Escuela Preparatoria Oficial

No. 68

12 Durán Álvarez Karla Lizbeth

18 Guerrero Mendoza Ana Laura

22 López Rodríguez Brenda

27 Moreno Hernández Laura Paulina

31 Pino Carlos Diana Cassandra

Profesora. Flor Esthela Ortega Santos

Memoria Electrónica

5° Semestre

3° 1 Turno Matutino

Campo y Potencial Eléctrico

Toda carga eléctrica tiene su campo alrededor.

Modelo planetario de Bohr: es igual al modelo planetario de la tierra

Representación de Campo Eléctrico: En 1890 no había manera de representarlo, este se presento por Farada por vectores, sin embargo esta propuesto el campo eléctrico contrario usando líneas paralelas con cargas opuestas para obtener un campo eléctrico.

Las fuerzas que se ejercen sobre una carga de prueba colocada en el interior de una esfera hueca cargada, se anulan.

“Las cargas se distribuyen uniformemente cuando tenemos una esfera” Benjamín Franklin

La energía potencial se da cuando un objeto esta a cierta altura del suelo, y la energía cinética es cuando algo está en reposo en el piso.

EJEMPLOS PARA RESOLVER PAG. 63

20/septiembre/2010

Resistencias Eléctricas

Es la oposición al paso de la corriente eléctrica, su símbolo es y la unidad de medida es el OHM (Ω)

Resistencias en serie

Req .=R1+R2

Resistencias en paralelo

Req .= 1R1

+ 1R2

NOTA: la Req es menor que cualquiera de las resistencias

DOS CLASES ESPECIALES DERESISTENCIAS EN PARALELO

Si tenemos dos resistencias, y son iguales, ya no se hace la formula (solo se divide entre 2)

R1 o R2 / 2

Si son distintas

Req .= R1 R2R1+R2

1.- Calcular la resistencia equivalente de 3 resistencias conectadas primero en serie y luego en paralelo

DATOS RESPUESTAS

R1: 2 Ω Serie: 14 Ω

R2: 5 Ω Paralelo: 1.18 Ω

R3: 7 Ω

23/noviembre/2010

Problemas de la Ley de OHM

El amperímetro se conecta en serie

El voltímetro se conecta en paralelo

Req. = ( 116 )+( 18 )+( 114 )=¿ X−1 = 3.86

V/R = 283.86

=7.25 A

El voltaje en las ramas en paralelo es igual.

Req. = ( 15 )+( 110 )+( 17 )=X−1 = 2.26

V/R = 122.26

=5.31 A

PILAS EN SERIE

1.5

1.5

1.5

4.5 v

PILAS EN PARALELO

27/septiembre/2010

Capacitores y Condensadores

Placas paralelas con un dieléctrico entre ellas

Cilíndricos que son también construidos para almacenas cargas eléctricas por un tiempo determinado

UNIDAD: Farad Mili Submúltiplos

Micro

ELIMINADORES

Reductor de Transformador

Voltaje

Limitar la Resistencia

Corriente

Almacenar Capacitor

Cargas

Dejar pasar la

Corriente Diodo

En un Sentido

Ceq .=( 18 )+( 19 )+( 14 )+( 12 )=¿ X−1 =

R= 1.01 F

Ceq .=9+12+4=¿

R= 25 F

28/septiembre/2010

Calcula las siguientes incógnitas

Ceq .=38 F

18 + 12 + 8 =

Req .=1.11Ω

( 18 )+( 12 )+( 16 )+( 19 )=¿ X−1

Ceq .=35 F

4 + 10 + 21 =

Req .=4.03Ω

( 125 )+( 112 )+( 18 )=¿ X−1

Ceq .=232 μF

4 + 18 + 200 =

RESISTENCIAS MIXTAS

Req .=20 Ω

Req. = 23.4 Ω

4/octubre/2010

CIRCUITO EN SERIE

1.- L corriente que sale de la pila o batería es la misma en todos los elementos del circuito

2.- El amperímetro se conecta en serie

3.- El amperímetro mide corrientes

Si se funde una, se apagan las 2

CIRCUITO EN PARALELO

1.-El voltaje de las ramas en paralelo es el mismo

2.- El voltímetro se conecta en paralelo con lo que se necesite medir

3.- El voltímetro mide tensiones y voltaje

Si se apaga una la otra queda prendida

5/octubre/2010

Magnetismo

TIPOS DE IMANES

La tierra es un gran imán que tiene polos geográficos y polos magnéticos.

