Electricidad y mediciones eléctricas

ELECTRICIDAD YELECTRICIDAD Y
MEDICIONESMEDICIONES
ELÉCTRICASELÉCTRICAS

ÍndiceÍndice
ELECTRICIDAD Y MEDICIONES
ELÉCTRICAS
* La Electricidad
* Teoría electrónica
* Ruptura de la materia
* El electrón
* Formas de generarla
* Electricidad por fricción
* Electricidad por presión
* Electricidad por calor
* Electricidad por luz
* Electricidad por acción química(pilas
primarias)
* Movimiento de los electrones
* Electricidad por magnetismo
* Electricidad por acción química(pilas
secundarias)

ÍndiceÍndice
ELECTRICIDAD Y MEDICIONES
ELÉCTRICAS
* Carga Eléctrica
* Voltaje
* Corriente Eléctrica
* Unidades Eléctricas
* Ondas senoidales, frecuencia y fase
* Valor máximo
* Valor promedio
* Valor eficaz o Valor RMS
* Lenguaje de los Sistemas digitales
de medición
* Códigos Digitales

Es un fenómeno físico cuyo origen son las cargas
eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos
mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre
otros, en otras palabras es el flujo de electrones.
LA ELECTRICIDAD
ÍndiceÍndice

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 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.
LA ELECTRICIDAD
ÍndiceÍndice

La historia de la electricidad como rama de la física
comenzó con observaciones aisladas y simples
especulaciones o intuiciones médicas, 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.
El interés por la electricidad empieza a dar frutos con
las investigaciones hechas por Galvani, Volta, Coulomb
y Franklin, y, ya a comienzos del siglo XIX, con Ampère,
Faraday y Ohm.
TEORIA ELECTRÓNICA
ÍndiceÍndice

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.
TEORIA ELECTRÓNICA
ÍndiceÍndice

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.
TEORIA ELECTRÓNICA
ÍndiceÍndiceÍndiceÍndice

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.
Este fue el momento de grandes inventores como Alexander
Graham Bell, Nikola Tesla, Thomas Alva Edison, etc.
TEORIA ELECTRÓNICA
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La materia se divide en compuestos, que están
formados por elementos simples; éstos se agrupan en
moléculas, que están formadas por átomos.
Ruptura de la Materia
RUPTURA DE LA MATERIA
ÍndiceÍndice

Átomo:
De acuerdo con la teoría de Bohr, el átomo consiste en un núcleo
central de carga positiva alrededor del cual giran en órbitas fijas,
tal como los planetas alrededor del sol, diminutas partículas
cargadas negativamente y se le denominan electrones. En cada
tipo de átomo la carga negativa de todos los electrones orbitales
justamente corresponde a la carga positiva del núcleo, haciendo
de este modo la combinación eléctricamente neutral.
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Núcleo del Átomo:
El núcleo positivamente cargado revela a su vez una
estructura también compleja, pero para comprender la
electricidad resulta adecuada una visión
extraordinariamente más simplificada. De acuerdo con
este concepto simplificado, el núcleo esta constituido
por 2 partículas fundamentales conocidas como el
protón y el neutrón. El protón es una partícula
relativamente mas pesada (1840 veces mas pesada que
el electrón) (+) mientras el neutrón, con casi igual masa,
no tiene carga alguna.
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Su movimiento genera la corriente eléctrica, aunque
dependiendo del tipo de estructura molecular en la que se
encuentren, necesitarán más o menos energía para
desplazarse
Comúnmente representado por el símbolo: e−
, en un átomo
los electrones rodean el núcleo, compuesto únicamente de
protones y neutrones.
Los electrones tienen una masa de 9,11×10-31
kilogramos,
unas 1800 veces menor que la de los neutrones y protones.
Siendo tan livianos, apenas contribuyen a la masa total de
las sustancias.
EL ELECTRÓN
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Desde el punto de vista físico, el electrón tiene una carga
eléctrica de igual magnitud, pero de polaridad contraria a la
del protón. Dicha magnitud, cuyo valor es de 1,602×10-19
coulombios, es llamada carga elemental o fundamental, y es
considera a veces un cuanto de carga eléctrica,
asignándosele un valor unitario.
Por razones históricas y ventajas en ecuaciones
matemáticas, se considera a la carga del protón como
positiva, mientras que a la del electrón como negativa. Por
esto se dice que los protones y electrones tienen cargas de
+1 y -1 respectivamente, aunque esta elección de signo es
totalmente arbitraria.
EL ELECTRÓN
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Historia:
La existencia del electrón fue postulada por el físico irlandés G.
Johnstone Stoney como una unidad de carga en el campo de la
electroquímica, y fue descubierto por Joseph John Thomson en
1897 en el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge.
Influido por el trabajo de Maxwell y el descubrimiento de los
rayos X, Thomson dedujo, mientras estudiaba el comportamiento
de los rayos catódicos en el TRuC, que existían unas partículas con
carga negativa que denominó corpúsculos. Aunque Stoney había
propuesto la existencia del electrón, fue Thomson quien
descubrió su carácter de partícula fundamental; sin embargo,
para confirmar su existencia era necesario medir sus propiedades,
en particular la carga eléctrica.
EL ELECTRÓN
ÍndiceÍndice

