Download - Memoria Electronica 5° semestre
Escuela Preparatoria Oficial
No. 68
12 Durán Álvarez Karla Lizbeth
18 Guerrero Mendoza Ana Laura
22 López Rodríguez Brenda
27 Moreno Hernández Laura Paulina
31 Pino Carlos Diana Cassandra
Profesora. Flor Esthela Ortega Santos
Memoria Electrónica
5° Semestre
3° 1 Turno Matutino
Campo y Potencial Eléctrico
Toda carga eléctrica tiene su campo alrededor.
Modelo planetario de Bohr: es igual al modelo planetario de la tierra
Representación de Campo Eléctrico: En 1890 no había manera de representarlo, este se presento por Farada por vectores, sin embargo esta propuesto el campo eléctrico contrario usando líneas paralelas con cargas opuestas para obtener un campo eléctrico.
Las fuerzas que se ejercen sobre una carga de prueba colocada en el interior de una esfera hueca cargada, se anulan.
“Las cargas se distribuyen uniformemente cuando tenemos una esfera” Benjamín Franklin
La energía potencial se da cuando un objeto esta a cierta altura del suelo, y la energía cinética es cuando algo está en reposo en el piso.
EJEMPLOS PARA RESOLVER PAG. 63
20/septiembre/2010
Resistencias Eléctricas
Es la oposición al paso de la corriente eléctrica, su símbolo es y la unidad de medida es el OHM (Ω)
Resistencias en serie
Req .=R1+R2
Resistencias en paralelo
Req .= 1R1
+ 1R2
NOTA: la Req es menor que cualquiera de las resistencias
DOS CLASES ESPECIALES DERESISTENCIAS EN PARALELO
Si tenemos dos resistencias, y son iguales, ya no se hace la formula (solo se divide entre 2)
R1 o R2 / 2
Si son distintas
Req .= R1 R2R1+R2
1.- Calcular la resistencia equivalente de 3 resistencias conectadas primero en serie y luego en paralelo
DATOS RESPUESTAS
R1: 2 Ω Serie: 14 Ω
R2: 5 Ω Paralelo: 1.18 Ω
R3: 7 Ω
23/noviembre/2010
Problemas de la Ley de OHM
El amperímetro se conecta en serie
El voltímetro se conecta en paralelo
Req. = ( 116 )+( 18 )+( 114 )=¿ X−1 = 3.86
V/R = 283.86
=7.25 A
El voltaje en las ramas en paralelo es igual.
Req. = ( 15 )+( 110 )+( 17 )=X−1 = 2.26
V/R = 122.26
=5.31 A
PILAS EN SERIE
1.5
1.5
1.5
4.5 v
PILAS EN PARALELO
27/septiembre/2010
Capacitores y Condensadores
Placas paralelas con un dieléctrico entre ellas
Cilíndricos que son también construidos para almacenas cargas eléctricas por un tiempo determinado
UNIDAD: Farad Mili Submúltiplos
Micro
ELIMINADORES
Reductor de Transformador
Voltaje
Limitar la Resistencia
Corriente
Almacenar Capacitor
Cargas
Dejar pasar la
Corriente Diodo
En un Sentido
Ceq .=( 18 )+( 19 )+( 14 )+( 12 )=¿ X−1 =
R= 1.01 F
Ceq .=9+12+4=¿
R= 25 F
28/septiembre/2010
Calcula las siguientes incógnitas
Ceq .=38 F
18 + 12 + 8 =
Req .=1.11Ω
( 18 )+( 12 )+( 16 )+( 19 )=¿ X−1
Ceq .=35 F
4 + 10 + 21 =
Req .=4.03Ω
( 125 )+( 112 )+( 18 )=¿ X−1
Ceq .=232 μF
4 + 18 + 200 =
RESISTENCIAS MIXTAS
Req .=20 Ω
Req. = 23.4 Ω
4/octubre/2010
CIRCUITO EN SERIE
1.- L corriente que sale de la pila o batería es la misma en todos los elementos del circuito
2.- El amperímetro se conecta en serie
3.- El amperímetro mide corrientes
Si se funde una, se apagan las 2
CIRCUITO EN PARALELO
1.-El voltaje de las ramas en paralelo es el mismo
2.- El voltímetro se conecta en paralelo con lo que se necesite medir
3.- El voltímetro mide tensiones y voltaje
Si se apaga una la otra queda prendida
5/octubre/2010
Magnetismo
TIPOS DE IMANES
La tierra es un gran imán que tiene polos geográficos y polos magnéticos.
