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20 julio 2016

Corriente Eléctrica

9:08:00 p.m.    No comments


La corriente eléctrica es la tasa de flujo de carga que pasa por un determinado punto de un circuito eléctrico, medido en Culombios/segundo, denominado Amperio. En la mayoría de los circuitos eléctrico de DC, se puede asumir que la resistencia al flujo de la corriente es una constante, de manera que la corriente en el circuito está relacionada con el voltaje y la resistencia, por medio de la ley de Ohm. Las abreviaciones estándares para esas unidades son 1 A = 1 C/s.

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Ley de Intensidad Corriente

9:05:00 p.m.    No comments

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/ohmlaw.html#c1
La intensidad de corriente eléctrica (corriente eléctrica) en amperios, que fluye hacia un punto de unión de un circuito eléctrico, es igual a la intensidad de corriente que fluye hacia fuera del punto de unión. Esto se puede ver como un declaración de la conservación de la carga, puesto que Ud. no pierde ninguna carga durante el proceso del flujo alrededor del circuito, la corriente total en cualquier sección transversal del circuito es la misma. Junto con la ley de voltaje, esta ley es una herramienta poderosa para el análisis de los circuitos eléctricos.
La ley de corriente es una de las principales herramientas para el análisis de los circuitos eléctricos junto con la ley de Ohm, la ley de voltaje y la relación de potencia. Aplicando la ley de corriente al circuito de arriba junto con la ley de Ohm y las reglas para la combinación de resistencias nos da los números mostrados abajo. La determinación de los voltajes y las corrientes asociadas con un circuito en particular, junto con la relación de potencia, le permite describir completamente el estado eléctrico de un circuito de corriente continua.

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Ley de Voltaje

9:02:00 p.m.    No comments


http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/ohmlaw.html#c1
La suma de las diferencias de voltajes en cualquier bucle cerrado debe ser cero. No importa que camino se sigue a través del circuito eléctrico, si Ud. vuelve al punto de partida, debe medir el mismo voltaje, restringiéndose el cambio de voltaje alrededor del bucle a cero. Puesto que el voltaje es la energía de potencial eléctrico por unidad de carga, la ley de voltaje se puede considerar como una consecuencia de la conservación de la energía.
La ley de voltaje tiene una gran utilidad práctica en el análisis de los circuitos eléctricos. Se usa junto con la ley de corrientes en muchas tareas de análisis de circuitos.
La ley de voltaje es una de las principales herramientas, para el análisis de los circuitos eléctricos, junto con la ley de Ohm, la ley de corriente y la relación de potencia. Aplicando la ley de voltaje al circuito de arriba junto con la ley de Ohm y las reglas para combinar resistencias nos da los números mostrados abajo. La determinación de los voltajes y las corrientes asociadas con un circuito en particular junto con la potencia, le permite describir completamente el estado eléctrico de un circuito de corriente continua.

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Ley de Ohm

8:56:00 p.m.    No comments

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/ohmlaw.html#c1
Para muchos conductores de la electricidad, la corriente eléctrica que fluye a través de ellos, es directamente proporcional al voltaje que se le aplica. Cuando se toma una vista microscópica de la ley de Ohm, se encuentra que la velocidad de desplazamiento de las cargas a través del material, es propocional al campo eléctrico en el conductor. A la proporción entre el voltaje y la corriente, se le llama resistencia, y si esta proporción es constante sobre un amplio rango de voltajes, al material se le dice que es un material "óhmico". Si el material se puede caracterizar por tal resistencia, entonces la corriente se puede predecir de la relación:

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ELEMENTOS DE UN CIRCUITO

8:52:00 p.m.    No comments


Los circuitos eléctricos se consideran construidos por elementos de circuitos localizados, conectados por medio de cables los cuales tienen esencialmente una resistencia despreciable. Los tres elementos de circuito básicos son las resistencias, condensadores, e inductancia. Aquí se van a considerar solamente estos tres elementos pasivos; los elementos de circuitos activos, son objetos de la electrónica.

