Armando Libro Electricidad

8/18/2019 Armando Libro Electricidad

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Fundamentos de la electrostática(cargas en reposo)

Estructura atómica de la materia está compuesta porátomos, a su vez, formados por protones positivos,electrones negativos y neutrones neutros.

Normalmente la cantidad de protones igualala de electrones, por eso, la materia es neutrade ordinario. Sin embargo, cuando se ponen encontacto dos cuerpos y después se los separa,algunos de los electrones que pertenecían a uncuerpo pueden quedar en el otro, y así, elprimero resulta con un eceso de protones!y de carga positiva", mientras el otro quedacargado negativamente.

Polarización#a polarización es laseparación de las cargas

eléctricas en positivas por unlado y negativas por otro. $ore%emplo, si frotamos un peine, posiblemente, se carguenegativamente. &l acercarlo a un delgado c'orro deagua, el peine atrae las cargas positivas y rec'aza lasnegativas. (omo las positivas están, a'ora, más cercadel peine, la fuerza de atracción es mayor que la derepulsión que act)a sobre las cargas negativas, más

ale%adas. $redomina, entonces, la atracción, y el c'orrose desvía. *ste es un caso de polarización.


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Carga por inducciónelectrostáticaEs posible, a partir de un cuerpo cargado

negativamente, obtener otro cargadopositivamente.

Capacitores+n capacitor ocondensador, es un ob%etoconstruido especialmente

para almacenar cargaseléctricas. ay capacitores demuc'as formas constructivas.

#a más simple es un disco aislante metalizado enambas caras, con dos alambres soldados y recubiertode plástico para me%or aislación.


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Aplicaciones de la electrostática

Xerografía-ero signica, en griego, a la vez

seco y cera.

$ara obtener una fotocopia con esemétodo se carga eléctricamente uncilindro aislante con la ayuda de unalambre que se mantiene cerca desu supercie, y conectado a unatensión de unos diez mil volt.

+na vez cargado el cilindro, se proyecta sobre él unaimagen luminosa intensa del original. #a luz estácompuesta por partículas llamadas fotones, que cuandoinciden sobre la supercie cargada, le arrancanelectrones, o sea que descargan localmente el materialpreviamente cargado.

& continuación se espolvorea el cilindro con polvo negro

ceroso, el tóner, el cual se ad'iere sólo donde no dio laluz, o sea, en las partes cargadas que corresponden alnegro del original.

/espués, se aprieta un papel contra el cilindro, paratransferirle el tóner. Se calienta el papel0 la cera sefunde, y la imagen queda %a. & veces, cuando el papelse atasca y lo retiran antes de este )ltimo proceso de

fusión, la copia se borra con los dedos.


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La xerografía es una muy til aplicación de laelectrostática! "ue in#uyó muc$o en el #u%o de lainformación impresa! "uizá tanto como lapopularización de la imprenta en el siglo X&'

Las impresoras láser son fotocopiadoras en las que laimagen luminosa, en vez de provenir de un originalfuertemente iluminado, se graba directamente con unrayo láser en la supercie de un cilindro previamentecargado eléctricamente.Una ventaja de las impresoras láser es que lasimpresiones resisten las salpicaduras de agua sin que

se corra la tinta.nconenientes de las cargas estáticas

*acudidas al tocar un coc$e o un mue+le 1odos eperimentamos alguna vez una sacudidamolesta al tocar algo después de ba%ar de uncoc'e, levantarnos de una silla de plástico ocaminar unos metros sobre una alfombra de

plástico, o muy seca.(uando se separan dos cuerpos en contacto,mu2c'os electrones eteriores de los átomos deun cuerpo pasan a los del otro, y así los doscuerpos quedan cargados con polaridadesopuestas.

Este efecto ocurre especialmente en lugares y

días secos0 es muy molesto, y la sorpresa puedecausar movimientos bruscos y 'asta incendiosen depósitos in3amables y estaciones deservicio.

