sábado, 18 de noviembre de 2006

Protegiendo nuestras casas


Alumnos:

Francisco Javier Ramírez Mogollón
Davies David Córdova Sánchez

Preguntas:

Preguntas Davies Córdova 1 - 8

1.- ¿Qué es la electrcidad?

La electricidad es un fenómeno físico originado por cargas eléctricas estáticas o en movimiento y por su interacción.

Hay dos tipos de cargas eléctricas, llamadas positivas y negativas. La partícula fundamental más ligera que lleva carga eléctrica es el electrón, que transporta una unidad de carga.La electricidad consiste en movimiento de los electrones.

Así, cuando éstos se mueven entre los átomos de la materia, se crea una corriente de electricidad. Es lo que sucede en los cables que llevan la electricidad a su hogar: a través de ellos van pasando los electrones, y lo hacen casi a la velocidad de la luz.

2.- Formas de electrizar un cuerpo

Las formas mas comunes de electrizar un cuerpo son las siguienetes:

Por frotamiento: Si se frotan dos materiales entre sí, los electrones de uno de ellos pueden ser expulsados de sus órbitas e incorporarse al otro. El material que capta a los electrones tendrá carga negativa,mientras el material que pierde electrones adquirirá carga positiva.

Por inducción: Cuando un cuerpo cargado negativamente(inductor) se acerca a un cuerpo“conductor”, los electrones libres del conductor serán repelidos hacia el otro extremo,de manera que un lado del conductor (inducido) queda cargado positivamente y el otro lado negativamente.

Electrostática

Por polarización: Cuando un cuerpo cargado positivamente por ejemplo (inductor) se acerca a un extre-mo de un cuerpo “aislador”, se produce un reordenamiento de las cargas en dicho aislador ya que se produce en él, un movimiento pequeño (menor que el diámetro atómico) por parte de los electrones.

Electrostática

3.- ¿Qué es un circuito electrico?

Circuito eléctrico:

Se denomina circuito eléctrico a una serie de elementos o componentes eléctricos, tales como resistencias, inductancias, condensadores y fuentes, o electrónicos, conectados eléctricamente entre sí con el propósito de generar, transportar o modificar señales eléctricas.

Se clasifican en:

Por el tipo de señal

Por el tipo de régimen

Por el tipo de componentes

Por su configuración

-De corriente continua


-De
corriente alterna
Mixtos

-Periódico
-
Transitorio

-Permanente

Eléctricos: Resistivos, inductivos
capacitivos y mixtos

Electrónicos: Digitales, analógicos y mixtos

-Serie
-
Paralelo

-Mixtos

Figura 1: Circuito ejemplo.

Circuito ejemplo.

Partes de un circuito

4.- Clases de circuito electrico

Circuito en serie: El circuito funciona igual a una fila de hombres que se pasan un balde lleno de agua para apagar. Así funciona el circuito en serie. Los bombillos están conectados uno al lado del otro y la electricidad debe pasar por cada uno de ellos para volver al polo correspondiente.

Circuito en paralelo: Los bombillos están conectados en forma independiente, cada polo de cada uno de ellos sale un cable. Todos los polos positivos se conectan a un solo cable, y los negativos a otro, estos dos cables son los que se conectan a la fuente de energía.

Circuito Mixto: En la realidad, los circuitos eléctricos son mixtos, es decir, combinan una parte de conexión en serie con una parte de conexión en paralelo.

Circuito abierto: cuando el recorrido no es continuo, el conductor no está completo porque el interruptor o switch está desconectado, cortando el paso de la corriente.

Circuito cerrado: cuando el recorrido es continuo y el interruptor está conectado, cediendo el paso de la corriente

5.- ¿Cómo es el campo electrico en un condensador?

El funcionamiento del circuito en el condensador actúa como un aislante, ya que no puede permitir más el paso de la corriente, y se crea un campo eléctrico entre las dos placas, que es el que crea la fuerza necesaria para mantener almacenadas las cargas eléctricas positivas y negativas, en sus respectivas placas.

El campo eléctrico está creado por las dos placas de un condensador plano-paralelo que distan d y tienen una longitud L, su sentido es de la placa positiva (color rojo) a la negativa (color azul).Un condensador acumula una energía U en forma de campo eléctrico. La fórmula como demostraremos más abajo es:

El campo eléctrico en el condensador es constante y su valor es σ/ε0 o bien, q/(Sε0), la fuerza que ejerce este campo sobre la placa cargada es q2/(Sε0), que es el doble de lo que hemos deducido.

6.- ¿Cuál es la unidad de medida de un condensador?

Según sea la magnitud de esta oposición, las sustancias se clasifican en conductoras, aislantes y semiconductoras. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nula.

La resistencia electrica se mide con el Ohmímetro es un aparato diseñado para medir la resistencia eléctrica en ohmios. Debido a que la resistencia es la diferencia de potencial que existe en un conductor dividida por la intensidad de la corriente que pasa por el mismo, un ohmímetro tiene que medir dos parámetros, y para ello debe tener su propio generador para producir la corriente eléctrica.

7.- ¿Qué es una resistencia y cuál es su unidad de medida?

Se denomina resistencia eléctrica, R, de una sustancia, a la oposición que encuentra la corriente eléctrica para recorrerla. Su valor se mide en ohmios y se designa con la letra griega omega mayúscula (Ω). La materia presenta 4 estados en relación al flujo de electrones. Éstos son Conductores, Semi-conductores, Resistores y Dieléctricos. Todos ellos se definen por le grado de oposición a la corriente eléctrica (Flujo de Electrones).

