Los ultrasonidos se utilizan en medicina para obtener imágenes con frecuencias de hasta 20 millones de oscilaciones por segundo, como en obstetricia. También existen silbatos ultrasónicos para entrenar animales como perros.
La contaminación acústica se refiere al exceso de sonido que altera las condiciones normales del ambiente. Puede causar daños a la salud si no se controla. Las principales causas son el transporte, la industria y la construcción. El ruido puede causar pérdida de audición, estrés, problemas de sueño e interferir con la comunicación.
La electrónica estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo de electrones u otras partículas cargadas. Forma parte de campos como la ingeniería electrónica e informática. Se considera que comenzó con el diodo de vacío de John Ambrose Fleming en 1904, pero fue con el transistor de John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley en 1948 cuando se permitió una mayor miniaturización de los aparatos, ya que funciona en estado sólido en lugar de vacío y necesita menores tensiones.
Los motores eléctricos y otros equipos con cargas inductivas como acondicionadores de aire y tubos fluorescentes tienen un factor de potencia menor que 1, lo que reduce la eficiencia del equipo y de la red eléctrica y aumenta los costos de energía. Para calcular correctamente la potencia de estos equipos es necesario considerar su valor de factor de potencia.
La introducción de las magnitudes eléctricas requirió una nueva unidad fundamental, el culombio (C), nombrado en honor a Charles-Augustin de Coulomb, quien midió primero la fuerza entre cargas eléctricas. Debido a la dificultad de medir directamente las cargas eléctricas, la unidad básica se estableció como el amperio, y la unidad de carga eléctrica, el culombio, se definió como la cantidad de carga que fluye a través de un conductor con una corriente de
La red de transporte eléctrico transforma y eleva la tensión de la energía producida para reducir las pérdidas durante su transmisión a largas distancias a través de subestaciones y líneas de alta tensión. Las líneas de transmisión, constituidas por cables conductores y torres de soporte, transportan la energía a grandes distancias operando usualmente a voltajes de 220 kV o más.
El suministro eléctrico consiste en las etapas de generación, transmisión y distribución necesarias para llevar la energía eléctrica al consumidor final. Dado que la energía eléctrica no puede almacenarse fácilmente, el sistema genera y distribuye la energía a medida que se consume. Los gobiernos supervisan las tres etapas a través de instituciones especializadas debido a la importancia de la energía eléctrica para el desarrollo de los países.
Este documento describe las celdas de combustible como dispositivos electroquímicos que generan electricidad de manera continua a partir de reactivos externos como el hidrógeno y el oxígeno, a diferencia de las baterías que tienen una capacidad limitada. Funcionan mediante la acción de catalizadores en los electrodos en lugar de cambios químicos como en las baterías, lo que los hace más estables. Las celdas de hidrógeno usan hidrógeno en el ánodo y oxígeno en el cátodo, pudiendo obtener
Una pila eléctrica genera energía eléctrica mediante un proceso químico transitorio, pero sus características se debilitan con el tiempo y requieren renovar sus elementos. Una pila tiene dos terminales, un polo positivo y uno negativo, y genera energía a través de una reacción química entre sus electrodos. Aunque las pilas parecen simples, su funcionamiento es complejo y ha motivado investigaciones científicas durante siglos para comprenderlo mejor.
La contaminación acústica se refiere al exceso de sonido que altera las condiciones normales del ambiente. Puede causar daños a la salud si no se controla. Las principales causas son el transporte, la industria y la construcción. El ruido puede causar pérdida de audición, estrés, problemas de sueño e interferir con la comunicación.
La electrónica estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo de electrones u otras partículas cargadas. Forma parte de campos como la ingeniería electrónica e informática. Se considera que comenzó con el diodo de vacío de John Ambrose Fleming en 1904, pero fue con el transistor de John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley en 1948 cuando se permitió una mayor miniaturización de los aparatos, ya que funciona en estado sólido en lugar de vacío y necesita menores tensiones.