$ara evitar ese efecto 'ay varias soluciones.+na es aplicar un líquido antiestático a lasalfombras y tapizados, por e%emplo glicerina. Esta

sustancia absorbe la 'umedad del ambiente y 'ace quela tela conduzca un poco la electricidad0 con eso la


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persona se descarga a tierra a la vez que se levanta delasiento.

,escargas atmosf-ricas! pararrayos!

descargadores/esde muy antiguo, y a)n 'oy, el rayo es la descargaelectrostática más da4ina para las personas y bienesmateriales.El pararrayos más sencillo es la punta de 5ran6lin, unasimple barra metálica conectada a tierra con uncable grueso, y puesta encima de un edicio.(uando se produce la ruidosa descarga, la

corriente pasa directamente a tierra por uncamino directo, sin que se genere una grancantidad de calor. En cambio si la descargaocurre a través de los materiales del ediciose genera muc'o calor. $or e% el agua deltronco de un árbol 'ierve, y el vapor lo 'aceestallar. Corriente el-ctrica#a electrodinámica es el estudio de las corrientes

eléctricas, o sea el del movimiento de las cargas.+na corriente es el desplazamiento de cargas decualquier clase0 por e%emplo electrones en unconductor, en un líquido, en un gas o en el vacío, o bienprotones en los mismos medios.#a corriente eléctrica se mide y epresa en ampere.


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.edición de corrientes


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#os instrumentos o aparatos destinados amedir la corriente eléctrica, o sea los queindican cuántos ampere !o fracciones deampere" circulan por un conductor, se

llaman amperímetros.Estos aparatos aprovec'an alg)n efecto dela corriente eléctrica, por e%emplo el de'acerle fuerza a un imán, el de calentar elalambre por el que circula, o el de generaruna diferencia de potencial, o tensión !eneste caso llamada caída de tensin" en elconductor por el que circula la corriente0

entonces la medición de corriente se realizaen este caso indirectamente, a través deuna medición de tensión.

.edición de tensiones

#os instrumentos para medir la tensión odiferencia de potencial eléctrico entredos puntos se llaman voltímetros. #os'ay de muy diversos tipos.

+n circuito es cualquier con%unto deelementos, conectados entre sí, y por losque circula corriente eléctrica.


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Conexión en serie#a coneión de la gura se llama circuito en serie. $ortodos los cuerpos pasa lamisma corriente. Es laconeión que se usa, pore%emplo, en las guirnaldas de luces de adorno.Si se quema una lámpara de una guirnalda, se apagantodas.

En una coneión en serie la corriente en cada elementoes en cada instante la misma. #as tensiones puedenser diferentes, pero la suma de las tensiones de todoslos elementos conectados en serie a una pila, iguala latensión de la pila.

Conexión en paralelo#a gura ilustra un circuito en paralelo. Es el que seusa en las casas para

enc'ufar los artefactos.Si se apaga uno, losdemás siguenfuncionando.

En una coneión en paralelo, la tensión en cadaelemento es la misma. #as corrientes pueden serdiferentes, pero la suma de las corrientes de todos los

elementos conectados en paralelo a una pila, iguala lacorriente que suministra la pila.


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Conductores$ara la transmisión de energía de igual corriente, elaluminio es más barato y liviano que el cobre0 y en lasaplicaciones de alta tensión los inconvenientes deempalme y resistencia de contacto se pueden resolversatisfactoriamente.Es venta%oso, también, en las instalaciones de grandesedicios e industrias, donde se lo usa en forma debarras.

$ara conductores de peque4o calibre es preferible elco+re, porque ocupa menos sitio, a'orra aislación y esfácil de unir a presión, y de soldar.

Aislantes#os cerámicos resisten bien la radiaciónsolar y son muy baratos.

$ero, en su contra, son pesados y, como se'ornean a más de mil grados, no se lespuede poner piezas metálicas de %aciónincorporadas.

