jueves, 25 de octubre de 2012

Batería y acumulador

Cuando se unen mediante un conductor dos cuerpos entre los cuales existe una diferencia de potencial (d.d.p) o también llamada tensión, se produce un paso de corriente de uno a otro, que provoca la disminución gradual de dicha diferencia de potencial o tensión. Al final, cuando el potencial se iguala, el paso de corriente eléctrica cesa. Para que la corriente siga circulando debe mantenerse constante la diferencia de potencial. Y esto es precisamente lo que hacen las baterias y los acumuladores eléctricos.

¿Quién fue el inventor de la bateria? Pues fue el señor Alessandro Volta, físico italiano, y el Voltio unidad de tensión o d.d.p.  es en honor a él.

    El fundamento de las baterias  y acumuladores  (o las pilas) es la transformación de la energía química en eléctrica, mediante reacciones de oxidación-reducción producidas en los electrodos, que generan una corriente de electrones.

 Las pilas secundarias o acumuladores son aquellas que pueden recargarse, es decir pueden reiniciar el proceso mediante el aporte de energía de una fuente exterior normal mente un generador, que hace que los compuestos químicos se transformen en los compuestos de partida, al hacer pasar corriente a través de ellos en sentido opuesto.
Un acumulador es, por tanto, un aparato capaz de retener cierta cantidad de energía en su interior, suministrada externamente, para emplearla cuando la necesite.

Una batería está formada por varios acumuladores, y puede ser ácida o calina en función’de la naturaleza del electrolito. Por ejemplo, las baterías de los coches son ácidas, porque contienen un electrolito de ácido sulfúrico en el que se sumergen una placa de plomo metálico y otra de dióxido de plomo.

Cuando se agota el plomo o el dióxido de plomo la batería está gastada y para recargarla se hace pasar una corriente eléctrica de la placa positiva a la negativa mediante un alternador o dinamo ( o a veces conectándola al enchufe de casa) , de manera que el sulfato de plomo se vuelve a des componer en plomo en la placa negativa, y en la positiva en dióxido de plomo.

Pero, ¿cúal es la diferencia entre una bateria y un acumulador? Pues un acumulador es una celda que almacena energía a través de un proceso electroquímico.
La batería es el conjunto de estas celdas para lograr los voltajes necesarios. Por ejemplo, una batería de auto de 12V es un conjunto en serie de 6 celdas de plomo-ácido de 2V cada una.

La pila es un término que se suele usar cuando hablamos de generadores de electricidad basados en procesos químicos normalmente no reversibles, o acumuladores de energía eléctrica no recargables (aunque hoy en día las hay recargables); mientras que batería se aplica generalmente a los dispositivos electroquímicos semi-reversibles, o acumuladores de energía eléctrica que sí se pueden recarga. Tanto pila como batería son términos provenientes de los primeros tiempos de la electricidad, en los que se juntaban varios elementos o celdas: en el primer, caso uno encima de otro, "apilados", y en el segundo, adosados lateralmente, "en batería", como se sigue haciendo actualmente, para aumentar así la magnitud de los fenómenos eléctricos y poder estudiarlos sistemáticamente.

Esquema de una batería y sus partes:


El motor eléctrico

Los motores eléctricos son máquinas eléctricas rotatorias. Transforman una energía eléctrica en energía mecánica. Tienen múltiples ventajas, entre las que cabe citar su economía, limpieza, comodidad y seguridad de funcionamiento, el motor eléctrico ha reemplazado en gran parte a otras fuentes de energía, tanto en la industria como en el transporte, las minas, el comercio, o el hogar.
Su funcionamiento se basa en las fuerzas de atracción y repulsión establecidas entre un imán y un hilo (bobina) por donde hacemos circular una corriente eléctrica. Entonces solo seria necesario una bobina (espiras con un principio y un final) un imán y una pila (para hacer pasar la corriente eléctrica por las espiras) para construir un motor eléctrico.


el motor electricoTodo empezó gracias al científico Hans Christian Oersted que comprobó como colocando una espira alrededor de una brújula, si hacia pasar una corriente por la espira, la aguja de la brújula (el imán) se movía. Demostró así, la relación que había entre la electricidad y el magnetismo. Con este experimento se demostró que la espira al ser atravesada por una corriente generaba un campo magnético (fuerzas magnéticas) que interactuaban con la fuerza magnética de la aguja imantada, produciendo en esta un giro. Por lo tanto si hacemos pasar corriente por unas espiras (bobinado) y en su interior tenemos un imán que puede girar sobre un eje (rotor) hemos conseguido un motor eléctrico, ya que el eje del imán se movería y hemos convertido la energía eléctrica en energía mecánica en el movimiento del eje.