Según sea la magnitud de esta oposición, las sustancias se clasifican en conductoras, aislantes y semiconductoras. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nula. La resistencia eléctrica se mide con el Ohmímetro es un aparato diseñado para medir la resistencia eléctrica en ohmios. Debido a que la resistencia es la diferencia de potencial que existe en un conductor dividida por la intensidad de la corriente que pasa por el mismo, un ohmímetro tiene que medir dos parámetros, y para ello debe tener su propio generador para producir la corriente eléctrica.

Figura 1. Imagen de un grupo resistores sobre papel milimetrado. El resistor es un elemento destinado a introducir una determinada resistencia eléctrica en un circuito.

8.- ¿Cuál es el instrumento de medición para condensadores, resistencias y corriente electrica?

Preguntas Francisco Ramírez 9 - 15

9.- ¿Qué son componentes electrónicos (semiconductores y transistores)?

Definición:

Se denomina componente electrónico a aquel dispositivo que forma parte de un circuito electrónico. Se suele encapsular, generalmente en un material cerámico, metálico o plástico, y terminar en dos o más terminales o patillas metálicas. Se diseñan para ser conectados entre ellos, normalmente mediante soldadura, a un circuito impreso, para formar el mencionado circuito.

Los componentes son dispositivos físicos, mientras que los elementos son modelos o abstracciones idealizadas que constituyen la base para el estudio teórico de los mencionados componentes. Así, los componentes aparecen en un listado de dispositivos que forman un circuito, mientras que los elementos aparecen en los desarrollos matemáticos de la teoría de circuitos.

Componentes electrónicos

Componentes electrónicos

Semiconductor:

Un semiconductor es una sustancia que se comporta como conductor o como aislante dependiendo del campo eléctrico en el que se encuentre. Los elementos químicos semiconductores de la tabla periódica se indican en la tabla siguiente.

Elemento

Grupo

Electrones en
la última capa

Cd

II A

2 e-

Al, Ga, B, In

III A

3 e-

Si, Ge

IV A

4 e-

P, As, Sb

V A

5 e-

Se, Te, (S)

VI A

6 e-

El elemento semiconductor más usado es el silicio, aunque idéntico comportamiento presentan las combinaciones de elementos de los grupos II y III con los de los grupos VI y V respectivamente (AsGa, PIn, AsGaAl, TeCd, SeCd y SCd). De un tiempo a esta parte se ha comenzado a emplear también el azufre. La característica común a todos ellos es que son tetravalentes, teniendo el silicio una configuración electrónica s²p².

Transistor:

El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término "transistor" es la contracción en inglés de transfer resistor (resistencia de transferencia).

Los transistores son componentes esenciales para nuestra civilización porque toda la electrónica moderna los utiliza, ya sea en forma individual (discreta) como también formando parte de circuitos integrados, analógicos o digitales, de todo tipo: microprocesadores, controladores de motores eléctricos, procesadores de señal, reguladores de voltaje, etc.

Distintos encapsulados de transistores.

Distintos encapsulados de transistores


Tipos de Transistor:

Transistor de punta de contacto: Consta de una base de germanio sobre la que se apoyan, muy juntas, dos puntas metálicas que constituyen el emisor y el colector. La corriente de emisor es capaz de modular la resistencia que se "ve" en el colector, de ahí el nombre de "transfer resistor".

Transistor de unión bipolar: Se fabrica básicamente sobre un monocristal de Germanio, Silicio o Arseniuro de Galio, que tienen cualidades de semiconductores, estadio intermedio entre conductores como los metales y los aislantes como el diamante.

Fototransistor: Sensible a la radiación electromagnética, en frecuencias cercanas a la de la luz.

Transistor de unión unipolar

Transistor de efecto de campo: FET, que controla la corriente en función de una tensión; tienen alta impedancia de entrada.

Transistor de efecto de campo de unión: JFET, construido mediante una unión PN.

Transistor de efecto de campo de compuerta aislada: IGFET, en el que la compuerta se aísla del canal mediante un dieléctrico.

Transistor de efecto de campo MOS: MOSFET, donde MOS significa Metal-Óxido-Semiconductor, en este caso la compuerta es metálica y está separada del canal semiconductor por una

MESFET

Clasificación de componentes:

1. Según su estructura física

Discretos: Son aquellos que están encapsulados uno a uno, como es el caso de los resistores, condensadores, diodos, transistores, etc.

Integrados: Forman conjuntos más complejos, como por ejemplo un amplificador operacional o una puerta lógica, que pueden contener desde unos pocos componentes discretos hasta millones de ellos. Son los denominados circuitos integrados.

2. Según el material base de fabricación

Semiconductores (ver listado).

No semiconductores.

3. Según su funcionamiento

Activos: Proporcionan excitación eléctrica, ganancia o control (ver listado).

Pasivos: Son los encargados de la conexión entre los diferentes componentes activos, asegurando la transmisión de las señales eléctricas o modificando su nivel (ver listado).

4. Según el tipo energía

Electromagnéticos: Aquellos que aprovechan las propiedades electromagnéticas de los materiales (fundamentalmente transformadores e inductores).

Electroacústicos: Transforman la energía acústica en eléctrica y viceversa (micrófonos, altavoces, bocinas, auriculares, etc.).

Optoelectrónicos:Transforman la energía luminosa en eléctrica y viceversa.


