Comienza la fiesta de la ciencia en honor a Stephen Hawking

Desde hoy hasta el próximo sábado, la tercera edición del Festival Starmus, que se celebra en Tenerife y La Palma, reunirá a los científicos más relevantes del mundo, entre los que destacan once premios Nobel. Como novedad, el evento rinde este año un tributo especial al profesor Stephen Hawking, que entregará el próximo viernes, la Medalla a la Divulgación Científica que lleva su nombre.

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SINC |  | 27 junio 2016 11:36

El festival Starmus comienza hoy hasta el sábado. / Festival Starmus

a isla de Tenerife en Canarias el mayor festival científico que congregará a las mentes más brillantes del mundo en astronomía, arte y música, en torno a la figura del astrofísico Stephen Hawking. La principal novedad de Starmus, que celebra su tercera edición llamada Más allá del horizonte, es el tributo al científico inglés. 

“Starmus III es una invitación para curiosos, expertos y para todos aquellos amantes de la ciencia que quieran adentrarse en las grandes amenazas y descubrimientos de gran impacto mundial a los que estamos expuestos hoy en día. Es un festival único”, ha explicado el fundador y director del Festival Starmus, Garik Israelian. 

El próximo viernes 1 de julio tendrá lugar uno de los actos más esperados del festival: la entrega de la primera edición de la Medalla Stephen Hawking

Este año, el programa se inspira en el universo en sus divulgaciones científicas y actuaciones musicales. Por esta razón, investigadores de primer orden, entre los que destaca la presencia de once premios Nobel como David Gross, Joseph Stiglitz,  Adam Riess, Brian Schmidt, Robert Wilson, entre otros, abordarán cuestiones como la existencia de vida extraterrestre hasta los efectos del cambio climático, pasando por ciberseguridad, inteligencia artificial o las consecuencias del modelo de crecimiento actual en su relación con la desigualdad.

Stephen Hawking homenajeado con música

El próximo viernes 1 de julio tendrá lugar uno de los actos más esperados del festival: la entrega de la primera edición de la Medalla Stephen Hawking a la Divulgación Científica, en las categorías de Ciencia, Arte y Cine a nivel internacional y que este año han recaído en el físico, escritor y locutor Jim Al-Khalili; el compositor de bandas sonoras Hans Zimmer; y el documental “Locos por las partículas”, dirigido por Mark Levinson.

Ese mismo día, la organización, en colaboración con el Gobierno de Canarias y el Cabildo de Tenerife, reúne a músicos y actuaciones artísticas que realmente inspiren la belleza del universo y las estrellas. “Sabemos que el Profesor Hawking es un gran amante de la música y para la celebración de esta nueva edición de Starmus, hemos hecho una cuidadosa y pensada selección de invitados sorpresa y actuaciones musicales orientadas a ser realmente un tributo al Profesor”, ha comentado Israelian. 

Warped Side of the Universe será la contribución artística que Hans Zimmer –ganador de un Oscar por su trabajo en la película El rey león (1995) y nominado en 10 ocasiones más–, Paul Franklin –también ganador de dos Oscars por mejores efectos especiales en Inception (2010) e Interestellar (2014)– y el astrofísico Kip Thorne ofrecerán a Stephen Hawking.

 Se trata de una recreación multimedia en la que la audiencia se verá envuelta en las sensaciones que producen las ondas gravitacionales, los agujeros negros en colisión que produjeron esas hondas, las explosiones de las supernovas y el nacimiento de nuestro universo. Todos estos efectos serán experimentados a través de la música, vídeos de simulaciones por ordenador, la poesía y la prosa. 