Electrones en el Universo:
Los científicos creen que el número de electrones
existentes en el universo conocido es de al menos 1079
.
Este número asciende a una densidad media de
alrededor de un electrón por metro cúbico de espacio.
En la vida cotidiana:
La corriente eléctrica que suministra energía a nuestros
hogares está originada por electrones en movimiento.
El tubo de rayos catódicos de un televisor se basa en un
haz de electrones en el vacío desviado mediante
campos magnéticos que impacta en una pantalla
fluorescente.
EL ELECTRÓN
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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.
Cuando los átomos ganan electrones, el cuerpo
adquiere carga eléctrica negativa (porque hay más
electrones que protones). Cuando los átomos pierden
electrones, el cuerpo adquiere carga eléctrica positiva
(porque hay más protones que electrones).
ELECTRICIDAD
ÍndiceÍndice

• Electricidad por fricción
• Electricidad por presión
• Electricidad por calor
• Electricidad por luz
• Electricidad por acción química(pilas
primarias)
• Electricidad por magnetismo
FORMAS DE GENERAR
ELECTRICIDAD
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• Se puede cargar un cuerpo mediante
frotamiento o fricción. Cuando dos trozos de
material se frotan uno contra otro, los
electrones son arrancados de uno y adheridos
al otro. Se obtiene una buena carga estática
frotando un aislante duro contra otro blando
o suave. Si se utilizan buenos conductores es
difícil obtener una carga detectable
ELECTRICIDAD POR FRICCIÓN
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• El lápiz es de material aislante y al electrizarse
concentra los electrones en el punto de
frotamiento; la cucharilla, al ser metálica,
conduce los electrones distribuyéndolos por
todo el metal
ELECTRICIDAD POR FRICCIÓN
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ELECTRICIDAD POR PRESIÓN
• a electricidad producida por presión se
denomina piezoelectricidad. Está generada
por la comprensión y decomprensión de
determinados materiales de cristal, como el
cuarzo.
• La capacidad de los cristales para desarrollar
una carga eléctrica cuando son sometidos a
presión, es muy útil cuando se necesitan
señales de referencia muy precisas.
ELECTRICIDAD POR PRESIÓN
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• Los cristales de algunas sustancias, tales como
las sales de Rochela o el cuarzo, tienen
características piezoeléctricas peculiares.
Cuando se comprime un cristal de cuarzo, los
electrones tienden a moverse en una
dirección. Esta tendencia crea una diferencia
de potencial en las caras opuestas del cristal
que puede ser medido con un voltímetro.
CARACTERISTICAS PIEZOELECTRICAS DE LOS
CRISTALES
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ELECTRICIADAD POR PRESIÓN
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• Este fenómeno se puede demostrar
retorciendo entres si dos hilos, uno de cobre y
otro de hierro, y calentando esta unión. Si se
conecta un voltímetro entre los extremos fríos
indicará que la corriente fluye a través de los
dos hilos.
• La corriente suministrada por un par térmico es
muy pequeña, pero resulta práctica para su uso
en dispositivos sensores de temperatura de
precisión.
ELECTRICIDAD POR CALOR
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Características del par térmico
• Cuando un hilo de metal, tal como el cobre, se
calienta por un extremo, los electrones
tienden a moverse desde el lado caliente
hacia el más frío. Esto sucede en la mayoría de
los metales. Sin embargo, en algunos, tales
como el hierro, sucede lo contrario, es decir,
los electrones tienden a moverse del lado frío
al más caliente.
CARACTERISTICAS DEL PAR
TÉRMICO
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ELECTRICIDAD POR LUZ
La luz en sí misma es una forma de energía y
muchos científicos la consideran formada por
pequeños paquetes de energía llamados fotones.
Cuando los fotones de un rayo luminoso inciden
sobre un material, liberan energía. En algunos
materiales la energía procedente de los fotones
puede ocasionar la liberación de algunos
electrones de los átomos. Materiales tales como
potasio, sodio, cesio, litio, selenio, germanio,
cadmio y sulfuro de plomo, reaccionan a la luz en
esta forma.
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Efecto fotoeléctrico: El efecto fotoeléctrico consiste en la
emisión de electrones por un material cuando se hace
incidir sobre él una radiación electromagnética (luz
visible o ultravioleta, en general).
Energía de un fotón absorbido = Energía necesaria para
liberar 1 electrón + energía cinética del electrón
emitido.
El efecto fotoeléctrico se puede usar de tres maneras:
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• Efecto fotoelectrico:
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1.-Fotoemisión: La energía fotónica de un rayo
de la luz puede causar la liberación de
electrones de la superficie de un cuerpo que
se encuentran en un tubo al vació. Entonces
una placa recoge estos electrones.
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2.-Fotovoltaica: Consiste en la transformación
parcial de la energía luminosa en energía
eléctrica. La energía luminosa que se aplica
sobre una de dos placas unidas, produce la
transmisión de electrones de una placa a otra.
Entonces las placas
adquieren cargas
opuestas en la misma
forma que una batería.
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3.-Fotoconducción.- La energía luminosa
aplicada a algunos materiales que
normalmente son malos conductores, causa la
liberación de electrones en los metales, de
manera que estos se vuelven mejores
conductores
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• Fotoconducción:

• Aplicaciones:

Las sustancias químicas pueden combinarse con ciertos metales
para iniciar una actividad química en la cual habrá transferencia de
electrones produciéndose cargas eléctricas.
El proceso se basa en el principio de la electroquímica. Un ejemplo
es la pila húmeda básica. Cuando en un recipiente de cristal se
mezcla acido sulfúrico con agua (para formar un electrolito) el acido
sulfúrico se separa en componentes químicos de hidrogeno (H) y
sulfato (SO4), pero debido a la naturaleza de la acción química, los
átomos de hidrógeno son iones positivos (H+) y (SO4-2). El número
de cargas positivas y negativas son iguales, de manera que toda la
solución tiene una carga neta nula. Luego, cuando se introducen en
la solución barras de cobre y zinc, estas reaccionan con ella.
ELECTRICIDAD POR REACCIONES
QUIMICAS
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El zinc se combina con los átomos de sulfato; y
puesto que esos átomos son negativos, la barra de
zinc transmite iones de zinc positivos (Zn+); los
electrones procedentes de los iones de zinc
quedan en la masa de zinc, de manera que la barra
de zinc tiene un exceso de electrones, o sea una
carga negativa. Los iones de zinc se combina con
los iones de sulfato y los neutralizan, de manera
que ahora la solución tiene mas cargas positivas.
Los iones positivos de hidrogeno atraen a
electrones libres de la barra de cobre para
neutralizar nuevamente la solución. Pero ahora la
barra de cobre tiene una deficiencia de electrones
por lo que presenta una carga positiva.
ELECTRICIDAD POR REACCIONES QUIMICAS
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TIPOS DE PILA:
Las pilas se pueden dividir en dos tipos principales de estas,
primarias o secundarias. Una pila primaria produce energía
consumiendo algún químico que esta contiene. Cuando este se
agota, la pila ya no produce mas energía y debe ser
reemplazada.
Las pilas secundarias, o pilas de almacenamiento, obtienen
su energía transformando alguno de sus químicos en otro tipo
de químicos. Cuando el cambio es total, la pila ya no produce
mas energía. Sin embargo, esta puede ser recargada mandando
una corriente eléctrica de otra fuente a través de ella para así
poder volver a los químicos a su estado original.
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• Pilas primarias:
Sistema de dióxido de Zinc-Manganeso: Este es el tipo más usado
de pilas en el mundo. Su usos típicos son, linternas, juguetes,
walkmans, etc... Hay tres variantes para este tipo de pila: la pila
Leclanché, la pila de cloruro de zinc, y la pila alcalina. Todas
entregan un voltaje inicial de 1.58 a 1.7 volts, el cual declina con
el uso hasta un punto de 0.8 volts aprox. La pila Leclanché es la
más económica de estas, fue inventada en 1866 por un ingeniero
francés (la pila lleva su nombre Charles Leclanché). Se convirtió en
un éxito instantáneo debido a su constituyentes de bajo
presupuesto. El ánodo de este tipo de pila es una hoja de aleación
de zinc, esta aleación contiene pequeñas cantidades de; plomo,
cadmio y mercurio. El electrolito consiste en una solución acuosa
y saturada de cloruro de amonio conteniendo 20% de cloruro de
zinc. El cátodo esta compuesto de dióxido de manganeso impuro,
mezclado con carbón granulado, para creas un cátodo húmedo
con un electrodo de carbón.
ELECTRICIDAD POR REACCIONES
QUIMICAS
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Pilas de dióxido de manganeso:
Este sistema funciona bien para aplicaciones
especializadas. Se parece mucho a la pila de
cloruro de zinc pero tiene 0.3 volts mas por pila.
Las pilas de dióxido de manganeso-magneseo
tienen una larga vida, alta densidad energética,
son livianas las cuales las hacen ideales para el
uso de pilas para el poder de los
radiotransmisores de las radios militares. Una
desventaja de este tipo de pila es su
funcionamiento en bajas temperaturas.
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Pilas de mercurio con óxido-zinc:
Este sistema ocupa un electrolito alcalino. Ha
sido largamente usada para el uso en pilas
“botón” o las comúnmente usadas para
relojes etc... Tienen una densidad energética
de aproximadamente 4 veces mas que las
pilas de zinc-manganeso. Es muy confiable y
da casi siempre 1.35 volts, y gracias a esto se
usa como una pila de referencia.
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Pilas de plata con óxido-zinc:
Otra pila de tipo alcalina. Esta pila exhibe un
cátodo de oxido de plata y un ánodo de polvo
de zinc. Debido a que puede relativamente