También sucede al contrario, que es como se construyen realmente los motores eléctricos. Si un conductor por el que circula una corriente eléctrica se encuentra dentro de un campo magnético (el de un imán), el conductor se desplaza perpendicularmente al campo magnético (se mueve). Si el campo magnetico es horizontal el conductor sube o baja (depende del sentido de la corriente por el conductor). Si en lugar de un conductor tenemos una espira por la que circula corriente, un lado de la espira sube y el otro baja, ya que por un lado la corriente entra y por el otro lado de la espira la corriente sale, produciéndose un giro de la espira. ¡¡¡Ya tenemos nuestro motor!!!



Los motores eléctricos que se utilizan hoy en día tiene muchas espiras llamadas bobinado (de bobinas) en el rotor (parte giratoria) y un imán grande llamado estator colocado en la parte fija del motor alrededor del rotor. También hay motores que su bobinado lo tienen en el estator y el rotor sería el imán como podemos ver en la figura del estator de abajo.

¿Cómo construir un motor eléctrico simple?

http://www.youtube.com/watch?v=Hwv4I0-Xx1M&feature=player_embedded

viernes, 19 de octubre de 2012

Conexiones de varios receptores en un mismo circuito

Circuitos en serie

En un circuito en serie los receptores están instalados uno a continuación de otro en la línea eléctrica, de tal forma que la corriente que atraviesa el primero de ellos será la misma que la que atraviesa el último. Para instalar un nuevo elemento en serie en un circuito tendremos que cortar el cable y cada uno de los terminales generados conectarlos al receptor.
 
Circuito en paralelo

En un circuito en paralelo cada receptor conectado a la fuente de alimentación lo está de forma independiente al resto; cada uno tiene su propia línea, aunque haya parte de esa línea que sea común a todos. Para conectar un nuevo receptor en paralelo, añadiremos una nueva línea conectada a los terminales de las líneas que ya hay en el circuito.


 Caída de tensión en un receptor

Aparece un concepto nuevo ligado a la tensión. Cuando tenemos más de un receptor conectado en serie en un circuito, si medimos los voltios en los extremos de cada uno de los receptores podemos ver que la medida no es la misma si aquellos tienen resistencias diferentes. La medida de los voltios en los extremos de cada receptor la llamamos caída de tensión.



La corriente en los circuitos serie y paralelo

Una manera muy rápida de distinguir un circuito en seria de otro en paralelo consiste en imaginala circulación de los electrones a través de uno de los receptores: si para regresen a la pila atravesando el receptor, los electrones tienen que atravesar otro receptor, el circuito está en serie; si los electrones llegan atravesando sólo el receptor seleccionado, el circuito está en paralelo.

viernes, 5 de octubre de 2012

Información general sobre la electricidad

CARGA ELÉCTRICA Y CORRIENTE
   La carga eléctrica es la cantidad de electricidad almacenada en un cuerpo. Los átomos de un cuerpo son eléctricamente neutros, es decir la carga negativa de sus electrones se anula con la carga positiva de sus protones. Podemos cargar un cuerpo positivamente (potencial positivo) si le robamos electrones a sus átomos y podemos cargarlo negativamente (potencial negativo) si le añadimos electrones.

   Si tenemos un cuerpo con potencial negativo y otro con potencial positivo, entre estos dos cuerpos tenemos una diferencia de potencial (d.d.p.) Los cuerpos tienden ha estar en estado neutro, es decir a no tener carga, es por ello que si conectamos los dos cuerpos con un conductor (elemento por el que pueden pasar los electrones fácilmente) los electrones del cuerpo con potencia negativo pasan por el conductor al cuerpo con potencial positivo, para que los dos cuerpos tiendan a su estado natural, es decir neutro.
   Acabamos de generar corriente eléctrica, ya que este movimiento de electrones es lo que se llama corriente eléctrica. Luego es necesario una d.d.p entre dos puntos para que cuando los conectemos con un conductor se genere corriente eléctrica. La diferencia de carga de los dos cuerpos será la causante de mas a menos corriente. Esta carga de un cuerpo se mide en culombios (C).




