Transductores Eléctricos

CAPITULO 1 TRANSDUCTORES ELECTRICOS

1.1 CARGA Y CORRIENTE ELÉCTRICA

La electricidad es un fenómeno físico originado por cargas eléctricas estáticas o en movimiento y por su interacción. Cuando una carga se encuentra en reposo produce fuerzas sobre otras situadas en su entorno. La carga es la unidad fundamental de la energía eléctrica y se postula por definición que es indivisible. Si la carga se desplaza produce también fuerzas magnéticas. Hay dos tipos de cargas eléctricas, llamadas positivas y negativas. La electricidad está presente en algunas partículas subatómicas. La partícula fundamental más ligera que lleva carga eléctrica es el electrón, que transporta una unidad de carga. Los átomos en circunstancias normales contienen electrones, y a menudo los que están más alejados del núcleo se desprenden con mucha facilidad. En algunas sustancias, como los metales, proliferan los electrones libres. De esta manera un cuerpo queda cargado eléctricamente gracias a la reordenación de los electrones. Un átomo normal tiene cantidades iguales de carga eléctrica positiva y negativa, por lo tanto es eléctricamente neutro. La cantidad de carga eléctrica transportada por todos los electrones del átomo, que por convención son negativas, esta equilibrada por la carga positiva localizada en el núcleo. Si un cuerpo contiene un exceso de electrones quedará cargado negativamente. Por lo contrario, con la ausencia de electrones un cuerpo queda cargado positivamente, debido a que hay más cargas eléctricas positivas en el núcleo.

La unidad de carga es el coulomb denotado por la letra C, el electrón es la unidad de carga elemental y tiene un valor de e- = 1.602 x 10-19 C.

Corriente eléctrica es el flujo o movimiento de partículas cargadas en una dirección determinada, si la carga es transferida a razón de 1 coulomb por segundo se dice que la intensidad de la corriente es de 1 ampere. Como convención se ha tomado como sentido positivo de la corriente, el sentido de las cargas positivas. Esto se debe a que al principio de las investigaciones sobre electricidad se pensaba que la corriente viajaba de lo positivo hacia lo negativo, ahora sabemos que en los conductores metálicos la corriente es el movimiento de los electrones que son atraídos fuera de sus órbitas, contrario a lo que se había establecido, pero se optó por esta convención por ser la aceptada en los textos de análisis de circuitos.

Def. de Electricidad: es una forma de energía originado por el movimiento ordenado de electrones. La electricidad fluye mejor en algunos materiales que en otros, por ejemplo, le resistencia que un cable ofrece al paso de la corriente eléctrica depende y

seg

Electrones

seg

coulomb

Ampere

1

10246.

.1

1

1

28



se mide por su grosor, longitud y el metal con el que está hecho. A menor resistencia del material, mejor será la conducción de la electricidad en el mismo.

1.2 ENERGÍA, VOLTAJE Y POTENCIA

Para poder mover las cargas en un conductor de una forma ordenada, como una corriente eléctrica es necesario aplicar una fuerza externa llamada fuerza electromotriz (FEM), de esta manera se ejerce un trabajo sobre las cargas, entonces la diferencia de potencial o voltaje en un campo eléctrico es por definición; el trabajo o energía necesaria para mover una carga eléctrica de un punto a otro en contra o a favor de las fuerzas del campo donde esta se encuentra.

Como podemos observar el trabajo se encuentra en joule y la carga en coulombs, por lo tanto la tensión se encuentra en voltios. Un voltio corresponde al trabajo de 1 joules al desplazar 1 coulomb de carga de un punto a otro.

Las cantidades v e i son comúnmente funciones del tiempo, por lo tanto la potencia también es una cantidad variante en el tiempo, en algunos casos es llamada potencia instantánea porque su valor es la potencia en el instante en que se miden v e i.

En Física, potencia es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo. Esto es equivalente a la velocidad de cambio de energía en un sistema o al tiempo empleado en realizar un trabajo.

Energía = Joules = Watts-hora

 Energía = Trabajo = Potencia x Tiempo

Así como se miden y se pesan las cosas que usamos o consumimos normalmente, también la energía eléctrica se mide en Watts-hora. El Watt es una unidad de potencia y equivale a un Joule por segundo. Para efectos prácticos, en nuestra factura de consumo de energía eléctrica se nos cobra por la cantidad de kiloWatts-hora (kWh) que hayamos consumido durante un periodo determinado (generalmente, dos meses). Un kiloWatt-hora equivale a la energía que consumen:

 Un foco de 100 watts encendido durante diez horas

 10 focos de 100 watts encendidos durante una hora

 Una plancha utilizada durante una hora

 Un televisor encendido durante veinte horas

 Un refrigerador pequeño en un día

 Una computadora utilizada un poco más de 6 horas y media

VIP

AmpereVoltsWatts

CorrienteVoltajePotencia

seg

Coulomb

Coulomb

Joules

seg

Joules

WattsP









1.3

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