Citas y referencias bibliográficas

http://es.geocities.com/desing_electronic/page6.html

http://www.monografias.com/trabajos16/componentes-electronicos/componentes-electronicos.shtml

http://es.wikipedia.org/wiki/Componente_electrónico

http://es.wikipedia.org/wiki/Transistor

http://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductor

10.- ¿Qué es un circuito electrónico y un diagrama electrónico?

Circuito electrónico:

Diagrama electrónico:

Un Diagrama Electrónico, también conocido como un esquema eléctrico o esquemático es una representación pictórica de un circuito eléctrico. Muestra los diferentes componentes del circuito de manera simple y con pictogramas uniformes de acuerdo a normas, y las conexiones de poder y de señales entre los dispositivos. El arreglo de los componentes e interconexiones en el esquema generalmente no corresponde a sus ubicaciones físicas en el dispositivo terminado.

Diagrama de circuito de un contador TTL de 4 bits, un tipo de máquina de estado.

Diagrama de circuito de un contador TTL de 4 bits, un tipo de máquina de estado.

11.- Diagrama electrónico de una alarma casera

Alarma luminosa


Alarmas con laser


Alarma para puerta o ventana

A continuación les presento el diagrama electrónico de una alarma casera denominado: "Proyecto Alarma de papel de Aluminio"

12.- ¿Cuáles son los componentes o elementos electrónicos para construir la alarma casera?

a) POTENCIÓMETRO (RESISTENCIA VARIABLE)

Un potenciómetro es un resistor al que le podemos variar el valor de su resistencia. De esta manera indirectamente podemos controlar la intensidad de corriente que hay por una línea si lo conectamos en serie o la diferencia de potencial de hacerlo en paralelo.

Normalmente los potenciómetros se utilizan en circuitos con poca corriente, para potenciar la corriente, pues no disipan apenas potencia, en cambio en los reóstatos, que son de mayor tamaño, circula más corriente y disipan más potencia.

Potenciómetro o resistencia variable

b) TRANSISTOR:

El transistor es un elemento semiconductor que tiene la propiedad de poder gobernar a voluntad la intensidad de corriente que circula entre dos de sus tres terminales (emisor y colector), mediante la circulación de una pequeña corriente aplicada en el tercer terminal (emisor).

Se utilizan fundamentalmente en circuitos que realizan funciones de amplificación, control, proceso de datos, etc.

Transistor y forma de representarlo en un circuito

c) RESISTENCIA:

Se denomina resistencia eléctrica, R, de una sustancia, a la oposición que encuentra la corriente eléctrica para recorrerla. Su valor se mide en ohmios y se designa con la letra griega omega mayúscula (Ω). La materia presenta 4 estados en relación al flujo de electrones. Éstos son Conductores, Semi-conductores, Resistores y Dieléctricos. Todos ellos se definen por le grado de oposición a la corriente eléctrica (Flujo de Electrones).

Según sea la magnitud de esta oposición, las sustancias se clasifican en conductoras, aislantes y semiconductoras. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nula. La resistencia eléctrica se mide con el Ohmímetro es un aparato diseñado para medir la resistencia eléctrica en ohmios. Debido a que la resistencia es la diferencia de potencial que existe en un conductor dividida por la intensidad de la corriente que pasa por el mismo, un ohmímetro tiene que medir dos parámetros, y para ello debe tener su propio generador para producir la corriente eléctrica.

Figura 1. Imagen de un grupo resistores sobre papel milimetrado. El resistor es un elemento destinado a introducir una determinada resistencia eléctrica en un circuito.

d) CONDENSADOR ELÉCTRICO:

En cuanto al aspecto constructivo, tanto la forma de las placas o armaduras como la naturaleza del material dieléctrico son sumamente variables. Existen condensadores formados por placas, usualmente de aluminio, separadas por aire, materiales cerámicos, mica, poliéster, papel o por una capa de óxido de aluminio obtenido por medio de la electrolisis.

e) SCR O TIRISTOR:

El SCR es un dispositivo semiconductor formado por cuatro capas de material semiconductor con estructura PNPN o bien NPNP. Sus siglas en inglés son SCR (Silicon Controlled Rectifier). El nombre proviene de la unión de Tiratrón (tyratron) y Transistor.

Un SCR posee tres conexiones: ánodo, cátodo y puerta. La puerta es la encargada de controlar el paso de corriente entre el ánodo y el cátodo. Funciona básicamente como un diodo rectificador controlado, permitiendo circular la corriente en un solo sentido. Mientras no se aplique ninguna tensión en la puerta del SCR no se inicia la conducción y en el instante en que se aplique dicha tensión, el tiristor comienza a conducir. Una vez arrancado, podemos anular la tensión de puerta y el tiristor continuará conduciendo hasta que la corriente de carga disminuya por debajo de la corriente de mantenimiento. Trabajando en corriente alterna el SCR se desexcita en cada alternancia o semiciclo.

Cuando se produce una variación brusca de tensión entre ánodo y cátodo de un tiristor, éste puede dispararse y entrar en conducción aún sin corriente de puerta. Por ello se da como característica la tasa máxima de subida de tensión que permite mantener bloqueado el SCR. Este efecto se produce debido al condensador parásito existente entre la puerta y el ánodo.

Los SCR se utilizan en aplicaciones de electrónica de potencia y de control. Podríamos decir que un SCR funciona como un interruptor electrónico. La imagen de este elemento se muestra a continuación:

13.- ¿Cómo construir un circuito impreso de la alarma casera?

