Propiedades de los materiales

Materia: Resistencia de materiales

Electricidad:

La electricidad es un fenómeno físico originado por cargas eléctricas, estaticas o en movimiento, y por su interacción. Cuando una carga se encuentra en reposo produce fuerzas sobre otras situadas en su entorno. Si la carga se desplaza produce también fuerzas magnéticas. Hay dos tipos de carga eléctrica, llamadas positiva y negativa.

Electrostatica:

La electrostatica se encarga del estudio de las cargas eléctricas, las fuerzas que se ejercen entre ellas y su comportamiento en los materiales

Las fuerzas eléctricas provienen de las partículas que componen los atomos, esto es los protones (con carga +), los electrones (con carga -) y los neutrones (con carga neutra, por lo que no atrae ni rechaza a los electrones ó a los protones).

La carga permite que exista el comportamiento de atracción y repulsión. La regla fundamental y basica que subyace a todo fenómeno eléctrico nos dice:

        'LAS CARGAS ELÉCTRICAS IGUALES SE REPELEN; LAS CARGAS OPUESTAS SE ATRAEN'.

Leyes generales;

Ley de Coulomb: 'La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.' Esta ley es valida sólo en condiciones estacionarias, esdecir, cuando no hay movimiento de las cargas o, como aproximación, el movimiento se realiza a velocidades bajas y trayectorias rectilíneas uniformes. Se le llama a esta Fuerza Electrostatica.

Ley de Ohm: En un conductor recorrido por una corriente eléctrica, el cociente entre la diferencia de potencial aplicada a los extremos del conductor y la intensidad de la corriente que por él circula, es una cantidad constante, que depende del conductor, denominada resistencia.

La ley enunciada verifica la relación entre voltaje y corriente en un resistor.

Leyes de Kirchoff: Ley de corrientes: En todo1 nodo, donde la densidad de la carga no varíe en un instante de tiempo, la suma de corrientes entrantes es igual a la suma de corrientes salientes Un enunciado alternativo es: En todo nodo la suma algebraica de corrientes debe ser 0.

Ley de tensiones: En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la suma de todas las subidas de tensión. Un enunciado alternativo es: En toda malla la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico debe ser 0.

Ley de Watt: “La potencia eléctrica suministrada por un receptor es directamente proporcional a la tensión de la alimentación del circuito y a la intensidad que circule por el”

Electrodinamica: La electrodinamica se caracteriza porque las cargas eléctricas se encuentran en constante movimiento. La electrodinamica se fundamenta, precisamente, en el movimiento de los electrones o cargas eléctricas que emplean como soporte un material conductor de la corriente eléctrica paradesplazarse.

Definiciones;

Voltaje: El voltaje, tensión o diferencia de potencial es la presión que ejerce una fuente de suministro de energía eléctrica o fuerza electromotriz (FEM) sobre las cargas eléctricas o electrones en un circuito eléctrico cerrado, para que se establezca el flujo de una corriente eléctrica.
A mayor diferencia de potencial o presión que ejerza una fuente de FEM sobre las cargas eléctricas o electrones contenidos en un conductor, mayor sera el voltaje o tensión existente en el circuito al que corresponda ese conductor.

Corriente directa: La corriente directa (CD) o corriente continua (CC) es aquella cuyas cargas eléctricas o electrones fluyen siempre en el mismo sentido en un circuito eléctrico cerrado, moviéndose del polo negativo hacia el polo positivo de una fuente de fuerza electromotriz (FEM), tal como ocurre en las baterías, las dinamos o en cualquier otra fuente generadora de ese tipo de corriente eléctrica.

Corriente alterna: Corriente denominada alterna (C.A.), que se diferencia de la directa por el cambio constante de polaridad que efectúa por cada ciclo de tiempo. La característica principal de una corriente alterna es que durante un instante de tiempo un polo es negativo y el otro positivo, mientras que en el instante siguiente las polaridades se invierten tantas veces como ciclos o hertz por segundo posea esa corriente. No obstante, aunque se produzca un constante cambio de polaridad, la corriente siempre fluira del polo negativo al positivo, tal como ocurre en las fuentes de FEM que suministrancorriente directa.