soportar altas cargas y tiene una casi
constante, 1.5 volts de producción, este tipo
de pila también es usado frecuentemente en
relojes etc... También podemos encontrarla en
algunos torpedos de uso militar, debido a su
gran fiabilidad y capacidad.
ELECTRICIDAD REACCIONES QUIMICAS
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Pilas de Litio:
El área de investigación de las pilas que ha atraído mas la
investigación en los últimos años ha sido el área de las pilas
con un ánodo de litio. Debido a su alta actividad química se
deben usar electrolitos no acuosos como por ejemplo sales
cristalinas. Se han hecho pilas que no tienen separación
alguna entre el ánodo y el cátodo liquido, algo imposible
con pilas de sistema acuoso. Una capa protectora se forma
automáticamente en el litio, pero esta se rompe en la
descarga permitiendo voltajes cercanos a los 3.6 volts. Esto
permite una gran densidad energética. Sus usos varían
desde la aeronáutica, marcapasos a cámaras automáticas.
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Pilas secundarias:
También llamadas pilas de almacenamiento.
Pilas de ácido-plomo:
Este tipo de pila ha sido la pila recargable mas ampliamente usada en el mundo. La
mayoría de este tipo de pilas son construidas de planchas de plomo o celdas,
donde una de estas, el electrodo positivo, esta cubierto con dióxido de plomo en
una forma cristalina entre otros aditivos. El electrolito esta compuesto de ácido
sulfúrico, y este participa en las reacciones con los electrodos donde sulfato de
plomo es formado y lleva corriente en forma de iones. Estudios demuestran que la
pila de plomo-ácido tiene una densidad energética de aproximadamente 20 veces
mayor que la de las pilas de niquel-cadmio o niquel-hierro.
La razón por la cual este tipo de pila ha sido tan exitosa es que tiene un gran
rango de entregar gran o poca corriente; una buena vida de ciclo con una gran
fiabilidad para cientos de ciclos, facilidad de recargar, su bajo costo en
comparación al resto de las recargables, alto voltaje (2.04 volts por celda),
facilidad de fabricación y la facilidad de salvataje de sus componentes
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Pilas alcalinas de almacenamiento:
En las pilas de almacenamiento de este tipo la energía es derivada de la reacción química en una
solución alcalina. Este tipo de pilas usan diversos materiales como electrodos tal como los que
nombraremos a continuación.
Pilas de hidróxido de niquel-cadmio:
Estas son las pilas portátiles más comunes que existen. Tienen la característica de poder dar
corrientes excepcionalmente altas, pueden ser rápidamente cargadas cientos de veces, son
tolerantes al abuso de sobrecarga. Sin embargo, comparadas con otros tipos de pila primarias e
incluso con otras de su tipo, estas pilas son pesadas y tienen una limitada densidad energética.
Estas pilas funcionan mejor si es que son dejadas a descargarse completamente antes de cargarse
nuevamente, sino puede producirse un fenómeno conocido como el efecto de la memoria donde
las celdas se comportan como si estas tuvieran menos capacidad para la cual fueron hechas. Su uso
es muy variado podemos encontrarlas desde los sistemas de partida para los motores de un avión
hasta en el walkman que uno esta usando. Este tipo de pila se comporta bien bajo temperaturas
frías.
Pilas de hidróxido de niquel-zinc: están bajo investigación y si su vida puede ser alargada podrían
ser un viable substituto para las pilas de niquel-cadmio.
Pilas de hidróxido de niquel-hierro: este tipo de pilas puede proveer miles de ciclos, pero no al
recargar necesitan mucha energía y al funcionar se calientan mas de lo deseado.
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Pilas secundarias (o de almacenamiento) de
litio:
Este tipo de pila muestra una gran promesa a
futuro ya que su energía teóricamente va de
600 a 2,000 wats por hora por kg. Algunos
elementos con los cuales se investiga son:
disulfito de litio-titanio, dióxido de litio-
manganeso y disulfito de litio-molibdeno.
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Historia:
Los fenómenos magnéticos fueron conocidos
por los antiguos griegos. Sabían que ciertas
piedras atraían el hierro, y que los trocitos de
hierro atraídos atraían a su vez a otros. Estas
se denominaron imanes naturales. El primer
filósofo que estudió el fenómeno del
magnetismo fue Tales de Mileto.
EL MAGNETISMO
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ELECTRICIDAD POR MAGNETISMO

