martes, 29 de abril de 2008

Voltaje-Resistencia-Intensidad-Capacitancia... mucho conocimiento por hoy.





1.- ¿Cómo funciona la batería de un auto en términos de potencial eléctrico?
Pues no podría ser así de simple como girar nuestra mano y encender el auto e irnos... el automóvil tiene también su corazón y éste es la batería, se le llama así porque, muchas veces, se conectan varios acumuladores en serie, para aumentar el voltaje suministrado. Así la batería de un automóvil está formada internamente por 6 elementos acumuladores del tipo plomo-ácido, cada uno de los cuales suministra electricidad con una tensión de unos 2 V, por lo que el conjunto entrega los habituales 12 V o por 12 elementos, con 24 V para los camiones.

Las baterías de almacenamiento o acumuladores consisten en conjuntos de células secundarias. Mientras una célula primaria depende de un consumo irreversible de sus partes componentes, una célula secundaria puede agotarse por descarga, y luego volver al estado de carga integral si se hace circular una corriente continua o directa a través de ella en dirección contraria a la de la descarga. Este proceso puede repetirse centenares de veces antes de que la batería se gaste. La batería de un automóvil está constituida por un conjunto de acumuladores de plomo. Cada uno contiene dos placas de plomo que adoptan la forma de rejillas para aumentar el área superficial. Los orificios de la rejilla negativa se llenan con plomo esponjoso; los de la rejilla positiva con bióxido de plomo. El conjunto de células secundarias formadas por una serie de placas alternadas de plomo y bióxido de plomo, se sumergen en una solución de ácido sulfúrico en agua destilada. Tanto el plomo como el bióxido de plomo reaccionan con el ácido sulfúrico y forman sulfato de plomo y agua. Se liberan iones de hidrógeno positivo y iones de sulfato negativos. El sulfato de plomo resulta prácticamente insoluble en el electrólito, y forma un depósito blanco sobre las placas. Cuando ambos conjuntos de placas están cubiertos, la batería se ha agotado, o está descargada, porque ya no hay diferencia de potencial entre las placas. Cuando una corriente continua externa se conecta con las placas para recargarlas, los iones de hidrógeno emigran a las placas negativas y los iones de sulfato a las positivas. Vuelve a formarse plomo esponjoso en las placas negativas, y bióxido de plomo en las positivas. Si la batería recargada se conecta, por ejemplo con el circuito de un automóvil, comienza a descargarse. Es decir, suministra electricidad al circuito hasta que nuevamente se descarga. El voltaje nominal de una célula de plomo es aproximadamente de dos voltios, y una batería de automóvil generalmente consiste en seis células conectadas en serie, de modo que se obtienen doce voltios en las terminales de la batería.

Los dos metales distintos de la pila plomo-ácido son plomo (Pb) en forma de una placa formada por metal finamente dividido, y perióxido de.plomo (PbO2). El plomo es el electrodo negativo y el peróxido el positivo. Estos materiales son relativamente blandos y se pasan por las aberturas de una rejilla que forma una placa corrugada. El electrólito es ácido sulfúrico (H2SO4) mezclado con agua destilada (H2O). Una pila está formada por varias placas negativas y positivas, unidas y contenidas dentro de un recipiente, junto con el electrólito.



2.- ¿Cómo funcionan y para qué sirven los bancos de capacitores en las industrias?


Como su nombre lo dice, los bancos de capacitores son un conjunto de muchos capacitores conectados para almacenar mucha más carga. Los bancos de capacitores de potencia son agrupamientos de unidades montadas sobre bastidores metálicos, que se instalan en un punto de la red de MT (en subestaciones o en alimentadores de distribución) con el objeto de suministrar potencia reactiva y regular la tensión del sistema.

El diseño de los bancos de los bancos debe atender a los siguientes criterios:

Lograr la potencia reactiva deseada en un punto del sistema, dividiendo este valor en una determinada cantidad de capacitores monofásicos de una potencia unitaria normalizada.
Conectar las unidades en una conexión definida generalmente en estrella o doble estrella con neutro flotante. De este modo normalmente los capacitores tienen una tensión nominal igual a la tensión de fase del sistema.
Efectuar el conexionado de modo tal que permita el uso de un esquema de protección seguro, sencillo y económico.
Si fuera conveniente, dividir la potencia total del banco en escalones, de modo de insertarlos progresivamente en función de las necesidades de potencia reactiva del sistema en cada momento.
Instalar el banco en un sitio que satisfaga condiciones de seguridad, comodidad, facilidad para su operación, control y mantenimiento, y que esté protegido contra intervenciones no autorizadas o vandalismo.