Para el desarrollo de esto, se parte de algo aparentemente sencillo, pero que es el fundamento de todo, y es el diagrama del circuito a desarrollar. Al comprender todos los símbolos y los valores de cada elemento, se procede a comprarlos, y comenzar el proceso de ensamblaje y prueba del funcionamiento, para que finalmente se puedan presentar también los cálculos hechos sobre los componentes, que fueron útiles a la hora de ir armando el circuito, así como a la hora de estudiarlo y explicar lo que hace cada componente. El diagrama es el siguiente:

14.- ¿Cómo seguir los pasos para construir una alarma haciendo uso de las herramientas adecuadas?

PROCEDIMIENTO DE ENSAMBLAJE:

Para acceder a él por favor ingresar al siguiente link:

9right.gif (3443 bytes)http://es.geocities.com/francisjavirm/ensamblaje.docdk.gif (4823 bytes)

Observación:

Es muy probable que al hacer clik a este link, les va a llevar a la siguiente URL: http://es.share.geocities.com/francisjavirm/ensamblaje.doc , la cuál dice que "la página no está disponible".

Entónces, les pedimos que "borren la parte que dice share." para que solo quede http://es.geocities.com/francisjavirm/ensamblaje.doc , luego, "darle enter" y recien va a abrir el documento. Gracias por su comprensión...

15.- Averiguar sobre decibeles, límites del humano y animales

A 110 decibeles, la exposición regular de más de un minuto puede producir pérdida de la audición permanente.

A 100 decibeles, se recomienda menos de 15 minutos de exposición sin protección.

La exposición prolongada a cualquier ruido por encima de 90 decibeles puede causar una pérdida gradual de la audición.

Proteja sus oídos cuando use estas herramientas:

Lijadora roto-orbital produce aproximadamente 90 decibeles

La sierra de mesa produce aproximadamente 93 decibeles.

La cepilladora produce 94 decibeles

La lijadora de faja produce 94 decibeles

La rebajadora produce aproximadamente 95 decibeles

La cizalla produce aproximadamente 98 decibeles

El taladro de mano produce 99 decibeles

La sierra circular produce 101 decibeles

La sierra para cortar azulejos produce 102 decibeles

La llave de impacto produce 103 decibeles

La sierra de inglete produce 103 decibeles

La sierra para cortar produce 106 decibeles

La sierra de cadena produce 109 decibeles

El taladro martillo produce 114 decibeles

Proteja sus oídos de cualquier sonido por encima de 85 decibeles

miércoles, 15 de noviembre de 2006

Inglés


Alumnos:

Francisco Javier Ramírez Mogollón
Davies Córdova Sánchez

Exercices:

1. The train leaves at 11.45.

2. On Sunday at 8 o'clock I am going to meet my friend.

3. It will snows in the mountains tomorrow evening.

4. We are going to have lunch at McDonald's at the weekend.

5. They are going to fly to London on Friday evening.

6. Wait! I will drive you to the station.

7. The English lesson starts at 7.35.

8. I am going to see my sister in April.

Exercices:

Francisco Ramírez Mogollón:

I have a story. I’m reading at night.

I’m going to eat my dinner in the night/ I’m eating my dinner in the night

The party starts at 7 in the night/ The party is starting at 7 pm.

Davies Córdova Sánchez

I have a workbook. I’m studying in the evening.

I’m going to work my homework in the evening/ I’m working my homework in the evening

The play finish tomorrow/ The play is finishing tomorrow



Exercices:

1. How did the electric current originate?/how was it originated?
2. Which are the electric current types?
3. What is the electrochemistry?
4. In our body, does the electric current exist?/Is there electric current in our body?
5. Which are the electrochemistry units?
6. describe the laws of the electrochemistry
7. What are the electronic elemts?
8. Explain the battery parts?Scientist that had contributed to the study of the electricity.

PROTEGIENDO NUESTRAS CASAS

Alumnos:

Francisco Javier Ramírez Mogollón
Davies David Córdova Sánchez

Preguntas:

1.- ¿Cómo se origina la corriente eléctrica?

Se ha dicho que las cargas eléctricas pueden moverse a través de diferencias de potencial. Naturalmente, deberán de hacerlo por medio de los conductores (excepto en el caso especial de las válvulas de vacio, pero también éstas están terminadas en conductores). A este movimiento de cargas se le denomina corriente eléctrica. La causa que origina la corriente eléctrica es la diferencia de potencial.

Las cargas caen del potencial más alto al más bajo. Las únicas partículas que pueden desplazarse a lo largo de los conductores, debido a su pequeño tamaño, son los electrones, que como se sabe, son cargas de signo negativo. Entonces, la corriente eléctrica se mueve desde el potencial negativo, que es la fuente de electrones, hacia el positivo, que atrae las cargas negativas. Esta circulación recibe el nombre de CORRIENTE ELECTRONICA, para distinguirla de la CORRIENTE ELECTRICA, que fluye al revés, de positivo a negativo.

La corriente eléctrica es el flujo de portadores de carga eléctrica, normalmente a través de un cable metálico o cualquier otro conductor eléctrico, debido a la diferencia de potencial creada por un generador de corriente.

La ecuación que la describe en electromagnetismo, en donde \vec J es la densidad de corriente de conducción y \vec n es el vector normal a la superficie, es i = \int_S \vec J \cdot d\vec n

Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético.