* Shen Kua (1031-1095)
* Hans Oersted(1777-1851)
* Marie Ampere(1775-1836)
* James Maxwell(1831-1879)
* Michael Faraday(1791-1867)
ÍndiceÍndice

• Shen Kua fue el primero en describir la
brújula magnética en su libro Mengxi
Bitan. Esto ocurría un siglo antes de que
Alexander Neckman la describiera en
Europa.
ÍndiceÍndice

Hans Oersted(1777-1851)
ÍndiceÍndice

Ley de Ampere(1826)
ÍndiceÍndice

• Ley de Ampere-Maxwell
• Ecuaciones de Maxwell
ÍndiceÍndice

• Ley de Faraday:
ÍndiceÍndice

Haciendo girar una bobina dentro de un campo magnético
formado por dos imanes, así funcionan dinamos y alternadores,
a esto de lo llama efecto electromagnético.
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• Materiales Magnéticos:
-Ferromagnéticos
-Diamagnéticos
-Paramagnéticos
-Ferrimagnétismo
-Superconductores
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• Ferromagnéticos:
Se caracterizan por ser capaces
de presentar una magnetización
remanente en ausencia de campo
externo, pudiendo ser empleados
como imanes permanentes.
ÍndiceÍndice

• Ferromagnéticos:
Cuando sobrepasan la temperatura
de Curie se vuelven paramagnéticos
ÍndiceÍndice

• Diamagnéticos:
El diamagnetismo es una propiedad de los
materiales que consiste en ser repelidos por
los imanes. Algunos ejemplos son: el bismuto
metálico, el hidrogeno, el helio y los demás
gases nobles, el cloruro de sodio, el cobre, el
oro, el silicio, el germanio, el grafito, el bronce
y el azufre.
ÍndiceÍndice

• Paramagnéticos:
los materiales paramagnéticos son materiales
atraídos por imanes, pero no se convierten en
materiales permanentemente magnetizados.
Algunos materiales paramagnéticos son: aire,
aluminio, magnesio, titanio y wolframio.
ÍndiceÍndice

• Ferrimagnétismo:
El ferrimagnetismo es un tipo de
magnetización permanente que poseen
algunos materiales cerámicos como las
ferritas
ÍndiceÍndice

• La carga eléctrica es una propiedad física
intrínseca de algunas partículas, que las
caracteriza y por la cual sufren la interacción
electromagnética
• La carga eléctrica aparece en la naturaleza
cuantizada, es decir, siempre es múltiplo de
una cantidad fundamental: el valor absoluto
de la carga del electrón o del protón:
q = 1.6 10-19
culombios.
CARGA ELÉCTRICA
ÍndiceÍndice

MOVIMIENTO DE LOS ELECTRONES
ÍndiceÍndice

• También llamada tensión eléctrica o
diferencia de potencial es una magnitud física
que cuantifica la diferencia de potencial
eléctrico entre dos puntos.
• También se puede definir como el trabajo por
unidad de carga ejercido por el campo
eléctrico sobre una partícula cargada para
moverla entre dos posiciones determinadas.
VOLTAJE
ÍndiceÍndice

• Matemáticamente esta relacionado con el
trabajo por la relación:
• Se puede determinar la tensión para
componentes pasivos como resistencias,
capacitores y bobinas.
VOLTAJE
ÍndiceÍndice

• Las relaciones son las siguientes:
Para una resistencia:
Para un condensador:
Para una bobina:
VOLTAJE
ÍndiceÍndice

• La corriente o intensidad eléctrica es el flujo
de carga por unidad de tiempo que recorre un
material. Matemáticamente:
• Una corriente eléctrica, puesto que se trata de
un movimiento de cargas, produce un campo
magnético, lo que se aprovecha en el
electroimán.
CORRIENTE ELÉCTRICA
ÍndiceÍndice

