viernes, 2 de diciembre de 2011

Motor eléctrico 
El objetivo de un motor es transformar energía eléctrica en energía mecánica. Toma la electricidad y la convierte en energía que nosotros podamos usar.
Un motor eléctrico utiliza el magnetismo y la corriente eléctrica para funcionar. Hay dos diferentes tipos de motores, los de corriente alterna (CA) y los de corriente continua (CC). Estos tipos de motores usan las mismas partes que un motor eléctrico básico, sólo que utilizan dos tipos distintos de corriente.
Los motores de corriente alterna y los de corriente continua se basan en el mismo principio de funcionamiento, el cual establece que si un conductor por el que circula una corriente eléctrica se encuentra dentro de la acción de un campo magnético, éste tiende a desplazarse perpendicularmente a las líneas de acción del campo magnético. El conductor tiende a funcionar como un electroimán debido a la corriente eléctrica que circula por el mismo adquiriendo de esta manera propiedades magnéticas, que provocan, debido a la interacción con los polos ubicados en el estator, el movimiento circular que se observa en el rotor del motor.

Aplicaciones de los motores
Las aplicaciones para los motores normal mente son para los electrodomésticos que requieren de grandes motores. Los motores que se emplean para las lavadoras son los de corriente alterna.
Los coches teledirigidos, las batidoras, los casetes, las mini cadenas, el motor de arranque del coche, los ascensores, algunos tipos de trenes de elevación magnética, las lavadoras, el ventilador del coche, en los mandos de la PlayStation. Son algunos ejemplos de motores que nos podemos
Actualmente, los motores se usan por doquier. Si bien hay muchas personas que no reconocen su verdadero aporte, el motor eléctrico se ha transformado en un invento de gran utilidad encontrar.
 
Generadores
Un generador es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos de sus puntos (llamados polos, terminales o bornes) transformando la energía mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominada también estator). 
 
Los generadores se dividen en dos tipos fundamentales:
Primarios: Convierten en energía eléctrica la energía de otra naturaleza que reciben o de la que disponen inicialmente, como alternadores, dinamos, etc. 
Secundarios: Entregan una parte de la energía eléctrica que han recibido previamente, es decir, en primer lugar reciben energía de una corriente eléctrica y la almacenan en forma de alguna clase de energía. Posteriormente, transforman nuevamente la energía almacenada en energía eléctrica. Un ejemplo son las pilas o baterías recargables.
 
Generadores ideales. Están divididos en dos tipos:
Generador de voltaje o tensión: un generador de voltaje ideal mantiene un voltaje fijo entre sus terminales con independencia de la resistencia de la carga Rc que pueda estar conectada entre ellos.
Generador de corriente o intensidad: un generador de corriente ideal mantiene una corriente constante por el circuito externo con independencia de la resistencia de la carga que pueda estar conectada entre ellos.
 
Transformadores
El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, por medio de interacción electromagnética. Está constituido por dos o más bobinas de material conductor, aisladas entre sí eléctricamente y por lo general enrolladas alrededor de un mismo núcleo de material ferro magnético. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo.

Tipos de transformadores
Transformador elevador/reductor de tensión     
Transformadores elevadores                Transformador diferencial de variación lineal
Transformadores variables                   Transformador con diodo dividido
Transformador de aislamiento            Transformador de impedancia
Transformador de alimentación         Transformador híbrido
Transformador trifásico                         Transformador electrónico
Transformador de pulsos                      Transformador de frecuencia variable
Transformador de línea o Flyback
Transformadores de medida

martes, 8 de noviembre de 2011

FÍSICA: LA LEY DE BOYLE


Boyle, Robert (1627 - 1691)
Científico británico, uno de los primeros defensores de los métodos científicos y uno de los fundadores de la química moderna.

Estudió en Ginebra. Se estableció en Inglaterra y se dedicó a la investigación científica. Boyle es considerado uno de los fundadores de los métodos científicos modernos porque creyó en la necesidad de la observación objetiva y de los experimentos verificables en los laboratorios, al realizar los estudios científicos.

