones (la corriente eléctrica). Si el material tiene pocos electrones libres, éste no permitirá el paso de la corriente y se le llama aislante o dieléctrico
Ejemplo: cerámica, bakelita, madera (papel), plástico, etc..
Los factores principales que determinan la resistencia eléctrica de un material son:
• Tipo de material
• Longitud
• Sección transversal
• Temperatura
Los materiales que se encuentran a mayor temperatura tienen mayor resistencia.
Características
• Un material de mayor longitud tiene mayor resistencia eléctrica.
El material de mayor longitud ofrece más resistencia
al paso de la corriente que el de menor longitud
• Un material con mayor sección transversal tiene menor resistencia. (Imaginarse un cable conductor cortado transversalmente). La dirección de la corriente (la flecha de la corriente) en este caso entra o sale de la página.
• Los materiales que se encuentran a mayor temperatura tienen mayor resistencia.
La unidad de medida de la resistencia eléctrica es el Ohmio y se representa por la letra griega omega (Ω) y se expresa con la letra "R".
Ejemplos de materiales aislantes
Aislador de Porcelana Tipo Carrete
Aislador de forma cilíndrica con una ó varias ranuras circunferenciales externas y perforado axialmente para su montaje.
Uso: Soportan y aislan las líneas de Baja Tensión, montados sobre bastidores
Aislador de Vidrio Templado Tipo Suspensión con Calavera y Bola
Aisladores de vidrio templado tipo suspensión con calavera y bola con manguito de zinc, acoplados en serie para aislamiento y soporte no rígido de conductores eléctricos en líneas de transmisión en zonas corrosivas y de alta contaminación.
La materia se divide en moléculas, las cuales a su vez se dividen en átomos.
Estos átomos se componen de dos partes: el núcleo y la periferia.
En el núcleo se encuentran:
Los protones con carga eléctrica positiva
Los neutrones que como su nombre insinúa, no tiene carga eléctrica o son neutros
En la periferia se encuentran:
Los electrones con carga eléctrica negativa.
Si un material tiene muchos electrones libres en su estructura se le llama conductor y si tiene pocos electrones libres se le llama aisladores o aislantes.
Ejemplos:
Conductores: Oro, plata, aluminio, cobre, etc.
Aisladores o aislantes: cerámica, vidrio, madera, papel, etc.
Electricidad
La electricidad es la acumulación o movimiento de electrones que han sido sacados de sus órbitas. Estos electrones son los llamados electrones libres, que al ser sacados de sus órbitas dentro del átomo se mueven con facilidad por la materia. A esto se le llama corriente eléctrica.
La ley de Coulomb expresa la magnitud de la fuerza entre dos cargas puntuales. Esta ley eestablece que estas cargas se atraen o repelen mediante una fuerza eléctrica F (en Newtons), la cual es inversamente proporcional al cuadrado de la separación r y directamente proporcional al producto de las cargas q1 y q2.
Matemáticamente la ley de Coulomb está dada por:
F_e=(〖kq〗_1 〖kq〗_2)/r^2
Donde:
k=9.00 X 〖10〗^9 N ∙m^2/C^2
El valor de la constante de Coulomb de la ecuación depende de las unidades que se elijan. La unidad del SI de carga es el coulomb (C), el cual se defina en términos de una unidad de corriente llamada ampere (A) donde la corriente se define como la razón de flujo de carga. Cuando la corriente en el alambre es de 1 A, la cantidad de carga que fluye por un punto dado del alambre en 1 s es 1 C.
1 A = 1 C/s
1 Ampere de corriente equivale a 1 C de carga que pasa a través del área de sección transversal en un intervalo de tiempo de 1 s.
Unidades comunes en electrónica
Ampere: [Amperio] (A): Unidad de medida de la corriente eléctrica, es la cantidad de carga que circula por un conductor por unidad de tiempo I = Q/t
Es la corriente eléctrica (I) que produce una fuerza de 2 x 10-7newton por metro entre dos conductores paralelos separados por 1 metro.
1 A = 1 Coulombio / segundo
1 A = 1000 mA (miliamperio)
Coulomb [coulombio] (C): Unidad de medición de la carga eléctrica. Carga Q que pasa por un punto en un segundo cuando la corriente es de 1 amperio. 1 Coulomb = 6.28x1018 electrones.
Joule [julio] (J): Es el trabajo (W) hecho por la fuerza de un Newton actuando sobre la distancia de 1 metro.
Watt [Vatio] (W): Unidad de la potencia. Potencia (P) requerida para realizar un trabajo a razón de 1 julio (joule) por segundo.
Farad [Faradio] (F): Unidad de medida de los capacitores / condensadores.
Es la capacitancia (C) en donde la carga de 1 coulombio produce una diferencia de potencial de 1 voltio.
Henry [henrio] (H): Unidad de medida de los inductores/ bobinas.
Es la inductancia (L) en que 1 voltio es inducido por un cambio de corriente de 1 amperio por segundo.
Ohm [ohmio] (Ω): Unidad de medición de la resistencia eléctrica, representada por la letra griega (Ω) omega.
Es la resistencia que produce una tensión de 1 voltio cuando es atravesada por una corriente de 1 amperio.
Siemens (S): Unidad de medida de la conductancia (G)
Es la conductancia que produce una corriente de 1 amperio cuando se aplica una tensión de 1 voltio. Es el recíproco del Ohmio, antes llamado mho.
Volt [voltio] (V): Unidad de medición de la diferencia de potencial eléctrico o tensión eléctrica, comúnmente llamado voltaje.