• Podemos calcular también la corriente
eléctrica por unidad de área mediante el
análisis microscópico:
• Donde:
n:numero de cargas portadoras
q:carga del portador
v:velocidad del portador
CORRIENTE ELÉCTRICA
ÍndiceÍndice

• Entre las principales tenemos las siguientes:
COULOMB (C, unidad de carga eléctrica)
VOLTIO (V, unidad de tensión eléctrica)
OHMIO (Ω, unidad de resistencia eléctrica)
AMPERIO (A, unidad de corriente eléctrica)
UNIDADES ELÉCTRICAS
ÍndiceÍndice

• Existen otras unidades eléctricas que derivan de las
anteriores y de otras unidades mas y son las siguientes:
Siemens(S, unidad de conductancia eléctrica)
Faradio(F, unidad de capacidad eléctrica)
Tesla(T, unidad de campo magnético)
ÍndiceÍndice

Weber(Wb, unidad de flujo magnético)
Henrio(H, unidad de inductancia)
ÍndiceÍndice

• También llamada Sinusoidal. Se trata de una
señal analógica, puesto que existen infinitos
valores entre dos puntos cualquiera del
dominio. Así pues, podemos ver en la imagen
que la onda describe una curva continua. De
hecho, esta onda es la gráfica de la función
matemática SENO
ONDAS SENOIDALES
ÍndiceÍndice

• Este tipo de ondas son vistas en la Corriente
Alterna, puesto que en ésta, la dirección del
flujo eléctrico cambia constantemente en el
tiempo, y cada uno de estos cambios es
representado en la gráfica por un ciclo, puesto
que se considera que la carga va aumentando
hasta llegar a su máximo, luego disminuye
hasta cero y da paso al siguiente sentido.
ONDAS SENOIDALES
ÍndiceÍndice

• Una onda senoidal se caracteriza por:
• Amplitud: máximo voltaje que puede haber,
teniendo en cuenta que la onda no tenga
corriente continua.A0
• Periodo: tiempo en completar un ciclo, medido
en segundos. T
• Frecuencia: es el número de veces que se repite
un ciclo en un segundo, se mide en (Hz) y es la
inversa del periodo (f=1/T)
• Fase: el ángulo de fase inicial en radianes. (ßRd)
ONDAS SENOIDALES
ÍndiceÍndice

• Si la fórmula es así:
• Recuerda que:
• ω es la pulsación: 2πf
• β es la fase inicial. muchas veces este dato no
se tiene en cuenta al considerar el sistema en
estado estacionario.
ONDAS SENOIDALES
ÍndiceÍndice

ONDAS SENOIDALES
ÍndiceÍndice

Frecuencia: es el número de veces que se repite
un ciclo en un segundo, se mide en (Hz) y es la
inversa del periodo.
ONDAS SENOIDALES
ÍndiceÍndice

Fase: el ángulo de fase inicial en radianes.
ONDAS SENOIDALES
ÍndiceÍndice

Frecuencia modulada
En telecomunicaciones, la frecuencia
modulada (FM) o modulación de frecuencia
es una modulación angular que transmite
información a través de una onda portadora
variando su frecuencia.
ONDAS SENOIDALES
ÍndiceÍndice

La frecuencia modulada posee varias ventajas
sobre el sistema de modulación de amplitud
(AM). La más importante es que al sistema FM
apenas le afectan las interferencias y descargas
estáticas. Las estaciones o emisoras comerciales
de radio FM tienen frecuencias entre 88 y 108
Mhz. El alcance en estas bandas está limitado
para que pueda haber emisoras de la misma
frecuencia situadas a unos cientos de kilómetros
sin que se interfieran entre ellas.
ONDAS SENOIDALES
ÍndiceÍndice

Pico o cresta: Valor máximo, de signo positivo
(+), que toma la onda sinusoidal del espectro
electromagnético, cada medio ciclo, a partir
del punto “0”. Ese valor aumenta o disminuye
a medida que. la amplitud “A” de la propia
onda crece o decrece positivamente por
encima del valor "0".
VALOR MÁXIMO
ÍndiceÍndice

Amplitud modulada
Amplitud modulada (AM) o modulación de
amplitud es un tipo de modulación lineal que
consiste en hacer variar la amplitud de la onda
portadora de forma que esta cambie de
acuerdo con las variaciones de nivel de la
señal moduladora, que es la información que
se va a transmitir.
VALOR MAXIMO
ÍndiceÍndice