Además de esta actuación, Sarah Brightman, soprano, icono de la música, actriz y embajadora de la UNESCO, ofrecerá, junto con la Sinfónica de Tenerife, una representación artística con impresionantes visiones del universo que llevarán a la audiencia en un viaje de alta resolución a través del espacio. Además, la banda de rock Anathema, pondrá en escena la fuerza e intensidad de sus canciones. 

http://www.agenciasinc.es/Noticias/Comienza-la-fiesta-de-la-ciencia-en-honor-a-Stephen-Hawking

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Efecto del dieléctrico en un condensador

La mayor parte de los condensadores llevan entre sus láminas una sustancia no conductora o dieléctrica. Un condensador típico está formado por láminas metálicas enrolladas, separadas por papel impregnado en cera. El condensador resultante se envuelve en una funda de plástico. Su capacidad es de algunos microfaradios.

La botella de Leyden es el condensador más primitivo, consiste en una hoja metálica pegada en las superficies interior y exterior de una botella de vidrio.

Los condensadores electrolíticos utilizan como dieléctrico una capa delgada de óxido no conductor entre una lámina metálica y una disolución conductora. Los condensadores electrolíticos de dimensiones relativamente pequeñas pueden tener una capacidad de 100 a 1000 mF.

La función de un dieléctrico sólido colocado entre las láminas es triple:

• Resuelve el problema mecánico de mantener dos grandes láminas metálicas a distancia muy pequeña sin contacto alguno.
• Consigue aumentar la diferencia de potencial máxima que el condensador es capaz de resistir sin que salte una chispa entre las placas (ruptura dieléctrica).
• La capacidad de un condensador de dimensiones dadas es varias veces mayor con un dieléctrico que separe sus láminas que si estas estuviesen en el vacío.

Sea un condensador plano-paralelo cuyas láminas hemos cargado con cargas +Q y –Q, iguales y opuestas. Si entre las placas se ha hecho el vacío y se mide una diferencia de potencial V₀, su capacidad y la energía que acumula serán

Si introducimos un dieléctrico se observa que la diferencia de potencial disminuye hasta un valor V.  La capacidad del condensador con dieléctrico será

donde k se denomina constante dieléctrica

La energía del condensador con dieléctrico es

la energía de un condensador con dieléctrico disminuye respecto de la del mismo condensador vacío.

Dieléctrico	Constante dieléctrica
Ámbar	2.7-2.9
Agua	80.08
Aire	1.00059
Alcohol	25.00
Baquelita	4-4.6
Cera de abejas	2.8-2.9
Glicerina	56.2
Helio	1.00007
Mica moscovita	4.8-8
Parafina	2.2-2.3
Plástico vinílico	4.1
Plexiglás	3-3.6
Porcelana electrotécnica	6.5
Seda natural	4-5

Fuente: Manual de física elemental, Koshkin N. I, Shirkévich M. G., Edt. Mir, págs 124-125

Teoría molecular de las cargas inducidas

La disminución de la diferencia de potencial que experimenta el condensador cuando se introduce el dieléctrico puede explicarse cualitativamente del siguiente modo.

Las moléculas de un dieléctrico pueden clasificarse en polares y no polares. Las moléculas como H₂, N₂, O₂, etc. son no polares. Las moléculas son simétricas y el centro de distribución de las cargas positivas coincide con el de las negativas. Por el contrario, las moléculas N₂O y H₂O no son simétricas y los centros de distribución de carga no coinciden.

Bajo la influencia de un campo eléctrico, las cargas de una molécula no polar llegan a desplazarse como se indica en la figura, las cargas positivas experimentan una fuerza en el sentido del campo y las negativas en sentido contrario al campo. La separación de equilibrio se establece cuando la fuerza eléctrica se compensa con la fuerza recuperadora (como si un muelle uniese los dos tipos de cargas). Este tipo de dipolos formados a partir de moléculas no polares se denominan dipolos inducidos.

Las moléculas polares o dipolos permanentes de un dieléctrico están orientados al azar cuando no existe campo eléctrico, como se indica en la figura de la derecha. Bajo la acción de un campo eléctrico, se produce cierto grado de orientación. Cuanto más intenso es el campo, tanto mayor es el número de dipolos que se orientan en la dirección del campo.