Gracias al campo magnético terrestre, algunas especies logran emigrar o logran los movimientos para mudarse de sus lugares de origen y buscar alimento o protección. Por cierto tiempo los polos cambian de tal forma que los científicos se han percatado de que en la antigüedad nuestro norte era el sur para otras civilizaciones. Desgraciadamente también se han dado cuenta con el estudio de las piedras, que el magnetismo terrestre se
MAGNETISMOTipos de imanes
BARRA UCIRCULAR CAPSULA
LINEAS MAGNÉTICAS (CAMPO MAGNÉTICO)
T R C D
Reduce el voltaje
Limita la corriente
Almacena cargas
Deja pasar la corriente en un solo
sentido
POLARIDAD NO POLARIDAD
Utilidad de los imanes
La tierra es un gran imán que tiene polos geográficos y polos magnéticos.
Gracias al campo magnético terrestre algunas especies logran emigrar o logran los movimientos para mudarse de sus lugares de origen y buscar alimento o protección. Por cierto tiempo los polos cambian de tal forma que los científicos se han percatado de qué en la antigüedad nuestro norte era el sur, para otras civilizaciones.
.Brújula
Bocinas
Motores
Generadores
23.5 ºInclinación magnética
Desgraciadamente también se han dado cuenta con el estudio de las piedras, qué el magnetismo terrestre se está perdiendo.
Los imanes se pueden separar, y el norte y sur aparecen en cada pedazo.
B= Densidad, se mide en WEBER/M2 (WB/M2) Q= Flujo magnético (weber) A= Área en m2.
Cuando el flujo no penetra de forma perpendicular
B= Q
A sen 0
Densidad de flujo magnético
B= Q/ A
N NS S
N,s n s n s n s
CABLE O ALAMBRE B= MI/ 2 πd
ESPIRA B= MI/ 2V
BOBINA B= NMI/ 2 V
SOLENOIDE B= NMI/V
B= Inducción magnética en el interior se mide en Teslas (T)
M= Permeabilidad que rodea del medio y se expresa en tm/a
I= intensidad de corriente, se mide en Amperes.
En una placa circular de 5 cm de radio existe una densidad de flujo magnético de 2 teslas, calcular el flujo magnético total a través de la placa en Weber y Maxwells
DATOS FORMULA
r= 3 cm=0.03m Q= BA
B= 2 t Calculo del área de la placa
Q= 1 x 10 8 A= π2 = 3.1416 (3 x 10-2)2 A= 28.26 x 10 -4 m2
SUSTITUCIÓN Y RESULTADO
Q= 2 WB/M2 x 28.26 x 104 m2
Q= 56.52 x 10 4 Webers
56.52 x 10 4 wb x 1 x 108 maxwells/1 wb
Q= 56.52 x 104 maxwells
TRANSFORMADORES
REDUCTORES
ELEVADORES
1000 500 Espiras
500 1000
V= voltaje
I= corriente
N= número de espiras
1) En un transformador de subida, la bovina primaria se alimenta por una corriente alterna de 110 volts (V), ¿ Cual es el valos de la intensidad de la corriente en el primario (I), si en el secundario la corriente es de 3 amperes (I) con un voltaje de 800 volts (V)?
DATOS
Vp= 1000v Vp Ip = Vs Is
Ip= ¿? Ip= Vs Is/ Vp (800)(3a)/ 110
Is= 3 amper Ip= 21.82 A
Vs= 800 v
2) En un transformador redactor es utilizado para reducer el voltaje de 8000v a 220 v. Calcular el número de vueltas en el secundario, si en el primario tiene 9000 espiras.