En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de medida de la intensidad de corriente eléctrica es el amperio, representado con el símbolo A.

El aparato utilizado para medir corrientes eléctricas pequeñas es el galvanómetro.

Cuando la intensidad a medir supera el límite que los galvanómetros, por sus características, aceptan, se utiliza el Amperímetro.

Los divisores más usuales del amperio son:

El miliamperio (mA) que es la milésima parte del amperio, por lo que: 1 A. = 1.000 mA.

El microamperio (mA) que es la millonésima parte del amperio, por lo que: 1 A. = 1.000.000 mA.

Amperios
A
Miliamperios
mA
Microamperios
mA
1 Amperio =1103106
1 Miliamperio =10-31103
1 Microamperio =10-610-31

Citas y referencias bibliográficas:

http://www.ifent.org/lecciones/electrodinamica/eldinami31.asp

es.wikipedia.org/wiki/Corriente_eléctrica

omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/107/htm/sec_16.htm

www.solomantenimiento.com/diccionario_electrico.htm

2.- Clases de corriente eléctrica:

En la práctica, los dos tipos de corrientes eléctricas más comunes son: corriente directa (CD) o continua y corriente alterna (CA). La corriente directa circula siempre en un solo sentido, es decir, del polo negativo al positivo de la fuente de fuerza electromotriz (FEM) que la suministra. Esa corriente mantiene siempre fija su polaridad, como es el caso de las pilas, baterías y dinamos.


Gráfico de una corriente directa (C.D.) o continua (C.C.).


Gráfico de la sinusoide que posee una corriente alterna (C.A.)

La corriente alterna se diferencia de la directa en que cambia su sentido de circulación periódicamente y, por tanto, su polaridad. Esto ocurre tantas veces como frecuencia en hertz (Hz) tenga esa corriente . A la corriente directa (C.D.) también se le llama "corriente continua" (C.C.).

La corriente alterna es el tipo de corriente más empleado en la industria y es también la que consumimos en nuestros hogares. La corriente alterna de uso doméstico e industrial cambia su polaridad o sentido de circulación 50 ó 60 veces por segundo, según el país de que se trate. Esto se conoce como frecuencia de la corriente alterna.

En los países de Europa la corriente alterna posee 50 ciclos o hertz (Hz) por segundo de frecuencia, mientras que los en los países de América la frecuencia es de 60 ciclos o hertz.

Citas y referencias bibliográficas:

www.html.rincondelvago.com/mediciones-electricas_voltaje-de-corriente-alterna.html

http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_corriente_electrica/ke_corriente_electrica_5.htm

www.electronica2000.com/temas/pregresp.htm

www.amvediciones.com/mie.htm

3.- Elementos de la electrólisis

Esencialmente, la electrólisis es la descomposición química de una sustancia, producida por el paso de una corriente eléctrica continua.

Para que tenga lugar la electrólisis de un compuesto es preciso que éste sea un ácido, una base o una sal disociable en iones, y que se halle en estado líquido o en disolución. Dicho compuesto, llamado electrólitos, se coloca en un recipiente (cuba electrolítica) en el que existen dos electrodos entre los que se establece una diferencia de potencial, bajo el influjo de la cual los iones positivos (cationes) son atraídos hacia el cátodo (negativo), donde adquieren el o los electrones que precisan para convertirse en átomos del elemento, mientras que los iones negativos (aniones) se dirigen hacia el ánodo (positivo), donde ceden sus electrones sobrantes para alcanzar la estructura atómica estable.

Las leyes de Faraday sobre la electrólisis indican que la cantidad de un elemento químico depositado sobre un electrodo es proporcional a la cantidad de carga eléctrica que atraviesa la disolución, y que el peso de los distintos elementos que deposita en los electrodos una cantidad constante de electricidad es proporcional a los equivalentes químicos de las sustancias consideradas.

Electrólisis procede de dos radicales, electro que hace referencia a electricidad y lisis que quiere decir ruptura.

Elementos de la electrólisis:

Corriente eléctrica:

La intensidad de una corriente eléctrica es la carga que atraviesa una sección de conductor por unidad de tiempo.

La corriente eléctrica más generalizada consiste en el transporte de cargas negativas a través de un conductor metálico y sin que se produzca ninguna alteración de éste, que actúa únicamente como sostén de los electrones. A veces, sin embargo, el conductor puede ser de naturaleza distinta (una disolución electrolítica, un gas ionizado o un semiconductor), en cuyo caso las cargas eléctricas que constituyen la corriente pueden ser negativas o positivas y alterar o no la naturaleza física y química del elemento conductor.

Electrolito:

Es sustancia en disolución acuosa que se descompone al paso de una corriente eléctrica.

Los electrólitos son, principalmente, los ácidos, las bases y las sales disueltas en agua o en otro disolvente apropiado.

Estas sustancias en disolución se encuentran parcialmente ionizadas, teniendo los iones de distinta carga comportamiento eléctrico opuesto.

Electrodo:

En electroquímica, electrodo es una pieza de metal que se encuentra sumergido en una disolución acuosa con un ion de su mismo metal.

Los potenciales de los electrodos se suelen dar en relación al potencial del llamado electrodo normal de hidrógeno. Un electrodo de hidrógeno está formado por un metal noble (generalmente platino) de gran superficie, recubierto de hidrógeno gaseoso, en una solución de iones de hidrógeno saturada de gas. Por lo general, el metal noble se presenta en forma de hoja, recubierta de espuma de platino para obtener mayor superficie, soldada a un hilo fijado en la parte inferior de un tubo de vidrio que contiene mercurio.