Además de las unidades capacitivas, los bancos pueden incluir elementos de protección, maniobra y control tales como seccionadores fusibles, llaves de maniobra en vacío o en aceite, sistemas de protección por desequilibrio, controladores automáticos, reactancias de inserción, etc.


3.- ¿Cómo funcionan los teclados capacitivos?

Pasando a una tecnología no mecánica, encontramos los teclados capacitivos. En estos, los interruptores no son realmente mecánicos: de hecho, la corriente fluye continuamente por toda la matriz de teclas.

Cada tecla está provista de un muelle, que asegura el retorno a su posición original tras una pulsación. Bajo la superficie de cada tecla se halla una pequeña placa metálica. Bajo dicha placa, a una cierta distancia, se halla otra nueva placa metálica. El conjunto de dos placas metálicas separadas por un material dieléctrico no es más que un condensador. La capacidad de dicho condensador varía en función de la distancia entre las placas. Por tanto, al pulsar la tecla (y por tanto acercar las placas), se produce un cambio de capacidad que sirve para detectar la pulsación de la tecla.

El coste de estos teclados es elevado pero, por otro lado, se deterioran muy poco. Esto último les permite gozar de una larga vida, mayor que la ofrecida por cualquier otra tecnología de teclados. Ya que las dos placas nunca entran en contacto directo, no existen rebotes, lo que supone otra ventaja importante.

Los teclados que generalmente existen e las computadoras, como el que utilizamos a diario (algunas personas) son teclados de membrana, es decir, tienen un sistema mecánico de presión, cada vez que una tecla se presiona la señal es codificada por un procesador y esta señal se transmite en la pantalla. El beneficio de los teclados capacitivos es que éstos poseen un sistema que no es mecánico, es decir, el desgaste y la posibilidad de falla debido al contacto no existe o existe en menor medida debido a la explicación hecha con anterioridad.

4.- ¿Para qué sirven y cómo funcionan los sensores capacitivos?

Un sensor capacitivo es, básicamente, un condensador en el que puede variar cualquiera de los parámetros que definen su capacidad: área efectiva, distancia entre placas y permitividad del dieléctrico. Al colocar cualquier tipo de objeto delante del sensor, se varía el dieléctrico del condensador y, por tanto, la capacidad de este. Al variar la capacidad variaremos la amplitud de las oscilaciones análogamente a como pasa en el sensor inductivo.

Consta de una sonda situada en la parte posterior de la cara del sensor el cual es una placa condensadora. Al aplicar corriente al sensor, se genera un campo electrostático que reacciona a los cambios de la capacitancia causados por la presencia de un objeto. Cuando el objeto se encuentra fuera del campo electrostático, el oscilador permanece inactivo, pero cuando el objeto se aproxima, se desarrolla un acoplamiento capacitivo entre éste y la sonda capacitiva. Cuando la capacitancia alcanza un límite especificado, el oscilador se activa, lo cual dispara el circuito de encendido y apagado.


Algunas de sus aplicaciones son la detección de nivel de aceite, agua, PVC, colorantes, harina, azúcar, leche en polvo, posicionamiento de cintas transportadoras, detección de bobinas de papel, conteo de piezas metálicas y no metálicas, entre otros.


5-. ¿De dónde viene la palabra Volt, cuál es su origen y en honor a quién recibe ese nombre?
El voltio o volt es la unidad derivada del SI para el potencial eléctrico, fuerza electromotriz y el voltaje. Recibe su nombre en honor de Alessandro Volta, quien en 1800 inventó la pila voltaica, la primera batería química. Es representado simbólicamente por V.
El voltio se define como la diferencia de potencial a lo largo de un conductor cuando una corriente con una intensidad de un amperio utiliza un vatio de potencia.

El voltio también puede ser definido como la diferencia de potencial existente entre dos puntos tales que hay que realizar un trabajo de 1 julio para trasladar del uno al otro la carga de 1 culombio.