AM es el acrónimo de Amplitude Modulation
(en español: Modulación de Amplitud) la cual
consiste en modificar la amplitud de una señal
de alta frecuencia, denominada portadora, en
función de una señal de baja frecuencia,
denominada moduladora, la cual es la señal
que contiene la información que se desea
transmitir. La banda de radiodifusión
comercial AM abarca desde 535 a 1605 kHz.
VALOR MAXIMO
ÍndiceÍndice

El valor promedio de tensión y de corriente se
puede determinar como el promedio de todos
los valores instantáneos en un semiciclo de la
forma de onda. Se denota por las letras Eprom
si es la tensión o Iprom si es la corriente. En
relación con los otros valores máximos de
tensión o de corriente se tienen las siguientes
igualdades:
Eprom = 0.637 · Em ó Iprom = 0.637 · Im
VALOR PROMEDIO
ÍndiceÍndice

La corriente alterna y los voltajes (cuando son alternos) se
expresan de forma común por su valor efectivo o RMS (Root
Mean Square – Raíz Media Cuadrática).
Cuando se dice que en nuestras casas tenemos 120 o 220
voltios, éstos son valores RMS o eficaces.
Un valor en RMS de una corriente es el valor, que produce
la misma disipación de calor que una corriente continua de
la misma magnitud.
VALOR EFICAZ O RMS
ÍndiceÍndice

En otras palabras el valor RMS es el valor del voltaje o
corriente en C.A. que produce el mismo efecto de disipación
de calor que su equivalente de voltaje o corriente directa
Ejemplo: 1 amperio (ampere) de corriente alterna (c.a.)
produce el mismo efecto térmico que un amperio (ampere)
de corriente directa (c.d.) Por esta razón se utiliza el termino
“efectivo”
El valor efectivo de una onda alterna se determina
multiplicando su valor máximo por 0.707 Entonces VRMS =
VPICO x 0.707
VALOR EFICAZ O RMS
ÍndiceÍndice

Por lo tanto el valor eficaz de la corriente y la
tensión de suma importancia en cálculos de
potencia
Irms=(media de la suma de valores al cuadrado de
la corriente alterna)^0.5
Vrms=(media de la suma de valores al cuadrado de
la tensión alterna)^0.5
VALOR EFICAZ O RMS
ÍndiceÍndice

Para un forma de onda senoidal de la fig 1 si elevamos al
cuadrado la señal se obtiene la grafica de la fig 2
Fig 1:
VALOR EFICAZ O RMS
ÍndiceÍndice

Fig. 2:
VALOR EFICAZ O RMS
ÍndiceÍndice

El valor medio de la señal al cuadrado es ((maximo
valor)^2)/2
Se demuestra que el valor eficaz es
Valor eficaz o rms de la corriente=(maximo valor de
corriente/2^0.5)
VALOR EFICAZ O RMS
ÍndiceÍndice

