CARGA ELECTRICA,CONDUCTORES ELECTRICOS
CONDUCTORES ELECTRICOS
INTRODUCCION
Son materiales cuya resistencia al paso de la
electricidad es muy baja. Los mejores conductores eléctricos son metales, como
el cobre, el oro, el hierro y el aluminio, y sus aleaciones, aunque existen
otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir la
electricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas (por
ejemplo, el agua de mar) o cualquier material en estado de plasma.
Para el transporte de energía eléctrica, así como
para cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el mejor conductor es
el cobre (en forma de cables de uno o varios hilos). Aunque la plata es el
mejor conductor, pero debido a su precio elevado no se usa con tanta
frecuencia. También se puede usar el aluminio, metal que si bien tiene una
conductividad eléctrica del orden del 60% de la del cobre, es sin embargo un
material tres veces más ligero, por lo que su empleo está más indicado en
líneas aéreas que en la transmisión de energía eléctrica en las redes de alta
tensión.1 A diferencia de lo que mucha gente cree, el oro es levemente peor
conductor que el cobre; sin embargo, se utiliza en bornes de baterías y
conectores eléctricos debido a su durabilidad y “resistencia” a la corrosión.
La conductividad eléctrica del cobre puro fue
adoptada por la Comisión Electrotécnica Internacional en 1913 como la
referencia estándar para esta magnitud, estableciendo el International Annealed
Copper Standard (Estándar Internacional del Cobre Recocido) o IACS. Según esta
definición, la conductividad del cobre recocido medida a 20 °C es igual a 58.0
MS/m.2 A este valor es a lo que se llama 100% IACS y la conductividad del resto
de los materiales se expresa como un cierto porcentaje de IACS. La mayoría de
los metales tienen valores de conductividad inferiores a 100% IACS pero existen
excepciones como la plata o los cobres especiales de muy alta conductividad
designados C-103 y C-110.3
OBJETIVOS:
·
Conducir
la electricidad de un punto a otro (pasar electrones a través del conductor;
los electrones fluyen debido a la diferencia de potencial).
Crear campos electromagnéticos al constituir
bobinas y electroimanes.
·
Modificar
la tensión al constituir transformadores.
El cálculo de secciones de líneas eléctricas es un método de cálculo para obtener la sección idónea de los conductores empleados, siendo el conjunto de conductores capaz de:
· transportar la potencia requerida con total seguridad;
· que dicho transporte se efectúe con un mínimo de pérdidas de energía;
· mantener los costes de instalación en unos valores aceptables.
A la hora de dimensionar un conductor se aplican tres criterios básicos:
· que su caída de tensión (∆V) esté dentro de los límites admisibles;
· que el calentamiento por efecto Joule no destruya el material aislante del conductor;
CAIDA DE TENSION
La caída de tensión (∆V) se produce como consecuencia de la resistencia de los conductores. Como regla general, en España, se permite una (∆V) máxima de:
· 3% para cualquier circuito interior de viviendas.
· 3 % en instalaciones de alumbrado.
· 5 % en el resto de instalaciones.
La normativa puede establecer otros valores para la caída de tensión máxima admisible. Existen diversas formas de calcular la sección mínima del conductor para diferentes situaciones:
Líneas de corriente continua:
donde S es la sección del conductor, ƿ la resistividad, la I la intensidad prevista en el conductor y (∆V) la caída de tensión permitida.
Líneas de corriente alterna monofásica:
 
donde:
∆V: es caída de tensión en voltios.
 : es el factor de potencia activa. : es la longitud del cable en metros : es la resistividad en mm.
Carga Eléctrica
|
INTRODUCCIÓN
La carga eléctrica constituye una propiedad fundamental de la materia. Se manifiesta a través de ciertas fuerzas, denominadas electrostáticas, que son las responsables de los fenómenos eléctricos. Su influencia en el espacio puede describirse con el auxilio de la noción física de campo de fuerzas. El concepto de potencial hace posible una descripción alternativa de dicha influencia en términos de energías.
OBJETIVOS:
La carga eléctrica constituye una propiedad fundamental de la materia. Se manifiesta a través de ciertas fuerzas, denominadas electrostáticas, que son las responsables de los fenómenos eléctricos. Su influencia en el espacio puede describirse con el auxilio de la noción física de campo de fuerzas. El concepto de potencial hace posible una descripción alternativa de dicha influencia en términos de energías.