 La resistencia eléctrica de un componente o aparato del circuito se define como la proporción entre el voltaje aplicado y la intensidad de corriente eléctrica que fluye a su través:

Si la resistencia es constante sobre un considerable rango de voltajes, entonces se puede usar la ley de Ohm, I = V/R, para predecir el comportamiento del material. Aunque la definición de arriba se aplica para voltajes e intensidades de corriente continua (DC), se mantiene la misma definición para aplicaciones AC sobre resistores.
Ya sea que un material obedezca o no la ley de Ohm, su resistencia se puede describir en términos de la resistividad de la materia constituyente. La resistividad y por tanto la resistencia es dependiente de la temperatura. Sobre rangos medibles de temperatura, esta dependencia, se puede predecir a partir del coeficiente de resistividad de temperatura.

La inductancia está tipificada por el comportamiento de una bobina de hilo eléctrico al resistir cualquier cambio en la corriente eléctrica a través de ella.
Surge de la ley de Faraday. La inductancia L se puede definir en función de la fem generada para oponerse a un determinado cambio en la corriente:

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CIRCUITO RC

8:29:00 p.m.    No comments

Un condensador y un resistor conectados en serie con una fuente de tensión conforman lo que se denomina un circuito RC serie.

Carga de un condensador

Considérese el circuito en serie de la figura. Inicialmente el condensador está descargado. Si se cierra el interruptor I la carga empieza a fluir produciendo corriente en el circuito, el condensador se empieza a cargar. Una vez que el condensador adquiere la carga máxima, la corriente cesa en el circuito.
En el circuito de la figura tendremos que la suma


Vab+Vbc+Vca=0
  • El extremo a tiene un potencial mayor que el extremo b de la resistencia R ya que la corriente fluye de a a b. De acuerdo a la ley de Ohm Vab=iR
  • La placa positiva del condensador b tiene mayor potencial que la placa negativac, de modo que Vbc=q/C.
  • El terminal positivo de la batería a tiene mayor potencial que el terminal negativo c, de modo que Vca=-Ve , donde Ve es la fem de la batería
La ecuación del circuito es

iR+q/C-Ve =0

Teniendo en cuenta que la intensidad se define como la carga que atraviesa la sección del circuito en la unidad de tiempo,i=dq/dt, tendremos la siguiente ecuación para integrar
Derivando con respecto al tiempo, obtenemos la intensidad en función del tiempo
La carga tiende hacia un valor máximo C·Ve al cabo de un cierto tiempo, teóricamente infinito.
La intensidad disminuye exponencialmente con el tiempo, hasta que se hace cero cuando el condensador adquiere la carga máxima.
La cantidad RC que aparece en el denominador de t se denomina constante de tiempo del circuito. Este representa el tiempo que tomará a la corriente para decrecer hasta 1/e de su valor inicial.
Un tubo-capilar alimentado por un flujo constante producido por un frasco de Mariotte es la analogía hidráulica de la carga de un condensador.

Balance energético

  • La energía aportada por la batería hasta el instante t es
  • La energía disipada en la resistencia hasta el instante t es
  • La energía almacenada en el condensador en forma de campo eléctrico es
Comprobamos que Eb=ER+EC. Parte de la energía suministrada en la batería se disipa en la resistencia, y otra parte se acumula en el condensador.

Cuando se completa el proceso de carga t→∞, la mitad de la energía suministrad por la batería se disipa en la resistencia y la otra mitad se acumula en el condensador.

Descarga de un condensador

Consideremos ahora el circuito que consta de un condensador, inicialmente cargado con carga Q, y una resistencia R, y se cierra el interruptor I.
La ecuación del circuito será la siguiente.
Vab+Vba=0
rc1.gif (1785 bytes)
  • Como la corriente va de a hacia b, el potencial de a es más alto que el potencial de b. Por la ley de Ohm Vab=iR.
  • En el condensador la placa positiva a tiene más potencial que la negativa b, de modo queVba=-q/C.
La ecuación del circuito es
iR-q/C=0
Como la carga disminuye con el tiempo i=-dq/dt. La ecuación a integrar es
La carga del condensador disminuye exponencialmente con el tiempo. Derivando con respecto del tiempo, obtenemos la intensidad, en el sentido indicado en la figura.
que disminuye exponencialmente con el tiempo.
La descarga tubo-capilar es la analogía hidráulica de la descarga del condensador.

Balance energético

  • La energía inicial del condensador es
  • La energía disipada en la resistencia hasta el instante t es
  • La energía almacenada en el condensador en forma de campo eléctrico en el instante t es
Comprobamos que Ec=E0-ER. La energía en el condensador se disipa en la resistencia. Cuando se completa el proceso de descarga t→∞, toda la energía almacenada en el condensador se ha disipado en la resistencia.