DATOS FORMULA
Vp= 8000v vp/vs= np/ns
110 V 800 V
Vs=220 v Ns=NpVS/ Vp (9000n) (220v)/ 8000 v= 1980000/8000
Np= 9000 n Ns= 247.5
PASO 1 PASO 2
NS Vp / Vs= Np Ns= Np/(vp/vs) RESULTADO 1
PASO 2 PASO 2 PASO 3
(Ns) Vp/Vs=Np nSvP=nPvS Ns=NpVs/Vp RESULTADO 2
PROBLEMAS PRÁCTICOS
1) Una plancha eléctrica de 60Ω se conecta en paralelo a un tostador eléctrico de 90 Ω con un voltaje de 120 V
a) Representar el circuito eléctrico
b) Determinar el valor de la resistencia equivalente
Req= (1/60) + (1/90) = 0.02777777778= x-1 = 36Ω
120/36=3.33 a
2) Tres aparatos eléctricos de 8 Ω, 15 Ω y 20 Ω se conectan en paralelo a una batería de 60v
a) Representar el circuito eléctricob) Calcular el valor de resistencia equivalente
Req=(1/8) + (1/15) + (1/20)= 0.2616666667=x -1= 4.14Ω 60/4.14= 14.49 A
3) En el circuito siguiente calcular la resistencia equivalente
120 v 60 Ω 90Ω
60 v 8Ω 15Ω 20Ω
6Ω
4Ω
(1/4) + (1/6) + (1/2) = 0.9166666667= x-1 = 1.09
1.09 + 5+ 3= 9.09 Ω
40/9.09= 4.40 A
4) Calcula la resistencia equivalente de 2 resistores de 8 Ω en serie
16Ω
5Ω
3Ω
2Ω
8 Ω
8 Ω
R1=3Ω R2= 6Ω
R3= 2.2Ω
Req= 3 +6 + 2.2=11.2Ω
(1/4) + (1/5) = 0.45=x-1=2.22
2.22 + 3+6=11.22
40/11.22= 3.57 A
PROBLEMAS
3Ω6Ω
4Ω5Ω
40v
1. Un transformador reductor se utiliza para disminuir un voltaje de 12 mil V a 220V, calcular el número de espiras que hay en el secundario si el primario tiene 20 mil vueltas.
Respuesta Ns= 367 espiras
DATOS SOLUCIÓN
Vp= 1200 volts VP/Vs=Np/Ns
Vs= 220 volts Ns Vp/Vs=Np| Ns Vp=NpVs
Ns=? Ns= (20000)(220)/12000= 366.66 espiras
Np= 20000 vueltas
DATOS SOLUCIÓN
Vp=120 V VpIp=VsIs
Vs=1500 V =Ip=VsIs/Vp
Is=2 A Ip=(1500)(2)/120= 25 Amperes
Ip=?
2. En un transformador elevador la bobina primaria se alimenta con una corriente alterna de 120 v e induce al secundario un voltaje de 1500 v con una corriente de 2 A. Calcular la corriente en el primario.
Respuesta: Ip= 25 A
3. Un transformador reductor se utiliza en una línea de 2 mil V para entregar 110V. Calcular el número de espiras en el devanado primario si el secundario tiene 50 vueltas.
Respuesta Np= 909 espiras
DATOS SOLUCIÓN
Vp=2000 V Vp/Vs=Np/Ns=Np= NsVp/Vs
Vs= 110 V Np= (50) (2000)/110= 909 vueltas
Np= ¿
Ns=50 vueltas
DATOS
Np= 200 vueltas
Ns= 5000 vueltas
Vp= 120 V
Ip= 15 A
4. Un transformador elevador tiene 200 vueltas en su bobina primaria y 5 mil en la secundaria, el circuito primario se alimenta con una fem de 120 v y tiene una corriente de 15 A. Calcular: A) el voltaje en el secundario; B) la corriente en el secundario C) la potencia en el primario que será igual a la del secundario.
RESPUESTAS
a) Vs=3000v
A) Vs=(120)(5000)/(200)=3000B) Is= (120)(15)/3000=0.6 AC) Pp=(120)(15)= 1800
DATOS
P= 800 watts
Np= 300 vueltas
Ns= 15000 vueltas
Vp= 110 volts
Ip= (80)/(110)= 0.727=0.73
Vs= (15000)(110)/300= 5500
Is= (110)(0.73)/5500=0.0146
MOVIMIENTO ONDULATORIO
3.1.1 Concepto y clasificación de la sondas
3.1.2 Caracteristicas y propiedades de las ondas
5. Un transformador elevador cuya potencia es de 80 W tiene 300 vueltas en el primario y 15 mil en el secundario. El primario recibe una fem de 110 V.
Calcular: a) la corriente en el primario. B) la fem inducida en el secundario y c) la intensidad de la corriente en el secundario.