OBJETIVOS:
1. Investigar cuantos tipos de cargas existen y la forma de interactuar entre si
2. Determinar el tipo de carga que posee un cuerpo cargado
3. Cargar un cuerpo con los dos tipos de carga (+y-), y observar los efectos de atracción y repulsión entre los cuerpos
MARCO TEORICO:
Carga eléctrica.
Los átomos están constituidos por un núcleo y una corteza(órbitas) En el núcleo se encuentran muy firmemente unidos los protones y los neutrones. Los protones tienen carga positiva y los neutrones no tienen carga. Alrededor del núcleo se encuentran las órbitas donde se encuentran girando sobre ellas los electrones. Los electrones tienen carga negativa.
Ambas cargas la de los protones(positiva) y la de los electrones(negativa) son iguales, aunque de signo contrario.
La carga eléctrica elemental es la del electrón. El electrón es la partícula elemental que lleva la menor carga eléctrica negativa que se puede aislar. Como la carga de un electrón resulta extremadamente pequeña se toma en el S.I.(Sistema Internacional) para la unidad de Carga eléctrica el Culombio que equivale a 6,24 10E18 electrones.
Para denominar la carga se utiliza la letra Q y para su unidad la C.
Ejemplo: Q = 5 C
En la tabla adjunta se muestra la masa y la carga de las partículas elementales.
Los átomos están constituidos por un núcleo y una corteza(órbitas) En el núcleo se encuentran muy firmemente unidos los protones y los neutrones. Los protones tienen carga positiva y los neutrones no tienen carga. Alrededor del núcleo se encuentran las órbitas donde se encuentran girando sobre ellas los electrones. Los electrones tienen carga negativa.
Ambas cargas la de los protones(positiva) y la de los electrones(negativa) son iguales, aunque de signo contrario.
La carga eléctrica elemental es la del electrón. El electrón es la partícula elemental que lleva la menor carga eléctrica negativa que se puede aislar. Como la carga de un electrón resulta extremadamente pequeña se toma en el S.I.(Sistema Internacional) para la unidad de Carga eléctrica el Culombio que equivale a 6,24 10E18 electrones.
Para denominar la carga se utiliza la letra Q y para su unidad la C.
Ejemplo: Q = 5 C
En la tabla adjunta se muestra la masa y la carga de las partículas elementales.
Para el estudio de la electricidad nos basta con este modelo
aproximado del átomo, con sus partículas elementales(electrón, protón y
neutrón). Los protones son de carga eléctrica positiva y se repelen entre sí.
Los electrones son de carga eléctrica negativa y se repelen entre sí. Los neutrones
no tienen carga eléctrica.
Entre los electrones y los protones se ejercen fuerzas de atracción. Puesto que los electrones giran a gran velocidad alrededor del núcleo existe también una fuerza centrípeta que tiende a alejar del núcleo a los electrones. Entre dichas fuerzas se establece un equilibrio, de tal manera que los electrones giran en las órbitas y no son atraídos por los protones del núcleo y tampoco se salen de sus órbitas.
Entre los electrones y los protones se ejercen fuerzas de atracción. Puesto que los electrones giran a gran velocidad alrededor del núcleo existe también una fuerza centrípeta que tiende a alejar del núcleo a los electrones. Entre dichas fuerzas se establece un equilibrio, de tal manera que los electrones giran en las órbitas y no son atraídos por los protones del núcleo y tampoco se salen de sus órbitas.
Ley de Coulomb.
Como ya se ha dicho cargas del mismo signo se repelen y cargas de signo contrario se atraen.
Coulomb en 1777 enunció la ley de la Electrostática(electricidad estática) que lleva su nombre(Ley de Coulomb):
La intensidad de la fuerza (F) con la cual dos cargas eléctricas puntuales se atraen o se repelen, es directamente proporcional al producto de sus cargas(Q1 y Q2) e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia(r) que las separan.
Como ya se ha dicho cargas del mismo signo se repelen y cargas de signo contrario se atraen.
Coulomb en 1777 enunció la ley de la Electrostática(electricidad estática) que lleva su nombre(Ley de Coulomb):
La intensidad de la fuerza (F) con la cual dos cargas eléctricas puntuales se atraen o se repelen, es directamente proporcional al producto de sus cargas(Q1 y Q2) e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia(r) que las separan.