Flujo de corriente:

Potencia: La potencia eléctrica se define como la cantidad de trabajo realizado por una corriente eléctrica.

Cuando se trata de corriente continua (DC) la potencia eléctrica desarrollada en un cierto instante por un dispositivo de dos terminales es el producto de la diferencia de potencial entre dichos terminales y la intensidad de corriente que pasa a través del dispositivo.

Cuando se trata de corriente alterna (AC) sinusoidal, el promedio de potencia eléctrica desarrollada por un dispositivo de dos terminales es una función de los valores eficaces o valores cuadraticos medios, de la diferencia de potencial entre los terminales y de la intensidad de corriente que pasa a través del dispositivo.

Energía: Forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos —cuando se los pone en contacto por medio de un conductor eléctrico— y obtener trabajo. La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía luminosa o luz, la energía mecanica y la energía térmica.

Flujo magnético: El flujo magnético, representado con la letra griega Φ, es una medida de la cantidad de magnetismo, a partir de la fuerza y la extensión de un campo magnético.

Polaridad: cualidad que permite distinguir cada uno de los terminales de una pila, batería u otras maquinas eléctricas de corriente continua. Cada uno de estos terminales llamados polos puede ser positivo o negativo.Antes del descubrimiento de que la corriente eléctrica es un flujo de portadores de carga eléctrica, que en los metales son electrones y circulan desde el polo negativo o catodo al positivo o anodo, ésta se definió como un flujo de cargas positivas y se fijó el sentido convencional de circulación de la corriente como un flujo de cargas desde el polo positivo al negativo.

Resistencia: Se denomina resistencia eléctrica, R, de una sustancia, a la oposición que encuentra la corriente eléctrica para circular a través de dicha sustancia. Su valor viene dado en ohmios, se designa con la letra griega omega mayúscula (Ω), y se mide con el Óhmetro.

Capacitancia: Es la propiedad de un circuito eléctrico de oponerse al cambio de magnitud de tensión a través del circuito. También se refiere a la característica de un sistema que almacena carga eléctrica entre sus conductores y un dieléctrico, almacenando así energía en forma de campo eléctrico este dispositivo se denomina capacitor.

Reactancia: En el caso de un conductor no común por tener una camada de barniz y estar enrollado sobre una cavidad o hueco muchas veces como una bobina, existira una concentración de los efectos calóricos y magnéticos. Ahora bien, si la corriente circulante es del tipo que cambia de sentido periódicamente o corriente alterna, tanto el efecto calórico como el magnético variaran de acuerdo con leyes físicas ya conocidas, siendo el efecto magnético el que mas interesa en este asunto. La ley de Lenz dice que todo conductor sometido a un campo magnético variable, crea en síuna corriente inducida que tiende a oponer sus efectos a la causa que la produce. Llamamos a la oposición a la circulación reactancia.

Reluctancia: La reluctancia magnética de un material, es la resistencia que éste posee al verse influenciado por un campo magnético. Se define como la relación entre la fuerza magnetomotriz y el flujo magnético.

Impedancia: Es la magnitud que establece la correspondencia entre la tensión y la intensidad de corriente. Es una magnitud compleja que expresa la relación entre la tensión y la intensidad para una corriente (dependiente del tiempo) dada. Su módulo (llamado, a veces, impropiamente impedancia) establece la relación entre los valores maximos o los valores eficaces de la tensión y de la corriente.

Magnetismo: el magnetismo es un fenómeno por el que los materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión a otros materiales. Las fuerzas magnéticas son producidas por el movimiento de partículas cargadas, como por ejemplo electrones, lo que indica la estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo.

Circuitos: Es un recorrido conductor complejo entre terminales positivos y negativos; por convención se dice que la corriente fluye de positivo a negativo, aunque de hecho el flujo de los electrones va de negativo a positivo. Si se unen componentes eléctricos, como bombillas e interruptores y se conectan los polos de los extremos (positivo con negativo) tenemos una conexión en serie. Si se conectan los polos de lado a lado (negativo con negativo y positivo con positivo) es una conexión en paralelo.