RESPUESTAS
A) Ip=0.73 AB) Vs=5500 V
3.1.3 Interferencia d eonda
3.1.4 Refreacción y gifracción de la sondas
3.2 ONDAS SONORAS
3.2.1 Definición y velocidad de sonido
3.2.3 Cualidades del sonido
3.2.4 Efecto doppler
3.3 OPTICA
3.3.1 Concepto y propagación dela luz
3.3.2 Intensidad luminosa y flujo luminoso
3.3.3 Iluminación y ley de la iluminación
3.3.5 Espejos y lentes
3.4 FÍSICA NUCLEAR
3.4.1 Física moderna
Tipos de ondas
Existen dos tipos de ondas
Mecánicas- electromagnéticas
MECANICAS
Son aquellas ocasionadas por una perturbación y qué para su propagación en forma de oscilaciones requieren de un material. Así pues en las ondas mecánicas la energía se transmite a través de un medio material, sin qué se produzca un movimiento total, o general del propio medio; tal es el caso de las ondas producidas en un resorte, una cuerda en las moléculas del agua cuando una piedra cae en un estanque o en la solas que se producen en la superficie del mar o por el sonido que se produce por sus oscilaciones de moléculas del aire cuando se propaga por la atmosfera o por un medio de las moléculas de un líquido o un sonido.
En los casos anteriores, las partículas oscilan en torno a su posición de equilibrio y la energía es la única que avanza de manera continua.
Otro tipo de ondas son las llamadas
ELECTROMAGNÉTICAS
No necesitan de un medio material para su propagación ya que se difunden aún en el vacío, ejemplos: ONDAS LUMINOSAS, ULTRAVIOLETA, INFRAROJAS O CALORIFICAS Y DE RADIO.
En estas ondas las oscilaciones se deben a fluctuaciones extremadamente rápidas en los campos eléctricos y magnéticos.
CONCEPTO DE MOVIMIENTO ONDULATORIO
En términos generales, podemos decir que un movimiento ondulatorio es un proceso por medio del cual se transmite
energía de una parte a otra sin que exista transferencia de materia ya sea por medio de ondas electromagnéticas.
En cualquier punto de la trayectoria de propagación de la onda se realiza un desplazamiento periódico, vibración u oscilación en torno de la posición del equilibrio.
Ondas mecánicas, necesitan un medio para propagarse
AGUA
Cuerdas aire
Laminas líquido, etc. gas, etc.
Resortes
LONGITUDINAL
DIBUJO DE ONDAS LONGITUDINALES
PROPAGACIÓN
ENERGÍA
COMPRESIÓN COMPRESIÓN
TRANSVERSAL
90º
Onda mecánica por la cuerda y el medio
CONCEPTO D EONDAS MECÁNICAS
Por lo que concierne a la presente unidad, solo estudiaremos las ondas mecánicas y en la unidad III revisaremos las ondas electromagnéticas.
Una onda mecánica se representa la forma en cómo se propaga una vibración o perturbación inicial de una transmitida de una molécula a otra, así sucesivamente y los medios elásticos. Así cuando una perturbación ocasiona que una partícula elástica pierda su posición de equilibrio y se aleja de otra a las que estaba unida elásticamente, las fuerzas que existen entre ellas originan que la partícula separada intente recuperar su posición original, produciéndose a llamadas fuerzas de restitución. Lo anterior provoca un movimiento vibratorio de la partícula alejada, el cual se transmite primero a la partícula más cercana y después a la más alejada.
ONDAS
MECÁNICAS-ELECTROMAGNÉTICAS
“En el vacío no se propagan las ondas mecánicas”
CARACTERISTICAS DE LA ONDA
MISMO PUNTO POR QUÉ SE INICIA LA ONDA
U2/U1=N2/N1
(LONGITUD DE ONDA)(R)
F= 2 CICLO/SEG
ONDA TRANSVERSAL
EL SOL EMITE SU ENERGÍA TODO EL ESPECTO ES RAYOS GAMMA, RAYOS X, RAYOS ULTRAVIOLETA.
.
CAMPO MAGNÉTICO
UNO INDUCE AL OTRO
EFECTO QUE SE PERCIBE
“SE SIENTE CALOR, SE VE LA LUZ”CRESTA
NODO
VALLE
INTERFERENCIA DE ONDAS
CRESTA CON
CRESTA
AMPLITUD
CERO
INTERFERENCIA DESTRUCTIVA
ONDA DE
MAYOR
AMPLITUD
CRESTA CON CRESTA
VALLE CON VALLE
VELOCIDAD: Es la rapidez con la que cambia un fenómeno.