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15 julio 2016

Capacitores con dieléctrico

7:55:00 p.m.    No comments

Un capacitor es un dispositivo utilizado en la electrónica, cuya función es almacenar energía. Éste consta de 2 placas acomodadas paralelamente, y son cargadas con cargas eléctricas, una placa positiva y la otra negativa y así entre las 2 placas cargadas aparece un campo eléctrico. Un dieléctrico o aislante es un material que evita el paso de la corriente, y su función es aumentar la capacitancia del capacitor.
En condensador eléctrico es un dispositivo formado por dos placas metálicas separadas  por un aislante llamado dieléctrico.
Un dieléctrico o aislante es un material que evita el paso de la corriente.
El condensador eléctrico o capacitor eléctrico almacena energía en la forma de un campo eléctrico (es evidente cuando el capacitor funciona con corriente directa) y se llama capacitancia o capacidad a la cantidad de cargas eléctricas que es capaz de almacenar
El símbolo del capacitor se muestra a continuación:
Símbolo de capacitor / condensador - Electrónica Unicrom
La capacidad depende de las características físicas del condensador:
- Si el área de las placas que están frente a frente es grande la capacidad aumenta
- Si la separación entre placas aumenta, disminuye la capacidad
- El tipo de material dieléctrico que se aplica entre las placas también afecta la capacidad
- Si se aumenta la tensión aplicada, se aumenta la carga almacenada.
Un dieléctrico o aislante es un material que evita el paso de la corriente, y su función es aumentar la capacitancia del capacitor.
Los diferentes materiales que se utilizan como dieléctricos tiene diferentes grados depermitividad (diferente capacidad para el establecimiento de un campo eléctrico
Permitividad relativa de materiales aislantes - Electrónica Unicrom

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Detección de un vórtice gravitatorio en torno a un agujero negro

7:45:00 p.m.    No comments


http://noticiasdelaciencia.com/not/20397/deteccion-de-un-vortice-gravitatorio-en-torno-a-un-agujero-negro/
El observatorio espacial XMM-Newton de rayos X, de la Agencia Espacial Europea, ha demostrado la existencia de un vórtice gravitatorio alrededor de un agujero negro. El descubrimiento, al que ha contribuido también la misión NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) de la NASA, resuelve un misterio que ha desconcertado a los astrónomos durante más de 30 años, y les permitirá cartografiar el comportamiento de la materia muy cerca de los agujeros negros. Podría también abrir la puerta a futuras investigaciones sobre la relatividad general de Albert Einstein.

La materia que cae en un agujero negro se calienta a medida que se precipita hacia su final. Antes de que pase al interior del agujero negro y que quede fuera de la vista para siempre, puede alcanzar millones de grados. A esa temperatura, lanza rayos X hacia el espacio.

En la década de 1980, los astrónomos que usaron los primeros telescopios de rayos X descubrieron que los que proceden de agujeros negros de masa estelar en nuestra galaxia se comportan produciendo un centelleo. Los cambios siguen un patrón dado. Cuando empieza el titileo, la disminución y el aumento del brillo pueden necesitar 10 segundos para completarse. A medida que pasan los días, las semanas y los meses, el período se acorta hasta que la oscilación se produce 10 veces por segundo. Después, el centelleo se detiene del todo.

El fenómeno fue reconocido inmediatamente como algo fascinante porque procede de las inmediaciones de un agujero negro. Durante la década de 1990, los astrónomos habían empezado a sospechar que las oscilaciones estaban asociadas con un efecto gravitatorio predicho por la relatividad general de Einstein: que un objeto masivo en rotación creará una especie de vórtice gravitatorio con efectos en su zona de influencia que serán tanto más evidentes como mayor sea la masa del cuerpo.

En 2004, la NASA lanzó el satélite Gravity Probe B para medir este efecto alrededor de la Tierra. Después de un minucioso análisis, los científicos confirmaron que el vehículo, si perdurase lo suficiente, atravesaría un ciclo completo de precesión una vez cada 33 millones de años.
Alrededor de un agujero negro, sin embargo, el efecto debe ser mucho más evidente debido al campo gravitatorio más intenso. El ciclo de precesión debe durar apenas unos segundos o menos. Esta previsión coincide tanto con los períodos de la citada anomalía detectada en las inmediaciones de agujeros negros que los astrónomos empezaron a sospechar que estaban detectando casos reales del fenómeno predicho por la teoría.