Gracias al campo magnético terrestre, algunas especies logran emigrar o logran los movimientos para mudarse de sus lugares de origen y buscar alimento o protección. Por cierto tiempo los polos cambian de tal forma que los científicos se han percatado de que en la antigüedad nuestro norte era el sur para otras civilizaciones. Desgraciadamente también se han dado cuenta con el estudio de las piedras, que el magnetismo terrestre se

MAGNETISMOTipos de imanes

BARRA UCIRCULAR CAPSULA

LINEAS MAGNÉTICAS (CAMPO MAGNÉTICO)

T R C D

Reduce el voltaje

Limita la corriente

Almacena cargas

Deja pasar la corriente en un solo

sentido

POLARIDAD NO POLARIDAD

Utilidad de los imanes

La tierra es un gran imán que tiene polos geográficos y polos magnéticos.

Gracias al campo magnético terrestre algunas especies logran emigrar o logran los movimientos para mudarse de sus lugares de origen y buscar alimento o protección. Por cierto tiempo los polos cambian de tal forma que los científicos se han percatado de qué en la antigüedad nuestro norte era el sur, para otras civilizaciones.

.Brújula

Bocinas

Motores

Generadores

23.5 ºInclinación magnética

Desgraciadamente también se han dado cuenta con el estudio de las piedras, qué el magnetismo terrestre se está perdiendo.

Los imanes se pueden separar, y el norte y sur aparecen en cada pedazo.

B= Densidad, se mide en WEBER/M2 (WB/M2) Q= Flujo magnético (weber) A= Área en m2.

Cuando el flujo no penetra de forma perpendicular

B= Q

A sen 0

Densidad de flujo magnético

B= Q/ A

N NS S

N,s n s n s n s

CABLE O ALAMBRE B= MI/ 2 πd

ESPIRA B= MI/ 2V

BOBINA B= NMI/ 2 V

SOLENOIDE B= NMI/V

B= Inducción magnética en el interior se mide en Teslas (T)

M= Permeabilidad que rodea del medio y se expresa en tm/a

I= intensidad de corriente, se mide en Amperes.

En una placa circular de 5 cm de radio existe una densidad de flujo magnético de 2 teslas, calcular el flujo magnético total a través de la placa en Weber y Maxwells

DATOS FORMULA

r= 3 cm=0.03m Q= BA

B= 2 t Calculo del área de la placa

Q= 1 x 10 8 A= π2 = 3.1416 (3 x 10-2)2 A= 28.26 x 10 -4 m2

SUSTITUCIÓN Y RESULTADO

Q= 2 WB/M2 x 28.26 x 104 m2

Q= 56.52 x 10 4 Webers

56.52 x 10 4 wb x 1 x 108 maxwells/1 wb

Q= 56.52 x 104 maxwells

TRANSFORMADORES

REDUCTORES

ELEVADORES

1000 500 Espiras

500 1000

V= voltaje

I= corriente

N= número de espiras

1) En un transformador de subida, la bovina primaria se alimenta por una corriente alterna de 110 volts (V), ¿ Cual es el valos de la intensidad de la corriente en el primario (I), si en el secundario la corriente es de 3 amperes (I) con un voltaje de 800 volts (V)?

DATOS

Vp= 1000v Vp Ip = Vs Is

Ip= ¿? Ip= Vs Is/ Vp (800)(3a)/ 110

Is= 3 amper Ip= 21.82 A

Vs= 800 v

2) En un transformador redactor es utilizado para reducer el voltaje de 8000v a 220 v. Calcular el número de vueltas en el secundario, si en el primario tiene 9000 espiras.

DATOS FORMULA

Vp= 8000v vp/vs= np/ns

110 V 800 V

Vs=220 v Ns=NpVS/ Vp (9000n) (220v)/ 8000 v= 1980000/8000

Np= 9000 n Ns= 247.5

PASO 1 PASO 2

NS Vp / Vs= Np Ns= Np/(vp/vs) RESULTADO 1

PASO 2 PASO 2 PASO 3

(Ns) Vp/Vs=Np nSvP=nPvS Ns=NpVs/Vp RESULTADO 2

PROBLEMAS PRÁCTICOS

1) Una plancha eléctrica de 60Ω se conecta en paralelo a un tostador eléctrico de 90 Ω con un voltaje de 120 V

a) Representar el circuito eléctrico

b) Determinar el valor de la resistencia equivalente

Req= (1/60) + (1/90) = 0.02777777778= x-1 = 36Ω

120/36=3.33 a

2) Tres aparatos eléctricos de 8 Ω, 15 Ω y 20 Ω se conectan en paralelo a una batería de 60v

a) Representar el circuito eléctricob) Calcular el valor de resistencia equivalente