Es la diferencia de potencial entre dos puntos en un conductor que transporta una corriente de 1 amperio, cuando la potencia disipada entre los puntos es de 1 watt.
Hertz [hercio] (Hz): Cantidad de ciclos completos de una onda en una unidad de tiempo
1 Hertz = 1 ciclo/seg
Radián: Un radián es el ángulo que abarca la porción de circunferencia que es igual a la longitud del radio del círculo.
Frecuencia angular (w): Es radianes por segundo. w = 2nf. (n= pi)
Tiempo (t): Unidad de medida del tiempo (seg.)
El alambre se emplea desde muchos siglos antes de nuestra era. El procedimiento de fabricación más antiguo consistía en batir láminas de metal hasta darles el espesor requerido, y cortarlas luego en tiras estrechas que se redondeaban a golpes de martillo para convertirlas en alambre. Dicho procedimiento se aplicó hasta mediados del siglo XIV. Sin embargo, en excavaciones arqueológicas se han encontrado alambres de latón, de hace más de 2000 años, que al ser examinados presentaron indicios de que su fabricación podría atribuirse al procedimiento de la hilera. Hilera es una plancha de metal, que posee varios agujeros de distintos diámetros. Al metal que se quiere convertir en alambre se le da primero la forma de una barra, y después se adelgaza y se saca punta a uno de los extremos de la barra para pasarla sucesivamente por los distintos agujeros de la hilera, de mayor a menor, hasta que la barra de metal quede convertida en alambre del grosor deseado. En Inglaterra se empezaron a producir alambres con la ayuda de maquinarias a mediados del siglo XIX. En esta clase de máquinas, muy perfeccionadas posteriormente, basadas en el principio de la hilera, todas las operaciones son mecánicas y sustituyen con admirable rapidez y rendimiento el antiguo trabajo manual.
El alambre de cobre se utiliza básicamente para fabricar cables eléctricos, así que el alambre más usado industrialmente es el que se hace de acero y de acero inoxidable o de aluminio que aunque posee menor conductividad es más económico (ya que es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre).
El cobre aparece en depósitos de sulfuros y en rocas volcánicas básicas como el basalto. Por lo general, el metal es lixiviado y se transporta a otro lugar antes de depositarse en forma de minerales de cobre.
Por su elevada conductividad del calor y electricidad, resistencia a la corrosión, maleabilidad y ductilidad, se ha convertido en el material más utilizado para fabricar cables eléctricos y otros componentes eléctricos y electrónicos.
El acero está formado por una aleación de hierro y carbono conteniendo menos de 1,8% de carbono, susceptible de adquirir propiedades muy variadas mediante tratamiento mecánico y térmico. Actualmente el acero se obtiene a partir de hierro líquido, descarburándolo y regulando al mismo tiempo su contenido en azufre, fósforo y otros elementos. Anteriormente el acero se obtenía directamente del mineral de hierro.
En metalurgia, el acero inoxidable se define como una aleación de acero con un mínimo de 10% de cromo contenido en masa.
Conductores
Alambres
Los alambres son conductores construidos con un solo hilo de metal y puede estar desnudo o revestido (ver el siguiente diagrama) por una o más capas de material aislante.
Dependiendo del aislante, el alambre se utiliza en bobinados o en instalaciones eléctricas
Alambre para bobinados: Este tipo de alambre está recubierto por esmaltes especiales, seda o algodón
Alambre para instalaciones eléctricas: Este tipo de alambre está cubierto de plástico o goma
Cables
Los cables son un conjunto retorcido de alambres no aislados entre si y pueden ser desnudos o revestidos (ver el siguiente diagrama) por una o varias capas de aislante. Estos aislante son de tela, goma o plástico
Los cables son generalmente utilizados en instalaciones eléctricas de todo tipo e instalaciones automotrices
Los hilos son de cobre blando o endurecido y también de aluminio
Algunos alambres de cobre pueden estar estañados, para evitar la oxidación y facilitar la soldadura.
AISLANTES
La resistencia eléctrica es la oposición que ofrece un material al paso de los electrones (la corriente eléctrica). Si el material tiene pocos electrones libres, éste no permitirá el paso de la corriente y se le llama aislante o dieléctrico
Ejemplo: cerámica, bakelita, madera (papel), plástico, etc..
Los factores principales que determinan la resistencia eléctrica de un material son:
• Tipo de material
• Longitud
• Sección transversal
• Temperatura
Los materiales que se encuentran a mayor temperatura tienen mayor resistencia.
Características
• Un material de mayor longitud tiene mayor resistencia eléctrica.
El material de mayor longitud ofrece más resistencia
al paso de la corriente que el de menor longitud
• Un material con mayor sección transversal tiene menor resistencia. (Imaginarse un cable conductor cortado transversalmente). La dirección de la corriente (la flecha de la corriente) en este caso entra o sale de la página.
• Los materiales que se encuentran a mayor temperatura tienen mayor resistencia.
La unidad de medida de la resistencia eléctrica es el Ohmio y se representa por la letra griega omega (Ω) y se expresa con la letra "R".
Ejemplos de materiales aislantes
Aislador de Porcelana Tipo Carrete
Aislador de forma cilíndrica con una ó varias ranuras circunferenciales externas y perforado axialmente para su montaje.
Uso: Soportan y aislan las líneas de Baja Tensión, montados sobre bastidores
Aislador de Vidrio Templado Tipo Suspensión con Calavera y Bola
Aisladores de vidrio templado tipo suspensión con calavera y bola con manguito de zinc, acoplados en serie para aislamiento y soporte no rígido de conductores eléctricos en líneas de transmisión en zonas corrosivas y de alta contaminación.
lunes, 25 de mayo de 2009
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