En cambio, los aislantes de materialesorgánicos son livianos, admiten sufabricación en peque4as cantidades, porqueno requieren 'ornos grandes0 resisten los

golpes y disparos de armas. &unque losaisladores de materiales orgánicos no son eternos comolos de porcelana, soportan razonablemente bien el pasodel tiempo. (omo se los elabora a temperaturas nomuc'o mayores que 789 grados centígrados, admitenla colocación de piezas metálicas internas, electrodos,insertos y amarres. $ero, en su contra, soncombustibles0 sus materias primas provienen del

petróleo que empieza a escasear0 no resisten altas


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temperaturas y el sol los desluce y los vaporiza,paulatinamente.

Aplicaciones de la corriente el-ctrica

&unque todavía decimos la luz cuando

nos referimos a la energía eléctrica, 'oyse usa más para producir calor, frío,energía mecánica y transformacionesquímicas.

orno para fundir metales. Sus tres barrasde grato, alimentadas conelectricidad trifásica, tocan

inicialmente el mineral. En cuantoestablecen con2 tacto, se separan unpoco para mantener la c'ispa, igualque cuando se suelda con electrodos,pero con una potencia treinta mil veces mayor.

Aluar !&luminio &rgentino"fabrica el metal con energía

eléctrica de la central 'ídrica5utaleuf), a :89 6ilómetrosde distancia, que le llega poruna línea de alta tensiónprovista casi especialmente para esa industria.5utaleuf) desarrolla casi medio giga;att de punta, yentrega a &luar


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Aplicaciones de la corriente el-ctricaace un siglo el uso de la energía eléctrica era casiineistente0 en cambio 'oy dependemos por completode ella. Su interrupción causa grandes trastornos=quedarnos a oscuras o encerrados en el ascensor, separalizan las industrias, los subtes se detienen en lost)neles, los trenes quedan varados y la gente debedescolgarse de los estribos, el tránsito sin semáforosresulta un caos, los cines cancelan sus funciones ydevuelven el importe de las entradas, y las cintas de las

líneas de 'ornos se detienen llenas de galletitas que setuestan 'asta incendiarse.

$ero casi todos aceptamos muy conformes esadependencia, igual que la del agua potable, las vacunasy los teléfonos, porque nos brindan más libertad y uname%or calidad de vida En nuestro país la energíaeléctrica se comenzó a distribuir a nes del siglo ->-0

'ace más de un siglo, y se usaba casi eclusivamentepara la iluminación.


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/eneración de energía el-ctrica#o que llamamos generación es, en realidad, una

transformación, porque se genera energía eléctrica apartir de otra forma de energía, como la nuclear, la'ídrica, la térmica, la solar y la mareomotriz, entremuc'as otras. Nuestro país usa la térmica y la 'ídrica, ytambién aprovec'a la energía nuclear.

Si se mueve un conductor eléctrico !por e%emplo unalambre de cobre" frente a un imán, entre los etremos

del conductor aparece una tensión eléctrica. Si en vezde un solo conductor se ponen varios en serie, losefectos se suman !esos alambres dispuestos en serieforman una bobina". #o mismo sucede si se de%a elconductor quieto y se desplaza el imán. En estoconsiste el principio de funcionamiento de la mayoríade los generadores eléctricos.

&ctualmente 'ay sólo una forma de generación deenergía eléctrica de importancia práctica, que es la de

'acer girar una máquina que 'ace pasar imanes !oelectroimanes" frente a bobinas %as arrolladasalrededor de grandes trozos de 'ierro.


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?uc'as centrales de energía !'ídricas,térmicas y nucleares, entre otras"generan electricidad con esasmáquinas rotativas, llamadas

generadores, y muy parecidas a losmotores0 pero en vez de recibirenergía eléctrica y entregar energíamecánica como los motores, recibenenergía mecánica y suministranelectricidad.