Los motores eléctricos y otros equipos con cargas inductivas como acondicionadores de aire y tubos fluorescentes tienen un factor de potencia menor que 1, lo que reduce la eficiencia del equipo y de la red eléctrica y aumenta los costos de energía. Para calcular correctamente la potencia de estos equipos es necesario considerar su valor de factor de potencia.
La introducción de las magnitudes eléctricas requirió una nueva unidad fundamental, el culombio (C), nombrado en honor a Charles-Augustin de Coulomb, quien midió primero la fuerza entre cargas eléctricas. Debido a la dificultad de medir directamente las cargas eléctricas, la unidad básica se estableció como el amperio, y la unidad de carga eléctrica, el culombio, se definió como la cantidad de carga que fluye a través de un conductor con una corriente de
La red de transporte eléctrico transforma y eleva la tensión de la energía producida para reducir las pérdidas durante su transmisión a largas distancias a través de subestaciones y líneas de alta tensión. Las líneas de transmisión, constituidas por cables conductores y torres de soporte, transportan la energía a grandes distancias operando usualmente a voltajes de 220 kV o más.
El suministro eléctrico consiste en las etapas de generación, transmisión y distribución necesarias para llevar la energía eléctrica al consumidor final. Dado que la energía eléctrica no puede almacenarse fácilmente, el sistema genera y distribuye la energía a medida que se consume. Los gobiernos supervisan las tres etapas a través de instituciones especializadas debido a la importancia de la energía eléctrica para el desarrollo de los países.
Este documento describe las celdas de combustible como dispositivos electroquímicos que generan electricidad de manera continua a partir de reactivos externos como el hidrógeno y el oxígeno, a diferencia de las baterías que tienen una capacidad limitada. Funcionan mediante la acción de catalizadores en los electrodos en lugar de cambios químicos como en las baterías, lo que los hace más estables. Las celdas de hidrógeno usan hidrógeno en el ánodo y oxígeno en el cátodo, pudiendo obtener
Una pila eléctrica genera energía eléctrica mediante un proceso químico transitorio, pero sus características se debilitan con el tiempo y requieren renovar sus elementos. Una pila tiene dos terminales, un polo positivo y uno negativo, y genera energía a través de una reacción química entre sus electrodos. Aunque las pilas parecen simples, su funcionamiento es complejo y ha motivado investigaciones científicas durante siglos para comprenderlo mejor.
Una central termoeléctrica genera electricidad a partir del calor producido por la combustión de combustibles fósiles como el petróleo, el gas natural o el carbón, o por la fisión nuclear del uranio. En su forma más común, una central termoeléctrica consiste en una caldera que quema combustible para generar vapor de agua a alta presión y temperatura, el cual se expande en una turbina de vapor para impulsar un generador eléctrico.
Desde que Nikola Tesla descubrió la corriente alterna, se han construido grandes centrales eléctricas y redes de transporte para llevar electricidad a todo el mundo, pero el acceso a la electricidad sigue siendo desigual entre países industrializados y del tercer mundo. La generación de energía eléctrica implica transformar energías como química, mecánica o térmica en electricidad mediante centrales eléctricas, que son el primer eslabón en el suministro de electricidad.
Los tres fenómenos termoeléctricos están relacionados por las relaciones de Thomson. El efecto Seebeck genera una fuerza electromotriz cuando dos metales a diferentes temperaturas se ponen en contacto. Este efecto es la base de funcionamiento de los termopares, que se usan para medir la temperatura en dispositivos domésticos como cocinas y calefactores. El efecto Peltier requiere entregar o extraer calor para mantener constante la temperatura de una unión bimetálica cuando circula una corriente eléctrica a través de
Un circuito se define como un conjunto de componentes pasivos y activos interconectados por conductores que forman un camino cerrado para la circulación de corriente eléctrica. Aunque tradicionalmente las instalaciones eléctricas domésticas se llamaban circuitos eléctricos y los circuitos internos de los aparatos electrónicos circuitos electrónicos, hoy en día esta distinción es menos clara dado que los hogares incorporan cada vez más componentes semiconductores y microprocesadores típicos de la electrónica.