Donde:
F: Fuerza expresada en Newtons[N] Q1 y Q2: Cargas expresadas en Culombios[C] R: Distancia de separación entre las cargas expresada en metros[m] K: Constante: 9·10E9 Nm2/C2 para el aire o vacío. |
CONCLUCIONES:
o Todos los cuerpos se cargan eléctricamente
por frotamiento
o Depende de la carga La pérdida o ganancia
de electrones de los Átomos que compongan al Objeto Los cuerpos constituidos
del mismo material se cargan eléctricamente con cargas del mismo signo y al
Acercarse se repulsan.
o Las cargas de un material si permanecen en
el mismo sitio se conocen como electrostáticas
o Las cargas eléctricas SE PUEDEN desplazar
sobre un material y se conocen como electrodinámica
PROGRAMA EN C++
#include<iostream>
#include<math.h>
using namespace std;
int main ()
{//1)DECLARACION
int opcion;
cout<<"*********MENU PRINCIPAL**********\n\n";
cout<<"*********CONDUCTORES ELECTRICOS**********\n\n";
cout<<"1)CORRIENTE CONTINUA: \n";
cout<<"2)CORRIENTE ALTERNA MONOFASICA \n";
cout<<"3)CORRIENTE ALTERNA TRIFASICA \n";
cout<<"4)CARGA ELECTRICA \n\n";
cout<<"*************\n\n";
cout<<" ELIJA UNA OPCION : "; cin>>opcion;
//2)ASIGNACION
switch (opcion)
{
case 1:
{cout<<"*******CORRIENTE CONTINUA******\n\n";
float p,L,I,V;
float S;
cout <<"INGRESE LA RESISTIVIDAD (mm): "; cin>>p;
cout <<"INGRESE LA LONGITUD DEL CABLE (m): "; cin>>L;
cout <<"INGRESE LA INTENSIDAD : "; cin>>I;
cout <<"INGRESE LA CAIDA DE TENSION (voltios): "; cin>>V;
S=(2*p*L*I)/V;
cout <<"LA SECCION DEL CONDUCTOR ES: "<<S<<endl;
cout<<"*************\n\n";
} //FIN DEL CAASO 1
break;
case 2:
{cout<<"*******CORRIENTE ALTERNA MONOFASICA******\n\n";
float p,L,I,V,ang;
float S;
cout <<"INGRESE LA RESISTIVIDAD (mm): "; cin>>p;
cout <<"INGRESE LA LONGITUD DEL CABLE (m): "; cin>>L;
cout <<"INGRESE LA INTENSIDAD : "; cin>>I;
cout <<"INGRESE EL FACTOR DE POTENCIA ACTIVA: "; cin>>ang;
cout <<"INGRESE LA CAIDA DE TENSION (voltios): "; cin>>V;
S=(2*p*L*I*cos(ang))/V;
cout <<"LA SECCION DEL CONDUCTOR ES: "<<S<<endl;
cout<<"*************\n\n";
} //FIN DEL CASO 2
break;
case 3:
{cout<<"*******CORRIENTE ALTERNA TRIFASICA******\n\n";
float p,L,I,r,V,ang;
float S;
cout <<"INGRESE LA RESISTIVIDAD (mm): "; cin>>p;
cout <<"INGRESE LA LONGITUD DEL CABLE (m): "; cin>>L;
cout <<"INGRESE LA INTENSIDAD : "; cin>>I;
cout <<"INGRESE EL FACTOR DE POTENCIA ACTIVA: "; cin>>ang;
cout <<"INGRESE LA CAIDA DE TENSION (voltios): "; cin>>V;
r=pow(3,2);
S=(r*p*L*I*cos(ang))/V;
cout <<"LA SECCION DEL CONDUCTOR ES: "<<S<<endl;
cout<<"*************\n\n";
} //FIN DEL CASO 3
break;
case 4:
{cout<<"*******CARGA ELECTRICA******\n\n";
int q1,q2,r;
float F,K;
cout <<"INGRESE LA CARGA 1 : "; cin>>q1;
cout <<"INGRESE LA CARGA 2: "; cin>>q2;
cout <<"INGRESE LA DISTANCIA : "; cin>>r;
K=9*pow(10,9);
F=K*((q1*q2)/(r*r));
cout <<"la fuerza (newton) es: "<<F<<endl;
cout<<"*************\n\n";
} //FIN DEL CASO 4
break;
}// FIN DE SWITCH
cout<<endl;cout<<"\n";
system("pause");
return 0;
}//FIN DEL PROGRAMA
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