Valor eficaz o rms de la tensión=máximo valor de
tensión/2^0.5
También se puede decir que el
valor eficaz=0.707 del valor máximo
VALOR EFICAZ O RMS
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En la literatura inglesa este valor se conoce como R.M.S. (root mean
square, valor cuadrático medio), y de hecho en matemáticas a veces es
llamado valor cuadrático medio de una función. En el campo industrial,
el valor eficaz es de gran importancia ya que casi todas las operaciones
con magnitudes energéticas se hacen con dicho valor. De ahí que por
rapidez y claridad se represente con la letra mayúscula de la magnitud
que se trate (I, V, P, etc.). Matemáticamente se demuestra que para una
corriente alterna senoidal el valor eficaz viene dado por la expresión:
VALOR EFICAZ O RMS
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Demostración:
Partiendo de la definición de valor eficaz
Esa integral, así tal cual, puede ser un poco engorrosa de resolver, por lo que
recurriré a una igualdad trigonométrica para simplificarla.
VALOR EFICAZ O RMS
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VALOR EFICAZ O RMS
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Valor pico a pico (App): Diferencia entre su pico o máximo positivo y su
pico negativo. Dado que el valor máximo de sen(x) es +1 y el valor
mínimo es -1, una señal sinusoidal que oscila entre +A0 y -A0. El valor de
pico a pico, escrito como AP-P, es por lo tanto (+A0)-(-A0) = 2×A0.
VALOR PICO A PICO
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• ELECTRONICA DIGITAL
• Se rige por los denominados circuitos digitales
o lógicos, llamados así porque trabajan con
señales que pueden adoptar uno de dos
valores posibles alto o bajo.
• A diferencia de la electrónica análoga que
trabajan con señales que pueden adoptar una
amplia gama de valores.
LENGUAJE DE LOS SISTEMAS DIGITALES DE
MEDICIÓN
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CODIGOS DIGITALES
• CODIGO BINARIO
• CODIGO BCD( DECIMAL CODIFICADO EN
BINARIO)
• CODIGO ASCII
CODIGOS DÍGITALES
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CODIGO BINARIO
• Este codigo solo utiliza los digitos 0 y 1 para
representar cualquier numero.
• En el sistema binario los pesos de estos digitos
son potencias de 2.
• El numero binario 101001 es 41 en decimal
CODIGO BINARIO
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TABLA
Numeros
decimales
equivalentes
en binario
CODIGO BINARIO
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CODIGO BCD
• Descimal codificado en binario
• El código BCD acada digito decimal se le
asignan 4 bits, correspondiente a su numero
binario natural
• Así por ejemplo para representar al numero
decimal 21 a BCD, utilizaremos en total 8 bits
• EJEMPLO:
CODIGO BCD
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TABLA
Numeros
decimales
equivalentes
en BCD
CODIGO BCD
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Ejemplos
• CONVERSION BINARIO-DECIMAL.
• EJEMPLO
• El numero 100 a binario
El numero en binario seria 1100100
EJEMPLO
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• DE BCD A DECIMAL
• EL CODIGO 001110010101.
• los cuatro primeros bits representan el 3.Los
siguientes cuatro representan el 9 y los
últimos cuatro el 5.
• 0011 » 3 » 0*8+0*4+1*2+1*1=3
• 1001 » 9 » 1*8+0*4+0*2+0*1=9
EJEMPLO
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• PARA COMVERTIR DE BINARIO A BCD SE
CONVIERTE PRIMERO A DECIMAL
• EJEMPLO
• EN BINARIO 1111 A BCD
• 1*2^3+1*2^2+1*2^1+1*2^0=15 EN DECIMAL
• 1 » 0001 , 5 » 0101
• EN BCD 0001 0101
EJEMPLO
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CODIGO ASCII
• El código ASCII (siglas en ingles para American Standard Code for Information
Interchange, es decir Código Americano (estadounidense) Estándar para el
intercambio de Información )(se pronuncia Aski).
• Este código nació a partir de reordenar y expandir el conjunto de símbolos y
caracteres ya utilizados por ese entonces en telegrafía por la compañía Bell.
En un primer momento solo incluía las letras mayúsculas, pero en 1967 se
agregaron las letras minúsculas y algunos caracteres de control, formando así lo
que se conoce como US-ASCII, es decir los códigos del 0 al 127.
Así con este conjunto de solo 128 caracteres fue publicado en 1967 como
estándar, conteniendo todos lo necesario para escribir en idioma ingles.
En 1986, se modifico el estándar para agregar nuevos caracteres latinos,
necesarios para la escrituras de textos en otros idiomas, como por ejemplo el
español, así fue como se agregaron los caracteres que van del ASCII 128 al 255
Casi todos los sistemas informáticos de la actualidad utilizan el código ASCII para
representar caracteres y textos
CODIGO ASCII
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 En la actualidad define códigos para 33 caracteres no
imprimibles, de los cuales la mayoría son caracteres
de control obsoletos que tienen efecto sobre cómo se
procesa el texto, más otros 95 caracteres imprimibles
que les siguen en la numeración (empezando por el
carácter espacio).
CODIGO ASCIICODIGO ASCII
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• Como utilizar el código ASCII:
• Sin saberlo lo utilizas todo el tiempo, cada vez que utilizas
algún sistema informático, pero si lo que necesitas es obtener
algunos de los caracteres no incluidos en un teclado debes
hacer lo siguiente, por ejemplo:
• Para obtener la letra, carácter o símbolo “E” : ( letra E
mayúscula )
1) Presiona la tecla “Alt” en tu teclado, y no la sueltes.
• 2) Sin dejar de presionar “Alt”, presiona en el teclado
numérico el número “69 , que es el numero de la letra o″
símbolo “E” en el código ASCII.
• 3) Ya está listo
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 Es un tipo de código alfanumérico usado especialmente para
representar números, letras y símbolos especiales El código
ASCII utiliza 7 bits para representar los caracteres, aunque
inicialmente empleaba un bit adicional (bit de paridad) que se
usaba para detectar errores en la transmisión.
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- es.wikipedia.org
- www.rincondelvago.com
-Raymond A. Serway/ John W. Jewett Jr .
Física para ciencias e ingenierías volumen II/ 6ta edición
- www.monografias.com
-sc.ehu.es
-www.campos.usal.es
-Sears Zemansky/ Young Freedman
Física universitaria volumen II/ undécima edición
-www.unicrom.com
-www.slideshare.net
-www.elcodigoascii.com.ar
CODIGO ASCIIBIBLIOGRAFIA

Electricidad y mediciones eléctricas

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