La corriente eléctrica se define como el flujo de carga eléctrica a través de un material sometido a una diferencia de potencial. Históricamente se pensó que era un flujo de cargas positivas, pero se descubrió que en realidad son electrones los que se mueven, con carga negativa. A partir de la corriente eléctrica se definen la intensidad y la densidad de corriente, siendo la intensidad importante para calcular la sección de los elementos conductores de un circuito.
La conducción eléctrica en los materiales sólidos se debe al movimiento de los electrones externos de los átomos. En los materiales superconductores, los electrones pueden moverse libremente a bajas temperaturas debido a efectos cuánticos, mientras que en los líquidos la conducción ocurre por el desplazamiento de átomos o moléculas ionizadas. Los materiales superconductores generan campos magnéticos extremadamente fuertes cuando se usan en imanes superconductores.
El voltaje es la energía potencial por unidad de carga asociada a un campo electrostático, medida en voltios. Representa la diferencia de energía potencial entre dos puntos y puede verse como una "presión eléctrica" que crea un campo eléctrico y fuerzas sobre las cargas cuando varía. En campos no estacionarios, el campo eléctrico induce campos magnéticos variables que generan una fuerza electromotriz medida también en voltios; esta permite mantener diferencias de potencial en circuitos abiertos o producir corriente en
La teoría del electromagnetismo unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría mediante cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales conocidas como ecuaciones de Maxwell. Estas ecuaciones relacionan los campos eléctrico y magnético con sus fuentes materiales como la densidad de carga eléctrica y la corriente eléctrica. Maxwell unificó trabajos previos sobre electricidad y magnetismo de Faraday, Ørsted y otros en un conjunto de ecuaciones que describen ambos fenómenos como un solo
Los campos eléctrico y magnético son campos vectoriales que se caracterizan por un módulo, dirección y sentido en cada punto del espacio y tiempo. Según el principio de superposición, el campo resultante es la suma vectorial de los campos creados por cada carga eléctrica. Se representan mediante líneas de campo que son curvas tangentes a la dirección del vector de campo. Aunque la materia es eléctricamente neutra, dentro contiene cargas positivas y negativas cercanas que generan campos dipolares como el de dos
Coulomb fue el primero en determinar en 1785 que la magnitud de la fuerza entre dos cargas eléctricas puntuales es directamente proporcional al producto de sus magnitudes e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Para cargas distribuidas de manera arbitraria, no es posible escribir expresiones explícitas de las fuerzas sino que hay que resolver las ecuaciones de Maxwell y derivar las fuerzas a partir de la energía electromagnética.
La carga eléctrica es una propiedad de partículas subatómicas que se manifiesta a través de las fuerzas entre ellas. La materia cargada interactúa con campos electromagnéticos y los genera. La interacción entre carga y campo eléctrico es la fuente de la interacción electromagnética, una de las cuatro interacciones fundamentales.
El documento explica las escalas de medición de la audición. Define el umbral de audición (UA) como la potencia mínima por unidad de área necesaria para que una persona escuche, que es de 10-12 W/m2 y corresponde a 0 dB. Luego compara el UA con otros sonidos comunes como el murmullo de las hojas a 10 dB, los susurros a 20 dB y una conversación normal a 60 dB.
La intensidad del sonido se mide en watts por metro cuadrado (W/m2), mientras que nuestra percepción subjetiva del sonido se mide en decibeles (dB). La relación entre la intensidad objetiva y nuestra percepción subjetiva del sonido sigue una escala logarítmica.
El oído humano puede detectar variaciones de presión tan pequeñas como una mil millonésima parte de la presión atmosférica. La intensidad del sonido se mide objetivamente como la potencia por unidad de área producida por la onda sonora.