Alessandro Volta, un físico de Venecia, es mejor conocido por su trabajo pionero en la electricidad. Volta nació en Como y se educó en las escuelas públicas. En 1774 obtuvo la cátedra de física en la Real Escuela en Como, en el año siguiente, ideó la electrophorus, un instrumento que producía cargas de electricidad estática.
En el año 1800 había desarrollado la llamada pila paneles, una precursora de la batería eléctrica, que producía un flujo constante de electricidad
La pila voltaica consiste de treinta discos de metal, separados por paños humedecidos con agua salada.

Alessandro Volta comunica su descubrimiento de la pila a la Royal Society londinense el 20 de marzo de 1800. La correspondiente carta fue leída en audiencia del 39 de junio del mismo año, y tras varias reproducciones del invento, efectuadas por los miembros de la sociedad, se le otorgó a Volta el correspondiente crédito.

En el año 1816, en el mes de septiembre, viaja a París aceptando una invitación del propio Napoleón Bonaparte, para que exponga las características de su invento, en el Instituto de Francia. El propio Bonaparte, participó con entusiasmo en las correspondientes sesiones, y exposiciones, y recomendó para Volta los máximos honores. El 2 de noviembre del mismo año, la comisión de científicos distinguidos por la Academia de las Ciencias del Instituto de Francia para evaluar el invento de Volta emitió el informe correspondiente aseverando su validez, y recomendando para Volta la más alta distinción de la institución, la medalla de oro al mérito científico.


6.- ¿Qué son los precipitadotes electrostáticos y cuál es su funcionamiento básico?

Los precipitadores electrostáticos son dispositivos que se utilizan para atrapar partículas a través de la ionización de las mismas. Se emplean para reducir la contaminación atmosférica producida por humos y otros desechos industriales gaseosos, especialmente en las plantas que funcionan en base a combustibles fósiles.
Un precipitador electrostático (ESP por sus siglas en inglés), o un filtro de aire electrostático es un dispositivo que remueve partículas de un gas que fluye (como el aire) usando la fuerza de una carga electrostática inducida.

Los precipitadores electrostáticos son dispositivos de filtración altamente eficientes, que mínimamente impiden el flujo de los gases a través del dispositivo, y pueden remover fácilmente finas partículas como polvo y humo de la corriente de aire.
El precipitador más básico contiene una fila de alambres finos, seguido por pilas de placas planas de metal espaciadas aproximadamente 1 centímetros. La corriente de aire pasa a través de los espacios entre los alambres y después atraviesa el apilado de placas.
Una fuente de alto voltaje transfiere electrones de las placas hacia los alambres, desarrollando así una carga negativa de varios miles de voltios en los alambres, relativa a la carga positiva de las placas. Mientras que la materia de partículas atraviesa la fuerte carga negativa de los alambres, la materia de partículas toma la carga negativa y se ioniza. Las partículas ionizadas entonces pasan a través de las placas cargadas positivamente, siendo atraídas por éstas placas.

Una vez que las partículas están en contacto con la placa positiva, entonces ceden sus electrones y se convierten en partículas cargadas positivamente como la placa, y comienzan a actuar así como parte del colector. Debido a este mecanismo, los precipitadores electrostáticos pueden tolerar grandes cantidades de acumulación de residuo en las placas de recolección y seguir funcionando eficientemente, puesto que la materia por sí misma ayuda a recolectar más materia de la corriente de aire.
La falla del precipitador usualmente solo ocurre una vez que se haya formado en las placas una acumulación muy pesada de material. La acumulación puede llegar a ser bastante pesada como para bloquear la circulación de aire, o puede ser bastante densa como para ocasionar un corto circuito al permitir que la corriente atraviese el aislamiento. (esto típicamente no daña la fuente de alimentación, pero detiene efectivamente la precipitación electrostática adicional)

7.- ¿Qué es la resistencia? Y ¿cómo funciona una plancha?

Se denomina resistencia eléctrica, R, de una sustancia, a la oposición que encuentra la corriente eléctrica para circular a través de dicha sustancia. Su valor viene dado en ohmios, se designa con la letra griega omega mayúscula (Ω), y se mide con el Óhmetro.

Esta definición es válida para la corriente continua y para la corriente alterna cuando se trate de elementos resistivos puros, esto es, sin componente inductiva ni capacitiva. De existir estos componentes reactivos, la oposición presentada a la circulación de corriente recibe el nombre de impedancia.

