En 1845, Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) Físico Alemán a los 21 años de edad, anunció las leyes que permiten calcular las corrientes, y tensiones en redes eléctricas. Conocidas como Leyes de Kirchhoff I y II.
Estableció las técnicas para el análisis espectral, con la cual determinó la composición del sol.
En 1854, El matemático Inglés William Thomson (Lord Kelvin) (1824-1907, con su trabajo sobre el análisis teórico sobre transmisión por cable, hizo posible el desarrollo del cable transatlántico.
En 1851 definió la Segunda Ley de la Termodinámica.
En 1858 Inventó el cable flexible.
Kelvin es la unidad de medida de temperatura absoluta.
En 1870, James Clerk Maxwell (1831-1879) Matemático Inglés formuló las cuatro ecuaciones que sirven de fundamento de la teoría Electromagnética. Dedujo que la Luz es una onda electromagnética, y que la energía se transmite por ondas electromagnéticas a la velocidad de la Luz Maxwell es la unidad del flujo Magnético.
En 1879, el Físico Inglés Joseph John Thomson (1856-1940) demostró que los rayos catódicos estaban constituido de partículas atómicas de carga negativas la cual el llamó ¨Corpúsculos¨ y hoy en día los conocemos como Electrones.
En 1881, Thomas Alva Edison (1847-1931)produce la primera Lámpara Incandescente con un filamento de algodón carbonizado. Este filamento permaneció encendido por 44 horas.
En 1881 desarrolló el filamento de bambúcon 1.7 lúmenes por vatios. En 1904 el filamento de tungsteno con una eficiencia de 7.9 lúmenes por vatios. En 1910 la lámpara de 100 w con rendimiento de 10 lúmenes por vatios.
Hoy en día, las lámparas incandescentes de filamento de tungsteno de 100 w tienen un rendimiento del orden de 18 lúmenes por vatios. En 1882 Edison instaló el primer sistema eléctrico para vender energía para la iluminación incandescente, en los Estados Unidos para la estación Pearl Street de la ciudad de New York.
El sistema fue en CD tres hilos, 220-110 v con una potencia total de 30 kw.
En 1884, Heinrich Rudolf Hertz (1847-1894) demostró la validez de las ecuaciones de Maxwell y las reescribió, en la forma que hoy en día es conocida.
En 1888 Hertz recibió el reconocimiento por sus trabajos sobre las Ondas Electromagnéticas: propagación, polarización y reflexión de ondas.
Con Hertz se abre la puerta para el desarrollo de la radio.
Hertz es la unidad de medida de la frecuencia.
ELECTROSTÁTICA
Una manifestación habitual de la electricidad es la fuerza de atracción o repulsión entre dos cuerpos estacionarios que, de acuerdo con el principio de acción y reacción, ejercen la misma fuerza eléctrica uno sobre otro.
Observando el gráfico podemos afirmar que:
-Cargas eléctricas del mismo signo se repelen.
-Cargas eléctricas de distinto signo se atraen.
La carga eléctrica (cantidad de electrones) de cada cuerpo se mide en culombios (C) en el S.I. y en estatoculombios (stc) en el c.g.s.
1 culombio (C) | = | 3 x 109 stc (u.e.e. - franklin) | ||||||||||||||
1 culombio | = | 10-6 microculombio (?C) | ||||||||||||||
1 culombio | = | 10-9 nanoculombio (nC) | ||||||||||||||
1 estatoculombio | = | 3,34 x 10-10 culombio | ||||||||||||||
1 electrón | = | 1,602 x 10-19 culombio | ||||||||||||||
1 protón | = | 1,602 x 10-19 culombio | ||||||||||||||
1 neutrón | = | No tiene carga eléctrica (0) | ||||||||||||||
MATERIALES ELÉCTRICOS:
CARGA ELÉCTRICA
Los átomos están constituidos por un núcleo y una corteza (órbitas) En el núcleo se encuentran muy firmemente unidos los protones y los neutrones. Los protones tienen carga positiva y los neutrones no tienen carga. Alrededor del núcleo se encuentran las órbitas donde se encuentran girando sobre ellas los electrones. Los electrones tienen carga negativa.