#a energía producida se debe

consumir en el instante en que seproduce. Sería grandioso poderalmacenar la energía cuando 'aymuc'a y sobra0 pero eso a)n no seconsiguió a gran escala. En nuestropaís la tensión domiciliaria es de


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,8 .A38A*. Son centrales 'idroeléctricas queaprovec'an los desniveles producidos por las mareas.Sólo sirven en lugares costeros donde ese efecto sea

im2 portante0 además la geografía debe ser apropiadapara embalsar el agua cuando sube, para usarladespués.

4ransmisión! o transporte! de la energíael-ctrica#a posibilidad de generar energía en un sitio yconsumirla en otro 'ace que se aprovec'en me%or los

recursos0 por e%emplo se pude vender energía cuandosobra, y comprarla cuando falta.

#a etapa siguiente a la generación ytransmisión es la distribución de laenergía eléctrica, que se 'ace a travésde transformadores que reducen latensión de 899 6C a una más ba%a de7D,< ó DD 6C, con la quese recorren barrios ysuburbios. Sigue por)ltimo el consumo. En

cada manzana o edicio, o encada barrio suburbano peque4o, untransformador reduce a)n más la tensión,a los


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#a preocupación por los efectos ambientales deldesarrollo tecnológico es relativamente nueva en la'istoria. Es a partir de 7F9 que la cuestión ambientalnos alarma a todos, quizá porque ya sufrimos

consecuencias de descuidos importantes, o porque apartir de las computadoras personales e >nternet, 'aymás información accesible. Gesumimos variaspreocupaciones de raíz ambienta asociadas con laproducción y el uso de la electricidad=

38CAL864A.8640 PLA684A30' #a mayor parte dela energía eléctrica producida en el mundo proviene de

la quema de carbón, gas y petróleo, de la que resultadióido de carbono, gas que refuerza el efectoinvernadero normal de la atmósfera.

A/38*96 ,8L PA*A:8' #os cables subterráneos sonmuy caros, entonces abundan los antiestéticos ypeligrosos tendidos de cables a la vista.

7*0 ,8 AC848* &86860*0*' &lgunas variedades

de aceites aislantes podrían per%udicar la salud si llega2sen a las aguas subterráneas, lo que ocurre cuando lostransformadores que los usan tienen fugas. En nuestropaís, ese líquido se terminó de retirar de ser2 vicio en


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ACC,8648* 8L5C43C0*' (ausan la muerte de'umanos y animales. Son más los da4os por los efectosindirectos de la electricidad !incendio, asia, caídas"que por el c'oque directo.

Prácticas aconse%a+les#os especialistas en cambios atmosféricos 'acen lassiguientes recomendaciones para las accionesindividuales voluntarias= +sar lámparas de +a%o consumo. &%ustar el aire acondicionado a temperaturas no

muy etrema

.oderar el uso del agua caliente, y cerrarlamientras fregamos los platos, o nos preparamospara el ba4o.

*ecar la ropa al aire li+re! si tenemos lugar, envez usar el secado eléctrico.

(omprar productos de papel reciclado, imprimirsólo lo necesario, reusar el papel.

(onsumir alimentos frescos que son más sanosy se evita el costo energético de los envasados ycongelados.

Apagar los aparatos el-ctricos que no se esténusando

Cia%ar en transporte p)blico0 preferir los coc'es demenor consumo. (ompartir el via%e0 ofrecerse aacercar a alguien.

$lantar ár+oles.

(omprar artefactos que consuman poco. &lentar el

desarrollo de productos de +a%o consumo. Se discute si la basura se debe quemar o enterrar,

porque en ambos casos produce gasesinvernadero0 dióido de carbono en el primero, ymetano en el segundo. 1odo lo que podemos 'aceres tratar de producir menos residuos.


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!e la tabla resulta que el viaje de una persona solaen un coc"e grande, es energéticamente más

costosoque el de un vuelo compartido con doscientos

pasajeros.

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