Diagrama simplificado del proceso de electrólisis.

Diagrama simplificado del proceso de electrólisis.

Citas y referencias bibliográficas:

http://html.rincondelvago.com/electrolisis_2.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Electrolito

http://es.wikipedia.org/wiki/Electrólisis

http://html.rincondelvago.com/electroquimica.html

4.- Investigadores,científicos que han aportado al estudio y desarrollo de la electricidad

* Thales de Miletus (630-550 AC) fue el primero, que cerca del 600 AC, conociera el hecho de que el ambar, al ser frotado adquiere el poder de atracción sobre algunos objetos.

* Theophrastus (374-287 AC) el primero, que en un tratado escrito tres siglos después, estableció que otras sustancias tienen este mismo poder, dejando así constancia del primer estudio cientifico sobre la electricidad.

* Willian Gilbert (1544-1603) estudió los imanes para mejorar la exactitud de las Brújulas usadas en la navegación, siendo éste trabajo la base principal para la definición de los fundamentos de la Electrostática y Magnetismo.

* Otto von Guericke (1602-1686) desarrolló la primera máquina electrostática para producir cargas eléctricas.

* Francois de Cisternay Du Fay (14/Sep/1698 - 1739) fue el primero en identificar la existencia de dos cargas eléctricas, las cuales denominó electricidad vitria y resinosa:

* Se desarrolla lo que daría paso al Condensador Eléctrico, la botella de Leyden por E. G. Von Kleist (1700-1748) y Pieter Van Musschenbroeck (1692-1761) en la Universidad de Leyden, con esta botella se almacenó electricidad estática.

* Benjamín Franklin (1706-1790) demostró la naturaleza eléctrica de los rayos.

* El Químico Joseph Priestley (1733-1804) prueba que la fuerza que se ejerce entre las cargas eléctricas varía inversamente proporcional a la distancia que la separan.

* Charles Agustín de Coulomb (1736-1806) inventó la balanza de torsión con la cual, midió con exactitud la fuerza entre las cargas eléctricas y corroboró que dicha fuerza era proporcional al producto de las cargas individuales e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

* Alejandro Volta (1745-1827) construye la primera celda Electrostática y la batería capaz de producir corriente eléctrica. Su inspiración le vino del estudio realizado por el Físico Italiano Luigi Galvani (1737-1798) sobre las corrientes nerviosas-eléctricas en las ancas de ranas.

* El científico Danés Hans Christian Oersted (1777-1851) descubre el electromagnetismo, cuando en un experimento para sus estudiantes, la aguja de la brújula colocada accidentalmente cerca de un cable energizado por una pila voltáica, se movió. Este descubrimiento fué crucial en el desarrollo de la Electricidad, ya que puso en evidencia la relación existente entre la electricidad y el magnetismo.

* Andre-Marie Ampere (1775-1836) establece los principios de la electrodinámica, cuando llega a la conclusión de que la Fuerza Electromotríz es producto de dos efectos: La tensión eléctrica y la corriente eléctrica. Experimenta con conductores, determinando que estos se atraen si las corrientes fluyen en la misma dirección, y se repelen cuendo fluyen en contra.

* El físico Alemán Georg Simon Ohm (1789-1854) fué quien formuló con exactitud la ley de las corrrientes eléctricas, definiendo la relación exacta entre la tensión y la corriente. Desde entonces, esta ley se conoce como la ley de Ohm.

* El matemático Inglés George Green (1793-1841) publicó el trabajo "An Essay on the Application of Mathematical Analysis to the Theories of Electricity and Magnetism" en el cual amplió el trabajo de Poisson obteniendo una solución general para el cálculo de los potenciales.

* El Americano Joseph Henry (1799-1878) perfeccionó los electroimanes, observó que la polaridad cambiaba al cambiar la dirección del flujo de corriente, y desarrolló el concepto de Inductancia Propia. En 1846 fue nombrado como el primer Director del Museo Smithsonian.

* Michael Faraday (1791-1867) a los 14 años trabajaba como encuadernador, lo cual le permitió tener el tiempo necesario para leer y desarrollar su interes por la Física y Química. A pesar de su baja preparación formal, dió un paso fundamental en el desarrollo de la electricidad al establecer que el magnetismo produce electricidad a través del movimiento.

* Samuel F.B. Morse (1791-1867), mientras regresaba de uno de sus viajes, concibe la idea de un simple circuito electromagnético para transmitir información, El Telégrafo.

*James Prescott Joule (1818-1889) Físico Inglés, quien descubrió la equivalencia entre trabajo mecánico y la caloría, y el científico Alemán Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz (1821-1894), quien definió la primera ley de la termodinámica demostraron que los circuitos eléctricos cumplían con la ley de la conservación de la energía y que la Electricidad era una forma de Energía.

* 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.

* 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.

*John Henry Poynting (1852-1914) Físico Inglés, alumno de Maxwell. Publicó un artículo en el cual demostró que el flujo de Energía podía calcularse mediante una ecuación que representa la interrelación entre el campo Eléctrico y Magnético. Ecuación que representa el llamado Vector de Poynting

* Nikola Tesla (1857-1943) Serbio-Americano inventor e investigador quien desarrolló la teoría de campos rotantes, base de los generadores y motores polifásicos de corriente alterna.