En el caso de una onda que viaja es la rapidez con la cual recorre cierta distancia.
Por ejemplo, el espectro electromagnético
uuuuuuuu diferente frecuencia
UUUUUUUUdiferente amplitud
Misma velocidad
uuuuuuu distancia recorrida
UUUUUUU es la misma que recorre, es el mismo tiempo
CARACTERISTICAS DE SONIDO
A) INTENSIDAD, AMPLITUD
INTENSIDAD AMPLITUD
B)TONO, FRECUENCIA
C) Timbre (calidad del sonido)
Depende de la composición armónica, cabe mencionar que la intensidad del sonido expresa la cantidad de energía acústica que pasa en un segundo a través de una superficie de un cm2
Is=joules/s/1cm2 = watt/cm2
El oído humano solo percibe sonidos debiles cuya intensidad será de
SONIDO MÁS INTENSO
MAYOR FRECUENCIA, TONO AGUDO
MENOR FRECUENCIA
TONO GRAVE
1 x 10 16 watt/cm2
Valor considerado como el nivel 0 de la intensidad sonora.
La máxima intensidad auditiva equivale a 1 x 10 -4 watt/cm2
Nivel denominado umbral del dolor.
SONIDO NIVELES DE INTENSIDAD EN db
UMBRAL DE AUDICIÓN 0
MURMULLO 20
CONVERSACIÓN 60
CALLE EN TRANSITO 85
SIRENA DE AMBULANCIA 110
UMBRAL DEL DOLOR 120
Db= UNIDAD INVENTADA EN HONOR DE ALEXANDER GRAHAM BELL INVENTOR DEL TELEFONO 1876
Los sonidos audibles tienen frecuencias situadas en 15 y 20 000 Hertz, los murciélagos y delfines son capaces de oír ultrasonidos de frecuencias más elevadas de unos 10 000 hertz.
Los perros también tienen muy buen oído y pueden oír ultrasonidos cuya frecuencia es de 35 000 Hertz. Por ello existen silbatos especiales que emiten ultrasonidos y se utilizan para llamarlos.
VELOCIDADES DE PROPAGACIÓN DEL SONIDO
MEDIO ELASTICO
VELOCIDAD M/S
TEMPERATURA EN K
Aire 340.4 288Oxigeno 317 273Agua 1435 281Hierro 5130 293Aluminio 5100 293vidrio 4500 293
Por la tabla anterior podemos concluir que el sonido se propaga mejor en los sonidos después en los líquidos y después en los gases, pero la temperatura tiene que ver también con la velocidad de propagación.
Acústica: es la parte de la física que se encarga de estudiar al sonido en su conjunto; los fenómenos que presenta este
son: Reflexión, eco, resonancia, reverberación y efecto doppler.
Reflexión: Las ondas sonoras se reflejan al chocar con una pared dura.
Eco: Se origina por la repetición de un sonido reflejado y se escucha claramente en salones amplios, en donde la pared se encuentra a unos 16m como mínimo de distancia del oyente, ya que para ir separadamente el sonido original reflejado se requieren 0.1 seg.
Resonancia: Se presenta cuando la vibración de un cuerpo hace vibrar a otro con la misma frecuencia. Este fenómeno se aplica en las llamadas cajas de resonancia que tienen algunos instrumentos musicales para aumentar la intensidad del sonido original.
Reverberación: Se produce si después de escucharse un sonido original, este persiste dentro de un local como consecuencia del eco.
Efecto doppler: Consiste en un cambio aparente de la frecuencia de cualquier onda emitida, como es el caso de una onda sonora o una onda luminosa cuando la fuente generadora dela sondas se acerca o se aleja del observador.
Un muchacho grita frente a un cerro y observa que el sonido regresa como eco después que transcurren 3 segundos ¿ a que distancia se encuentra el cerro si el sonido en el aire tiene una velocidad de propagación de 340 m/s?
DATOS FORMULA
T= 3 SEG v=D/T D=VT
D=? d= (340)(3)= 1020 1020/2= 510m
V= 340 M/S
Un barco provisto de sonar emite una señal ultrasónica para determinar la profundidad del mar en un punto, si la señal tarda 1.2 seg en regresar al barco a una velocidad de propagación de 1450 m/s ¿ cual es la profundidad del mar en ese lugar?
DATOS FORMULA
T= 1.25 seg d=vt
1450m/s (1.2)(1450)=17.4
D=?