El documento habla brevemente sobre el uso de sonares para ubicar obstáculos mediante el eco de ondas sonoras y explica que la intensidad del sonido depende de la amplitud, frecuencia y velocidad de propagación de la onda de sonido.
Los eventos naturales como erupciones volcánicas y terremotos, así como algunos animales como elefantes y ballenas, pueden emitir e incluso detectar infrasonidos con frecuencias que están fuera del rango de audición humana normal.
Los sonidos con frecuencias menores a 20 oscilaciones por segundo se llaman infrasonidos, mientras que los sonidos con frecuencias mayores a 20,000 oscilaciones por segundo se llaman ultrasonidos.
Los sonidos graves tienen una frecuencia baja mientras que los sonidos agudos tienen una frecuencia alta. El rango de frecuencias audibles para los humanos es normalmente de 20 a 20,000 oscilaciones por segundo.
El documento discute las relaciones entre los conceptos de ondas. Señala que la velocidad de una onda es igual al producto de su frecuencia y longitud de onda, y que el producto de la frecuencia y el período de una onda siempre es igual a uno.
Una central termoeléctrica genera electricidad a partir del calor producido por la combustión de combustibles fósiles como el petróleo, el gas natural o el carbón, o por la fisión nuclear del uranio. En su forma más común, una central termoeléctrica consiste en una caldera que quema combustible para generar vapor de agua a alta presión y temperatura, el cual se expande en una turbina de vapor para impulsar un generador eléctrico.
Desde que Nikola Tesla descubrió la corriente alterna, se han construido grandes centrales eléctricas y redes de transporte para llevar electricidad a todo el mundo, pero el acceso a la electricidad sigue siendo desigual entre países industrializados y del tercer mundo. La generación de energía eléctrica implica transformar energías como química, mecánica o térmica en electricidad mediante centrales eléctricas, que son el primer eslabón en el suministro de electricidad.
Los tres fenómenos termoeléctricos están relacionados por las relaciones de Thomson. El efecto Seebeck genera una fuerza electromotriz cuando dos metales a diferentes temperaturas se ponen en contacto. Este efecto es la base de funcionamiento de los termopares, que se usan para medir la temperatura en dispositivos domésticos como cocinas y calefactores. El efecto Peltier requiere entregar o extraer calor para mantener constante la temperatura de una unión bimetálica cuando circula una corriente eléctrica a través de
Un circuito se define como un conjunto de componentes pasivos y activos interconectados por conductores que forman un camino cerrado para la circulación de corriente eléctrica. Aunque tradicionalmente las instalaciones eléctricas domésticas se llamaban circuitos eléctricos y los circuitos internos de los aparatos electrónicos circuitos electrónicos, hoy en día esta distinción es menos clara dado que los hogares incorporan cada vez más componentes semiconductores y microprocesadores típicos de la electrónica.
La corriente eléctrica se define como el flujo de carga eléctrica a través de un material sometido a una diferencia de potencial. Históricamente se pensó que era un flujo de cargas positivas, pero se descubrió que en realidad son electrones los que se mueven, con carga negativa. A partir de la corriente eléctrica se definen la intensidad y la densidad de corriente, siendo la intensidad importante para calcular la sección de los elementos conductores de un circuito.
La conducción eléctrica en los materiales sólidos se debe al movimiento de los electrones externos de los átomos. En los materiales superconductores, los electrones pueden moverse libremente a bajas temperaturas debido a efectos cuánticos, mientras que en los líquidos la conducción ocurre por el desplazamiento de átomos o moléculas ionizadas. Los materiales superconductores generan campos magnéticos extremadamente fuertes cuando se usan en imanes superconductores.