Ambas cargas la de los protones (positiva) y la de los electrones (negativa) son iguales, aunque de signo contrario.
La carga eléctrica elemental es la del electrón. El electrón es la partícula elemental que lleva la menor carga eléctrica negativa que se puede aislar. Como la carga de un electrón resulta extremadamente pequeña se toma en el S.I. (Sistema Internacional) para la unidad de Carga eléctrica el Culombio que equivale a 6,24 10E18 electrones.
Para denominar la carga se utiliza la letra Q y para su unidad la C.
Ejemplo: Q = 5 C
En la tabla adjunta se muestra la masa y la carga de las partículas elementales.
LA CORRIENTE ELÉCTRICA
Lo que conocemos como corriente eléctrica no es otra cosa que la circulación de cargas o electrones a través de un circuito eléctrico cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de suministro de fuerza electromotriz (FEM).
"En un circuito eléctrico cerrado la corriente circula siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de fuerza electromotriz (FEM)."
Quizás hayamos oído hablar o leído en algún texto que el sentido convencional de circulación de la corriente eléctrica por un circuito es a la inversa, o sea, del polo positivo al negativo de la fuente de FEM. Ese planteamiento tiene su origen en razones históricas y no a cuestiones de la física y se debió a que en la época en que se formuló la teoría que trataba de explicar cómo fluía la corriente eléctrica por los metales, los físicos desconocían la existencia de los electrones o cargas negativas.
Al descubrirse los electrones como parte integrante de los átomos y principal componente de las cargas eléctricas, se descubrió también que las cargas eléctricas que proporciona una fuente de FEM (Fuerza Electromotriz), se mueven del signo negativo (–) hacia el positivo (+), de acuerdo con la ley física de que "cargas distintas se atraen y cargas iguales se rechazan". Debido al desconocimiento en aquellos momentos de la existencia de los electrones, la comunidad científica acordó que, convencionalmente, la corriente eléctrica se movía del polo positivo al negativo, de la misma forma que hubieran podido acordar lo contrario, como realmente ocurre. No obstante en la práctica, ese "error histórico" no influye para nada en lo que al estudio de la corriente eléctrica se refiere.
MEDIDAS ELÉCTRICAS
Antes de comenzar a realizar cálculos hay que conocer las unidades de medida.
La explotación de cualquier instalación eléctrica requiere la medida y control de determinados parámetros eléctricos. Para medir correctamente con cualquier aparato de medida es necesario conocer su forma de conexión y además interpretar los símbolos impresos en el mismo.
El flujo de carga, o intensidad de corriente, que recorre un cable conductor se mide por el número de columbios que pasan en un segundo por una sección determinada del cable. Un columbio por segundo equivale a 1 amperio, llamado así en honor al físico francés André Marie Ampêre.
Cuando una carga de 1 columbio se desplaza a través de de una diferencia potencial de 1 voltio, el trabajo realizado equivale a 1 julio, unidad llamada así en honor al físico británico James Prescott Joule. Esta definición facilita la conversión de cantidades mecánicas a eléctricas.
El flujo de una corriente continua está determinada por tres magnitudes relacionadas entre sí:
A. TENSIÓN O DIFERENCIA POTENCIAL:
El voltaje, tensión o diferencia de potencial, es la magnitud eléctrica que indica la diferencia de energía entre dos puntos de un circuito. Indica el trabajo por unidad de carga que es necesario realizar para iniciar el movimiento de electrones. Sin tensión no hay corriente eléctrica. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el voltio (V). Para medir la tensión entre dos puntos se usa el voltímetro.
El circuito eléctrico cerrado presenta una cierta resistencia al paso de los electrones proporcionados por un generador.
El generador es un dispositivo (usualmente una batería o una fuente de poder) que proporciona la alimentación necesaria para que los electrones circulen a lo largo del circuito cerrado.