Citas y referencias bibliográficas:

http://vicentelopez0.tripod.com/Electric.html

5.- ¿Qué es la electroquímica?

Electroquímica es una rama de la química que estudia las reacciones que toman lugar en la interfase de un conductor electrónico (donde el electrodo está compuesto de un metal o un semiconductor, incluyendo el grafito) y un conductor iónico (el electrolito).Si una reacción química es causada por un voltaje externo, o si el voltaje es causado por una reacción química, como lo que sucede en una batería, se trata de una reacción electroquímica. Por lo general la electroquímica se encarga de estudiar las situaciones donde las reacciones redox ocurren en dos compartimentos separados. La transferencia directa de cargas de una molécula a otra no es de interés en la electroquímica.

Citas y referencias bibliográficas:

http://es.wikipedia.org/wiki/Electroquímica

http://es.wikipedia.org/wiki/Electroquímica

http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761569809/Electroquímica.html

http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761569809/Electroquímica.html

6.- Unidades electoquímicas

Electroquímica:

Es una rama de la química que trata los procesos químicos producidos por el pasaje de la corriente eléctrica y la producción de la energía eléctrica a partir de energía puesta en libertad en una reacción química.

También es una disciplina científica que estudia y valora las relaciones existentes entre las reacciones químicas y fenómenos eléctricos.

Es muy usado en diversos campos debido a que no produce contaminación del ambiente. Hoy en día se emplean procedimientos Electrolíticos para obtener metales alcalinos y alcalinoterrios como el magnesio a partir de sus sales fundidas.

También se utilizan en la industria de electro recubrimiento, ya sea de tipo anticorrosivo o de naturaleza decorativa.

La electrólisis constituye la base teórica y practica de la construcción de pilas y acumuladores de corriente continua, también cuentan con un amplisimo numero de usos en la industria química y de materiales de construcción.

Unidades y Ecuaciones Fundamentales:

La intensidad de una corriente que pasa por un conductor se expresa en amperios (A).

La diferencia potencial en los puntos extremos de un conductor se expresa en voltios (V).

La cantidad de energía transportada esta dada en coulomb (COUL).

Otra unidad de cantidad de energía que se emplea con frecuencia es el Faraday (F), que equivale a 96500 coulomb.

La cantidad de electricidad transportada en la intensidad (I) Amperios en un tiempo (+) de + segundos, es igual a 9=I.T

Citas y referencias bibliográficas:

www.fqgralparafarmacia.uns.edu.ar/programa.htm

http://html.rincondelvago.com/electrolisis_3.html

www.scielo.oces.mctes.pt/pdf/pea/v22n4/v22n4a09.pdf

www.uc.cl/expertos/expertos/fac-qui.html

7.-Describe las leyes de la electroquímica

El físico y químico inglés Faraday, en la primera mitad del siglo XIX, estableció las leyes de la electroquímica, poniendo en relación cuantitativa algunas transformaciones químicas y la electricidad e intentó hacer pasar electricidad a través del vacío (lo que demostraría la existencia de partículas de electricidad), fracasando al no lograr un vacío lo bastante perfecto.

Leyes de la ElectrólisisLos siguientes conceptos son referidos a la corriente eléctrica necesarios para comprender el significado de las leyes de Faraday:

1) La cantidad de electrones (electricidad) que circulan por un conductor se mide en Coulomb.

q = carga -> [q] = coulomb

2) La intensidad de la corriente (caudal de electrones) expresa la cantidad de electricidad que circula por un conductor por unidad de tiempo. La intensidad de la corriente se mide en Amperes.

i = q/t=>q = i.t -> [i] = A

3) Cuando una fuente fuerza a los electrones a circular por un conductor, se presenta una resistencia al flujo de corriente y se produce una caída de potencial. La resistencia eléctrica se mide en Ohms,y la diferencia de potencial en Voltios.

E = i.R -> [E] = V y [R] = ohm

LEYES DE FARADAY:

PRIMERA LEY:

La masa de una sustancia producida en la electrólisis, por unareacción anódica o catódica, es directamente proporcionala la cantidad de electricidad utilizada en dicha reacción.
m = c.i.t

Donde # es una constante que depende del catión y se denomina equivalente electroquímico (se verá más adelante). Cuando se realiza, por ejemplo, la electrólisis de una solución de sulfato cúprico (CuSO4).

Cu2SO4 + H2O -> Cu++ + SO4= + H+ + HO-

Al aplicar una diferencia de potencial a los electrodos, el ion cobre se mueve hacia el cátodo, adquiere dos electrones y se deposita en el electrodo como elemento cobre. El ion sulfato, al descargarse en el electrodo positivo, es inestable y se combina con el agua de la disolución formando ácido sulfúrico y oxígeno.

2Cu++ -> 2Cu ° - 4e-
2HO- -> O2 + 2H+ + 4e-
2Cu2SO4 + 2H2O -> 2Cu ° + 2H2SO4 + O2

Cuando circula más corriente (más coulombios) más cobre se deposita, pues más electrones han circulado permitiendo que más iones cobre (Cu++) se conviertan en elemento cobre (Cu°).

SEGUNDA LEY:

Las masas de diferentes sustancias producidas por la misma cantidad de electricidad, son directamente proporcionales a lasmasas equivalentes de las mismas.

q = Pa/V

Para probar esta segunda ley se hace pasar la misma cantidad de electricidad a través de varias cubas con diferentes soluciones salinas, como indica la figura. Midiendo la cantidad de plata y de cobre depositados en el cátodo se llega a la comprobación de la ley:

m Ag+ / m Cu++ = Eq Ag/ Eq Cu
m Ag+ / m Cu++ = 107,8/31,75

O sea que las masas de plata y de cobre depositadas en los electrodos se hallan en relación de: 107,8 /31,75.