Sean polares o no polares las moléculas de un dieléctrico, el efecto neto de un campo exterior se encuentra representado en la figura inferior. Al lado de la placa positiva del condensador, tenemos carga inducida negativa y al lado de la placa negativa del condensador, tenemos carga inducida positiva.

Como vemos en la parte derecha de la figura, debido a la presencia de las cargas inducidas el campo eléctrico entre las placas de un condensador con dieléctrico E es menor que si estuviese vacío E₀. Algunas de las líneas de campo que abandonan la placa positiva penetran en el dieléctrico y llegan a la placa negativa, otras terminan en las cargas inducidas. El campo y la diferencia de potencial disminuyen en proporción inversa a su constante dieléctrica k.=є/є₀

E=E₀/k

Ejemplo:

Se conecta un condensador plano-paralelo a una batería de 10 V. Los datos del condensador son:

• el área de cada una de sus placas es 0.07 m²,
• la distancia entre las mismas es 0.75 mm.

1.  Condensador vacío

La capacidad del condensador vacío

La carga Q y densidad de carga σf en las placas del condensador es Q=C0·(V-V’),  Q=8.25·10-9 C El campo eléctrico en el espacio comprendido entre las placas del condensador es E0=σf/є0,   E0=13333.33 N/C

2. Se desconecta el condensador de la batería y se introduce un dieléctrico, por ejemplo, baquelita de k=4.6

La capacidad del condensador, aumenta

C=k·C₀, C=3.80·10^-9 F

	La diferencia de potencial entre las placas, disminuye V-V’=Q/C, V-V’=2.17 V El campo eléctrico E en el espacio comprendido entre las placas del condensador es E=E0/k, E=2898.6 N/C
	Podemos considerar este campo E, como la diferencia entre le campo E0 producido por las cargas libres existentes en las placas, y el campo Eb producido las cargas inducidas en la superficie del dieléctrico, ambos campos son de signos contrarios. E=E0-Eb

La densidad de carga inducida en el dieléctrico es σ_b=9.23·10^-8 C/m²

Condensadores en paralelo

Supongamos que tenemos dos condensadores iguales cargados con la misma carga q, en paralelo. Si introducimos un dieléctrico de constante dieléctrica k en uno de los condensadores. La capacidad del condensador con dieléctrico aumenta, la diferencia de potencial entre sus placas disminuye.

Al unir las placas del mismo signo de los dos condensadores, la carga se repartirá hasta que se igualen de nuevo sus potenciales

La analogía hidráulica se muestra en la figura inferior

2q=q₁+q₂

De este sistema de ecuaciones despejamos q₁ y q₂.

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/dielectrico/dielectrico.htm

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Identificación de condensadores por barras de colores

Codificación por Bandas de Color

Hemos visto que algunos tipos de condensadores llevan sus datos impresos codificados con unas bandas de color. Esta forma de codificación es muy similar a la empleada en las resistencias, en este caso sabiendo que el valor queda expresado en picofaradios (pF). Las bandas de color son como se observa en esta figura:

• En el condensador de la izquierda vemos los siguientes datos:
  verde-azul-naranja = 56000 pF = 56 nF (recordemos que el "56000" está expresado en pF). El color negro indica una tolerancia del 20%, tal como veremos en la tabla de abajo y el color rojo indica una tensión máxima de trabajo de 250v.
• En el de la derecha vemos:
  amarillo-violeta-rojo = 4700 pF = 4.7 nF. En los de este tipo no suele aparecer información acerca de la tensión ni la tolerancia.