Esto se ha confirmado en la nueva investigación llevada a cabo por el equipo de Adam Ingram, de la Universidad de Ámsterdam en los Países Bajos.

El fenómeno es comparable a lo que ocurre cuando hacemos girar una cuchara parcialmente hundida en una masa de miel, tal como apunta Ingram. Imaginemos que la miel es el espacio y que cualquier cosa incrustada en ella será “arrastrada” con la miel por acción de la cuchara (el agujero negro).

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Un algoritmo para controlar la inyección de electrones en el sincrotrón ALBA

7:38:00 p.m.    No comments

http://www.agenciasinc.es/Noticias/Un-algoritmo-para-controlar-la-inyeccion-de-electrones-en-el-sincrotron-ALBA
Expertos del sincrotrón ALBA, cerca de Barcelona, han desarrollado un algoritmo que permite controlar la cantidad de electrones y su ubicación dentro del anillo de almacenamiento, de casi 270 metros de circunferencia, situado en esta instalación. El nuevo desarrollo permitirá a los investigadores realizar experimentos con resolución temporal del orden de los nanosegundos.
El sincrotrón ALBA es un complejo de aceleradores de electrones para generar luz de sincrotrón. Está formado por tres aceleradores: el linac (de lineal accelerator, en inglés) donde los electrones recibe la primera aceleración, el propulsor (o booster) donde se aceleran los electrones hasta una energía nominal de 3 gigaelectronvoltios (GeV), y el anillo de almacenamiento (o storage ring) donde los electrones se mantienen almacenados a una energía constante y su emisión de luz de sincrotrón se aprovecha para realizar experimentos en los laboratorios o líneas de luz.
En el anillo de almacenamiento de ALBA, cuando se emite luz de sincrotrón, los electrones pierden energía. Para compensar esta pérdida, se utiliza un campo electromagnético que resuena dentro de unos equipos llamados cavidades de radiofrecuencia y que devuelve a los electrones la energía perdida. Este campo electromagnético es alterno y cambia su polaridad cada 2 nanosegundos (es decir, a una frecuencia de 500 MHz, diez millones de veces más rápido que la corriente eléctrica que nos llega a casa que también es alterna y cambia de polaridad a 50 Hz).
La aplicación se utilizó para escribir con electrones las letras del nombre ‘ALBA’
Para que los electrones recuperen la energía perdida deben entrar en las cavidades de radiofrecuencia en el momento en que la magnitud del campo eléctrico es la correcta. Esto provoca una selección de los electrones, solo se aceleran aquellos que cuando entran a las cavidades reciben el campo eléctrico adecuado. El resto pierden su energía. De esta forma los electrones se agrupan en paquetes separados cada 2 nanosegundos o, en términos de longitud, cada 60 cm. El anillo de almacenamiento de ALBA tiene una circunferencia de 268,8 metros y, por lo tanto, tiene espacio para 448 paquetes.
Hasta ahora los paquetes se rellenaban de forma uniforme. Ahora, un grupo de físicos e ingenieros del Sincrotrón ALBA ha diseñado y puesto en marcha un algoritmo que permite controlar de manera independiente la cantidad de electrones que se inyecta en cada uno de los paquetes y asegura que la distribución inicial se mantiene con el tiempo.
Esto dará pie a realizar experimentos con resolución temporal del orden de los nanosegundos y así estudiar procesos dinámicos que tienen lugar en tiempos muy cortos. En este tipo de experimentos, la luz de un primer paquete de electrones se usa para iluminar o excitar una muestra y pocos nanosegundos más tarde la luz de otros paquetes de electrones se utiliza para estudiar el efecto de la excitación anterior. La posibilidad de realizar experimentos con resolución temporal junto con la elevada brillantez de la luz de sincrotrón son hoy día dos de las características más valoradas en una instalación como ALBA.
Esta misma aplicación se utilizó para escribir con electrones el nombre "ALBA". Esta imagen fue la ganadora del concurso  realizado entre el personal del Sincrotrón ALBA para diseñar la camiseta para voluntarios de su jornada de puertas abiertas 2016 – celebrada el pasado 18 de junio -.
Zona geográfica: España
Fuente: Sincrotrón ALBA


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