El voltaje es la energía potencial por unidad de carga asociada a un campo electrostático, medida en voltios. Representa la diferencia de energía potencial entre dos puntos y puede verse como una "presión eléctrica" que crea un campo eléctrico y fuerzas sobre las cargas cuando varía. En campos no estacionarios, el campo eléctrico induce campos magnéticos variables que generan una fuerza electromotriz medida también en voltios; esta permite mantener diferencias de potencial en circuitos abiertos o producir corriente en
La teoría del electromagnetismo unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría mediante cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales conocidas como ecuaciones de Maxwell. Estas ecuaciones relacionan los campos eléctrico y magnético con sus fuentes materiales como la densidad de carga eléctrica y la corriente eléctrica. Maxwell unificó trabajos previos sobre electricidad y magnetismo de Faraday, Ørsted y otros en un conjunto de ecuaciones que describen ambos fenómenos como un solo
Los campos eléctrico y magnético son campos vectoriales que se caracterizan por un módulo, dirección y sentido en cada punto del espacio y tiempo. Según el principio de superposición, el campo resultante es la suma vectorial de los campos creados por cada carga eléctrica. Se representan mediante líneas de campo que son curvas tangentes a la dirección del vector de campo. Aunque la materia es eléctricamente neutra, dentro contiene cargas positivas y negativas cercanas que generan campos dipolares como el de dos
Coulomb fue el primero en determinar en 1785 que la magnitud de la fuerza entre dos cargas eléctricas puntuales es directamente proporcional al producto de sus magnitudes e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Para cargas distribuidas de manera arbitraria, no es posible escribir expresiones explícitas de las fuerzas sino que hay que resolver las ecuaciones de Maxwell y derivar las fuerzas a partir de la energía electromagnética.
La carga eléctrica es una propiedad de partículas subatómicas que se manifiesta a través de las fuerzas entre ellas. La materia cargada interactúa con campos electromagnéticos y los genera. La interacción entre carga y campo eléctrico es la fuente de la interacción electromagnética, una de las cuatro interacciones fundamentales.
El documento explica las escalas de medición de la audición. Define el umbral de audición (UA) como la potencia mínima por unidad de área necesaria para que una persona escuche, que es de 10-12 W/m2 y corresponde a 0 dB. Luego compara el UA con otros sonidos comunes como el murmullo de las hojas a 10 dB, los susurros a 20 dB y una conversación normal a 60 dB.
La intensidad del sonido se mide en watts por metro cuadrado (W/m2), mientras que nuestra percepción subjetiva del sonido se mide en decibeles (dB). La relación entre la intensidad objetiva y nuestra percepción subjetiva del sonido sigue una escala logarítmica.
El oído humano puede detectar variaciones de presión tan pequeñas como una mil millonésima parte de la presión atmosférica. La intensidad del sonido se mide objetivamente como la potencia por unidad de área producida por la onda sonora.
El documento habla brevemente sobre el uso de sonares para ubicar obstáculos mediante el eco de ondas sonoras y explica que la intensidad del sonido depende de la amplitud, frecuencia y velocidad de propagación de la onda de sonido.
Los eventos naturales como erupciones volcánicas y terremotos, así como algunos animales como elefantes y ballenas, pueden emitir e incluso detectar infrasonidos con frecuencias que están fuera del rango de audición humana normal.
Los sonidos con frecuencias menores a 20 oscilaciones por segundo se llaman infrasonidos, mientras que los sonidos con frecuencias mayores a 20,000 oscilaciones por segundo se llaman ultrasonidos.
Los sonidos graves tienen una frecuencia baja mientras que los sonidos agudos tienen una frecuencia alta. El rango de frecuencias audibles para los humanos es normalmente de 20 a 20,000 oscilaciones por segundo.
El documento discute las relaciones entre los conceptos de ondas. Señala que la velocidad de una onda es igual al producto de su frecuencia y longitud de onda, y que el producto de la frecuencia y el período de una onda siempre es igual a uno.
2. Por otro lado, en Medicina se utilizan ultrasonidos (de frecuencias
no audibles) de hasta veinte millones de oscilaciones por segundo
para la obtención de imágenes (en obstetricia, por ejemplo). Existen
silbatos que producen ultrasonidos que se usan para entrenar perros y
otros animales.