Ej. De fuentes disponibles:
–Máquinas electrostáticas, que se basan en el principio de inducir cargas eléctricas por medios mecánicos.
–Máquinas electromagnéticas, en las que se genera corriente desplazando mecánicamente un conductor a través de un campo o campos magnéticos.
–Células Voltaicas, que producen una fuerza electromotriz a través de una acción electroquímica.
–Dispositivos que producen fuerza electromotriz de la luz, el calor, etc.
B. INTENSIDAD DE CORRIENTE ELÉCTRICA:
La corriente eléctrica o intensidad eléctrica es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior de éste.
Esta magnitud se mide en Amperios; 1 amperio corresponde al paso de unos 6.250.000 billones de electrones por segundo por una sección determinada del circuito.
Nosotros medimos la cantidad de electrones que pasan por este circuito cerrado con el amperímetro. Esta cantidad de corriente se expresa en amperios (A), pero en electrónica, suele ser una unidad muy grande y se recurre a múltiplos y submúltiplos de ella.
C. LA RESISTENCIA DEL CIRCUITO:
Normalmente, todas las sustancias, tanto conductores como aislantes, ofrecen cierta oposición al flujo de una corriente eléctrica, y esta resistencia limita la corriente. La unidad empleada para cuantificar la resistencia el ohmio representado por la letra griega omega (?). El ohmio se define como la resistencia que limita el flujo de corriente a 1 amperio en un circuito con una FEM de 1 voltio.
*Donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I es la intensidad de corriente en amperios.
D. LA POTENCIA
La potencia eléctrica es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un momento determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio (watt).
Cuando una corriente eléctrica fluye por un cable pueden observarse dos efectos importantes:
– La Temperatura: Al circular la corriente, los electrones que la componen colisionan con los átomos del conductor y ceden energía, que aparece en forma de calor. La cantidad de energía desprendida en un circuito se mide en Julios.
Cuando una corriente eléctrica fluye en cualquier circuito, puede transferir energía al hacer un trabajo mecánico o termodinámico. Los dispositivos convierten la energía eléctrica de muchas maneras útiles, como calor, luz (lámpara incandescente), movimiento (motor eléctrico), sonido (altavoz) o procesos químicos. La electricidad se puede producir mecánica o químicamente por la generación de energía eléctrica, o también por la transformación de la luz en las células fotoeléctricas. Por último, se puede almacenar químicamente en baterías.
– La Potencia Consumida: Se mide en vatios; un vatio equivale a 1 julio por segundo. También se consume potencia en la descomposición química, en la producción de trabajo mecánico y en la emisión de radiación electromagnética como luz u ondas de radio.
La energía consumida por un dispositivo eléctrico se mide en vatios-hora (Wh), o en kilovatios-hora (kWh). Normalmente las empresas que suministran energía eléctrica a la industria y los hogares, en lugar de facturar el consumo en vatios-hora, lo hacen en kilovatios-hora (kWh). La potencia en vatios (W) o kilovatios (kW) de todos los aparatos eléctricos debe figurar junto con la tensión de alimentación en una placa metálica ubicada, generalmente, en la parte trasera de dichos equipos. En los motores, esa placa se halla colocada en uno de sus costados y en el caso de las bombillas de alumbrado el dato viene impreso en el cristal o en su base.
TRABAJO EN LA UNIDAD DIDÁCTICA,
REPARACIÓN DE EQUIPOS DE CÓMPUTO
Autor:
Medina Huallpa, Mayomi
Pinedo Asencios, Keidy
Villalobos De La Mata, Melanie Yesabel
Salinas Varas, Jhon Gustavo
Mamani Loayza, Eduardo Guillermo
II Semestre
Sección: A
INSTITUTO DE EDUCACIÓN SUPERIOR
TECNOLÓGICO PÚBLICO
"ARGENTINA"
CARRERA PROFESIONAL:
COMPUTACIÓN E INFORMÁTICA
Lima 2016
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