Boyle fue el primer químico que aisló un gas. Perfeccionó la bomba de aire y sus estudios le condujeron a formular, independientemente de su colega francés Edme Mariotte, la ley de física conocida hoy como "ley de Boyle - Mariotte". En el campo de la química, Boyle observó que el aire se consume en el proceso de combustión y que los metales ganan peso cuando se oxidan. Reconoció la diferencia entre un compuesto y una mezcla, y formuló su teoría atómica de la materia basándose en sus experimentos de laboratorio.Boyle fue uno de los miembros fundadores de la Sociedad Real de Londres.

Ley de Boyle-Mariotte
En 1643, el científico italiano Evangelista Torricelli (1608-1674), al trabajar con un dispositivo de su invención, posteriormente llamado barómetro, demostró que una  columna de gas podía  ejercer presión y que ésta podía medirse. Este trabajo atrajo la atención del químico inglés Robert Boyle (1627-1691) y lo motivó a realizar estudios precisos sobre los cambios de volumen de muestras gaseosas causados por  variaciones de presión. En 1662 reportó los resultados de sus experimentos llegando a la conclusión de que  “el volumen de una cantidad fija de un gas a temperatura constante, es inversamente proporcional a la presión del gas”. Este enunciado se conoce actualmente como la ley de Boyle.

Edme Mariotte también llegó a la misma conclusión que Boyle, pero no publicó sus trabajos hasta 1676. Esta es la razón por la que en muchos libros encontramos esta ley con el nombre de Ley de Boyle y Mariotte. 

Esta ley es una simplificación de la ley de los gases ideales o perfectos particularizada para procesos isotermos de una cierta masa de gas constante.

Junto con la ley de Charles, la ley de Gay-Lussac, la ley de Avogadro y la ley de Graham, la ley de Boyle forma las leyes de los gases, que describen la conducta de un gas ideal. Las tres primeras leyes pueden ser generalizadas en la ecuación universal de los gases.

Expresión matemática de la Ley de Boyle
En 1660 Robert Boyle encontró una relación inversa entre la presión y el volumen de un gas cuando su temperatura se mantiene constante
La expresión matemática de la ley de Boyle indica que el producto de la presión de un gas por su volumen es constante:
PV= K
Donde k es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.

Esta expresión implica que siempre que se tenga una cantidad fija de un gas a temperatura constante, el producto de la presión por el volumen siempre será igual a una constante k. 

Cuando aumenta la presión, el volumen disminuye, mientras que si la presión disminuye el volumen aumenta. manteniendo constante la cantidad de gas y la temperatura, deberá cumplirse la relación:


P1V1 = P2V2
Donde:
P1 = Presión inicial
P2 = Presión final
V1 = Volumen inicial
V2 = Volumen final

Esta expresión implica que siempre que se tenga una cantidad fija de un gas a temperatura constante, el producto de la presión por el volumen siempre será igual a una constante k. 

Como muestra la figura 1, Cuando se somete un gas a una presión de 4 atmósferas el volumen del gas disminuye. Por lo tanto, A mayor presión, menor volumen.




Figura 1. Gas sometido a presión de 4 atmosferas.

 En la figura 2, se observa que cuando se disminuye la presión a 1 atmósfera, el volumen aumenta, debido a que los gases son compresibles. Por lo tanto A menor presión Mayor volumen.



Figura 2. Gas sometido a presión de 1 atmósfera.

EJERCICIOS

Se desea comprimir 10 litros de oxígeno, a temperatura ambiente y una presión de 30 kPa, hasta un volumen de 500 mL. ¿Qué presión en atmósferas hay que aplicar?

P1 = 30 kPa (1 atm / 101.3kPa) = 0.3 atm
500 mL= 0.5L.
P1 V1 = P2 V2
P1 = 0.3 atm
 V1 = 10 L
V2 = 0.50 L

Despejamos P2 y sustituimos.
 P2 = P1  (V1 / V2)
P2 = 0.3 atm (10L / 0.50L)
P2 = 6 atm

Una masa de helio contenida en un globo de 0.4 m3 soporta una presión de 49x10-5    N/m2   en su estado inicial. ¿Cuál será su volumen al duplicar la presión?

P1 V1 = P2 V2
P1 = 49x10-5    N/m2
 V1 = 0.4 m3
P2  = 2P1 = 98x10 -5    N/m2
V2 = ?

Despejamos V2 y sustituimos.
V2 = V1  (p1 / p2)
V2 = 0.4 m3  (49x10-5    N/m2 / 98x10 -5    N/m2)
V2 = 0.2 m3