Código de colores en los Condensadores

COLORES	Banda 1	Banda 2	Multiplicador	Tensión
Negro	--	0	x 1
Marrón	1	1	x 10	100 V.
Rojo	2	2	x 100	250 V.
Naranja	3	3	x 1000
Amarillo	4	4	x 104	400 V.
Verde	5	5	x 105
Azul	6	6	x 106	630 V.
Violeta	7	7
Gris	8	8
Blanco	9	9

COLORES	Tolerancia (C > 10 pF)	Tolerancia (C < 10 pF)
Negro	+/- 20%	+/- 1 pF
Blanco	+/- 10%	+/- 1 pF
Verde	+/- 5%	+/- 0.5 pF
Rojo	+/- 2%	+/- 0.25 pF
Marrón	+/- 1%	+/- 0.1 pF

Codificación mediante letras

Este es otro sistema de inscripción del valor de los condensadores sobre su cuerpo. En lugar de pintar unas bandas de color se recurre también a la escritura de diferentes códigos mediante letras impresas.

A veces aparece impresa en los condensadores la letra "K" a continuación de las letras; en este caso no se traduce por "kilo", o sea, 1000 sino que significa cerámico si se halla en un condensador de tubo o disco.

Si el componente es un condensador de dieléctrico plástico (en forma de paralelepípedo), "K" significa tolerancia del 10% sobre el valor de la capacidad, en tanto que "M" corresponde a tolerancia del 20% y "J", tolerancia del 5%.

LETRA	Tolerancia
"M"	+/- 20%
"K"	+/- 10%
"J"	+/- 5%

Detrás de estas letras figura la tensión de trabajo y delante de las mismas el valor de la capacidad indicado con cifras. Para expresar este valor se puede recurrir a la colocaión de un punto entre las cifras (con valor cero), refiriéndose en este caso a la unidad microfaradio (µF) o bien al empleo del prefijo "n" (nanofaradio = 1000 pF).

Ejemplo: un condensador marcado con 0,047 J 630 tiene un valor de 47000 pF = 47 nF, tolerancia del 5% sobre dicho valor y tensión máxima de trabajo de 630 v. También se podría haber marcado de las siguientes maneras: 4,7n J 630, o 4n7 J 630.Codificación "101" de los Condensadores

Por último, vamos a mencionar el código 101 utilizado en los condensadores cerámicos como alternativa al código de colores. De acuerdo con este sistema se imprimen 3 cifras, dos de ellas son las significativas y la última de ellas indica el número de ceros que se deben añadir a las precedentes. El resultado debe expresarse siempre en picofaradios pF.
Así, 561 significa 560 pF, 564 significa 560000 pF = 560 nF, y en el ejemplo de la figura de la derecha, 403 significa 40000 pF = 40 nF.

Ejemplos de Identificación con Condensadores

...y en esta nueva ocasión vamos a poner a prueba los conceptos explicados anteriormente. Vamos a presentar una serie de condensadores escogidos al azar del cajón para ver si sois capaces de identificar sus datos correctamente, ok?

	0,047 J 630 C=47 nF 5% V=630 V.	403 C=40 nF
	0,068 J 250 C=68 nF 5% V=250 V.	47p C=47 pF
	22J C=22 pF 5%	2200 C=2.2 nF
	10K +/-10% 400 V C=10 nF 10% V=400 V	3300/10 400 V C=3.3 nF 10% V=400 V.
	amarillo-violeta-naranja-negro C=47 nF 20%	330K 250V C=0.33 µF V=250 V.
	n47 J C=470 pF 5%	0,1 J 250 C=0.1 µF 5% V=250 V.
	verde-azul-naranja-negro-rojo C=56 nF 20% V=250 V.	µ1 250 C=0.1 µF V=250 V.
	22K 250 V C=22 nF V=250 V.	n15 K C=150 pF 10%
	azul-gris-rojo y marron-negro-naranja C1=8.2 nF C2=10 nF	amarillo-violeta-rojo C=4.7 nF
	.02µF 50V C=20 nF V=50 V.	amarillo-violeta-rojo, rojo-negro-marrón y amarillo-violeta-marrón C1=4.7 nF C2=200 pF C3=470 pF

 http://electronica.ugr.es/~amroldan/asignaturas/curso03-04/cce/practicas/resistencias/codigos_colores.htm#Código_de_colores_en_los_Condensadores

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