TENSIÓN O VOLTAJE
   La Tensión es la diferencial de potencial entre dos puntos. Por eso en física se llama d.d.p (diferencia de potencial) y en tecnología Tensión o Voltaje. Como ya debemos saber por el estudio de la carga eléctrica la tensión es la causa que hace que se genere corriente por un circuito. En un enchufe hay tensión (diferencia de potencial entre sus dos puntos) pero OJO no hay corriente. Solo cuando conectemos el circuito al enchufe empezará a circular corriente (electrones) por el circuito y eso es gracias hay que hay tensión. Entre los dos polos de una pila hay tensión y al conectar la bombilla pasa corriente de un extremo a otro y la bombilla luce. A mayor tensión entre dos polos mayor cantidad de electrones y con mas velocidad pasaran de un polo al otro. La tensión se mide en Voltios. Cuando la tensión es de 0V (cero voltios) ya no hay posibilidad de corriente y si fuera una pila diremos que la pila se ha agotado. Pero ¿Quien hace que se mantenga una tensión entre dos puntos? Pues los Generadores, que son los aparatos que mantienen la d.d.p o tensión entre dos puntos para que al conectar el circuito se genere corriente. la tensión se mide en Voltios (V)


INTENSIDAD DE CORRIENTE
   Es la cantidad de electrones que pasan por un punto en un segundo. Imaginemos que pudiésemos contar los electrones que pasan por un punto de un circuito eléctrico en un segundo. Pues eso seria la Corriente eléctrica. Se mide en Amperios (A). Por ejemplo una corriente de 1 A (amperio) equivale a 6,25 trillones de electrones que han pasado en un segundo. ¿Muchos verdad?


RESISTENCIA ELÉCTRICA
   Los electrones cuando en su movimiento se encuentran con un receptor (por ejemplo una lámpara) no lo tienen fácil para pasar por ellos, es decir les ofrecen una resistencia. Por el conductor van muy a gusto por que no les ofrecen resistencia a moverse por ellos, pero los receptores no. Por ello se llama resistencia a la dificultad que se ofrece al paso de la corriente. Todos los elementos de un circuito tienen resistencia, excepto los conductores que se considera caso cero. Se mide en Ohmios (Ω). La resistencia se representa con la letra R.
   La resistencia se suele medir con el polímetro, que es un aparato que mide la intensidad, la tensión y por supuesto también la resistencia entre dos puntos de un circuito o la de un receptor.


POTENCIA ELÉCTRICA
   La potencia eléctrica la podemos definir como la rapidez con la que se realiza un trabajo.
   ¿Por qué? Pues por que depende del tipo de receptor que estemos hablando. Por ejemplo de una Lámpara o Bombilla sería la cantidad de luz que emite, en un timbre la cantidad de sonido, en un radiador la cantidad de calor. Se mide en vatios (w) y se representa con la letra P.
Una lámpara de 80w dará el doble de luz que una de 40w.
   Por cierto su formula es P=V x I (tensión en voltios, por Intensidad en Amperios)


ENERGÍA ELÉCTRICA
   La energía eléctrica es la potencia por unidad de tiempo. La energía se consume, es decir a más tiempo conectado un receptor más energía consumirá. También un receptor que tiene mucha potencia consumirá mucha energía. Como vemos la energía depende de dos cosas, la potencia del receptor y del tiempo que este conectado.
   Su fórmula es E= P x t (potencia por tiempos)
   Su unidad es el w x h (vatio por hora) pero suele usarse un múltiplo que es el Kw x h (Kilovatios por hora)
   Si ponemos en la fórmula la potencia en Kw y el tiempo en horas ya obtendremos la energía en Kw x h.
   Aquí tenemos una tabla con las principales magnitudes eléctricas y sus fórmulas:
MAGNITUD SIMBOLOUNIDAD SIMBOLOFÓRMULA
CARGACCULOMBIOC
TENSIÓNVVOLTIOSVV = I x R
INTENSIDADIAMPERIOSAI = V/R
RESISTENCIAROHMIOSR = V/I
POTENCIAPVATIOSWP = V x  I
ENERGÍAEVATIO POR HORAw x hE = P x t