Citas y referencias bibliográficas:

http://www.fisicanet.com.ar/quimica/electrolisis/ap01_electrolisis.php
http://cabierta.uchile.cl/~cabierta/revista/25/articulos/pdf/edu6.pdf
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/fem/fem.htm

8.- Básicamente, grafica y explica las partes de una batería o pila desde la física y la química.

Los elementos que forman una batería se ven el la figura de arriba. El liquido que hay dentro de la batería, se llama electrólito esta compuesto por una mezcla de agua destilada y acido sulfúrico, con una proporción del 34% de acido sulfúrico y el resto de agua destilada. El nivel del electrólito debe de estar un centímetro por encima de las placas.

9.- En una pila o batería, hay compuestos que reaccionan, Explica y escribe las ecuaciones que suceden.

Pilas secas:

Una pila voltaica aprovecha la electricidad de una reacción química espontánea para encender una foco.

Una pila de linterna tiene en su interior un cilindro de cinc y barras de carbón. El cinc sirve como ánodo y se oxida en una reacción redox.

Cuando el circuito entre los dos sistemas se completa, la reacción genera una corriente eléctrica. El flujo de electrones va del cinc a la barra de carbón y de ahí retorna a la pasta de carbón favoreciendo la reacción de reducción. El flujo de electrones ocasionado por el cilindro de cinc a través del circuito aporta 1,5 V de electricidad para las linternas, radios, juguetes, relojes y otros productos. Cuando los electrones dejan la pila, el metal de cinc se oxida. (Zn ! Zn 2+ + 2e-).

Pilas de botón:

Las pilas de botón, empleadas en relojes, calculadoras e infinidad de equipos, están hechas a base de un electrolito de hidróxido de potasio, el electrodo negativo es zinc, y el positivo es de grafito y óxido de mercurio. Las pilas recargables empleadas en los celulares son, en cambio, de ion litio con un cátodo de cobalto.

Los acumuladores:

Las baterías de los carros están hechas de plomo y ácido sulfúrico, almacenando 12 V.

Éstas, baterías que contienen cada una seis celdas de dos voltios conectadas en serie, por lo tanto son de mayor tamaño, resistencia y recargables que las pilas secas.

Las baterías están fabricadas de placas de óxido de plomo (PbO2) y plomo metálico. En cada celda el plomo metálico es oxidado a óxido de plomo reducido.

El plomo metálico oxidado a iones Pb2+ libera sus electrones al ánodo.

El ion Pb4+ del óxido de plomo gana dos electrones, provenientes de los iones Pb2+ al cátodo.

Los iones Pb2+ combinados con los iones de SO4- provienen de la disociación del ácido sulfúrico en la solución electrolítica para formar sulfato de plomo (PbSO4) en cada electrodo.

La reacción neta cuando la batería está descargada resulta en la formación de sulfato de plomo en ambos electrodos. (PbO2 + Pb+ 2H2SO4 ! 2PbSO4 + 2H2O)

Citas y referencias bibliográficas:

http://html.rincondelvago.com/acumuladores_2.html

10.- En nuestro cuerpo, ¿existe corriente eléctrica: ¿Cómo se presenta? ¿Dónde es más notoria?

Sí existe corriente eléctrica en nuestros cuerpos. Sabemos que nuestro cuerpo funciona mediante impulsos eléctricos. Podemos comprobar que algunos están asociados al funcionamiento de corazón, (ECG), y otros al funcionamiento del cerebro (EEG). Las leyes de la física se aplican como a cualquier otra sustancia material. Cuando una corriente eléctrica circula por un cable, siempre existe un campo electromagnético alrededor. De esto se deduce que existe una corriente eléctrica circulando por nuestro cuerpo con su energía electromagnética asociada. Actualmente se puede visualizar ese campo mediante la fotografía Kirlian.

El cerebro humano, como el de cualquier animal cerebrado, funcionalmente puede compararse a un generador eléctrico en acción continua. Todas sus neuronas, que son sus células funcionales, producen energía eléctrica de microvoltaje y frecuencia baja, diferentes según el sitio en que se genere y variables en distintos estados fisiológicos, pero con una tendencia muy clara a ser rítmica.

Según el sitio en que se genere esta actividad, la forma en que se difunda y las estructuras sobre las que actúe, son las funciones que realizamos. Todo aquello de lo que estamos concientes, todo aquello que hacemos con voluntad y mucho de lo que ni estamos concientes ni tenemos voluntad de hacer, se realiza a través de estos mecanismos de producción y distribución de electricidad. Mover, sentir, dormir, imaginar, crear, hablar, pensar, soñar, se hacen a través de complejos sistemas de flujo de electrones. Cuando el cerebro deja de generar electricidad en forma irreversible, ha ocurrido la muerte cerebral, que es la muerte misma.

Citas y referencias bibliográficas:

http://www.ccu.umich.mx/univ/publica/contacto/sept/cien-tec-5.html

Anexos:

En la siguiente página, les presentamos como anexo un interesante glosario relacionado al tema:

9right.gif (3443 bytes)http://ciencias.huascaran.edu.pe/modulos/m_pilas/glosario.htmdk.gif (4823 bytes)