Según sea la magnitud de esta oposición, las sustancias se clasifican en conductoras, aislantes y semiconductoras. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nulo.

Hablando del conocidísimo electrodoméstico y poco utilizado (más por ignorancia que por capacidad) por nosotros los hombres, me refiero a la plancha,ésta consiste en un circuito en serie donde se aplica una fuente de voltaje a una resistencia. En el caso de la plancha la resistencia es baja, la que propicia el libre paso de la corriente. Cuando eso ocurre la resistencia se calienta. Por diseño de la plancha la envoltura de la resistencia (cerámica) esta haciendo contacto con la plancha de acero (base de la plancha), transfiriendo el calor.

8.- ¿Cómo mide un voltímetro?

Para efectuar la medida de la diferencia de potencial el voltímetro ha de colocarse en paralelo, esto es, en derivación sobre los puntos entre los que tratamos de efectuar la medida. Esto nos lleva a que el voltímetro debe poseer una resistencia interna lo más alta posible, a fin de que no produzca un consumo apreciable, lo que daría lugar a una medida errónea de la tensión. Para ello, en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica, estarán dotados de bobinas de hilo muy fino y con muchas espiras, con lo que con poca intensidad de corriente a través del aparato se consigue la fuerza necesaria para el desplazamiento de la aguja indicadora.
En la actualidad existen dispositivos digitales que realizan la función del voltímetro presentando unas características de aislamiento bastante elevadas empleando complejos circuitos de aislamiento. A continuación se explican algunos tipos de voltímetro que existen en el mercado:
Voltímetros electromecánicos
Estos voltímetros, en esencia, están constituidos por un galvanómetro cuya escala ha sido graduada en voltios. Existen modelos que separan las corrientes continua y alterna de la señal, pudiendo medirlas independientemente.
Voltímetros electrónicos
Añaden un amplificador para proporcionar mayor impedancia de entrada (del orden de los 20 megaohmios) y mayor sensibilidad. Algunos modelos ofrecen medida de "verdadero valor eficaz" para corrientes alternas. Los que no miden el verdadero valor eficaz es por que miden el valor de pico a pico, y suponiendo que se trata de una señal sinusoidal perfecta, calculan el valor eficaz por medio de la siguiente fórmula:
Voltímetros vectoriales
Se utilizan con señales de microondas. Además del módulo de la tensión dan una indicación de su fase.
Voltímetros digitales
Dan una indicación numérica por que segun la velocidad de los vientos del norte de sudafrica de la tensión. Suelen tener prestaciones adicionales como memoria, detección de valor de pico, verdadero valor eficaz (RMS), autorrango y otras.
El sistema de medida emplea técnicas de conversión analógico-digital para obtener el valor numérico mostrado en una pantalla numérica LCD.
El primer voltímetro digital fue inventado y producido por Andrew Kay de en 1954.

9.- ¿En qué unidades se encuentra el Amperio?

Antes de responder a esta sencilla pregunta, empecemos con corregir lo que muchos creen que es causa de electroshock.
Es del domino popular y del conocimiento de hasta el más pequeño infante pensante y conocedor limitado de su entorno, que si metes los deditos en el “contacto”, recibirás una descarga de electricidad... pero, no es la diferencia de potencial la encargada de hacernos sentir cosquillas o un dolor impresionante sino el Amperaje, es decir la intensidad de corriente, que es obvio que se genera por una diferencia de potencial. Al pasar por nuestro cuerpo, contrae los músculos de una manera tan veloz que es justamente eso lo que sentimos, un cosquilleo (si estamos menos de 1 segundo expuestos) o un shock bastante prolongado si estamos más de 1 segundo.
Una corriente de 1 A es suficiente para parar el corazón... ¿curioso no?

Ahora sí, respondiendo a la pregunta inicial:
El amperio o ampere es la unidad de intensidad de corriente eléctrica. Forma parte de las unidades básicas en el Sistema Internacional de Unidades y fue nombrado en honor de André-Marie Ampère.
Como resultado, las corrientes eléctricas también son el tiempo promedio de cambio o desplazamiento de cargas eléctricas. Un amperio representa el promedio de un culombio de carga por segundo.

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