Req=(1/8) + (1/15) + (1/20)= 0.2616666667=x -1= 4.14Ω 60/4.14= 14.49 A

3) En el circuito siguiente calcular la resistencia equivalente

120 v 60 Ω 90Ω

60 v 8Ω 15Ω 20Ω

6Ω

4Ω

(1/4) + (1/6) + (1/2) = 0.9166666667= x-1 = 1.09

1.09 + 5+ 3= 9.09 Ω

40/9.09= 4.40 A

4) Calcula la resistencia equivalente de 2 resistores de 8 Ω en serie

16Ω

5Ω

3Ω

2Ω

8 Ω

8 Ω

R1=3Ω R2= 6Ω

R3= 2.2Ω

Req= 3 +6 + 2.2=11.2Ω

(1/4) + (1/5) = 0.45=x-1=2.22

2.22 + 3+6=11.22

40/11.22= 3.57 A

PROBLEMAS

3Ω6Ω

4Ω5Ω

40v

1. Un transformador reductor se utiliza para disminuir un voltaje de 12 mil V a 220V, calcular el número de espiras que hay en el secundario si el primario tiene 20 mil vueltas.

Respuesta Ns= 367 espiras

DATOS SOLUCIÓN

Vp= 1200 volts VP/Vs=Np/Ns

Vs= 220 volts Ns Vp/Vs=Np| Ns Vp=NpVs

Ns=? Ns= (20000)(220)/12000= 366.66 espiras

Np= 20000 vueltas

DATOS SOLUCIÓN

Vp=120 V VpIp=VsIs

Vs=1500 V =Ip=VsIs/Vp

Is=2 A Ip=(1500)(2)/120= 25 Amperes

Ip=?

2. En un transformador elevador la bobina primaria se alimenta con una corriente alterna de 120 v e induce al secundario un voltaje de 1500 v con una corriente de 2 A. Calcular la corriente en el primario.

Respuesta: Ip= 25 A

3. Un transformador reductor se utiliza en una línea de 2 mil V para entregar 110V. Calcular el número de espiras en el devanado primario si el secundario tiene 50 vueltas.

Respuesta Np= 909 espiras

DATOS SOLUCIÓN

Vp=2000 V Vp/Vs=Np/Ns=Np= NsVp/Vs

Vs= 110 V Np= (50) (2000)/110= 909 vueltas

Np= ¿

Ns=50 vueltas

DATOS

Np= 200 vueltas

Ns= 5000 vueltas

Vp= 120 V

Ip= 15 A

4. Un transformador elevador tiene 200 vueltas en su bobina primaria y 5 mil en la secundaria, el circuito primario se alimenta con una fem de 120 v y tiene una corriente de 15 A. Calcular: A) el voltaje en el secundario; B) la corriente en el secundario C) la potencia en el primario que será igual a la del secundario.

RESPUESTAS

a) Vs=3000v

A) Vs=(120)(5000)/(200)=3000B) Is= (120)(15)/3000=0.6 AC) Pp=(120)(15)= 1800

DATOS

P= 800 watts

Np= 300 vueltas

Ns= 15000 vueltas

Vp= 110 volts

Ip= (80)/(110)= 0.727=0.73

Vs= (15000)(110)/300= 5500

Is= (110)(0.73)/5500=0.0146

MOVIMIENTO ONDULATORIO

3.1.1 Concepto y clasificación de la sondas

3.1.2 Caracteristicas y propiedades de las ondas

5. Un transformador elevador cuya potencia es de 80 W tiene 300 vueltas en el primario y 15 mil en el secundario. El primario recibe una fem de 110 V.

Calcular: a) la corriente en el primario. B) la fem inducida en el secundario y c) la intensidad de la corriente en el secundario.

RESPUESTAS

A) Ip=0.73 AB) Vs=5500 V

3.1.3 Interferencia d eonda

3.1.4 Refreacción y gifracción de la sondas

3.2 ONDAS SONORAS

3.2.1 Definición y velocidad de sonido

3.2.3 Cualidades del sonido

3.2.4 Efecto doppler

3.3 OPTICA

3.3.1 Concepto y propagación dela luz

3.3.2 Intensidad luminosa y flujo luminoso

3.3.3 Iluminación y ley de la iluminación

3.3.5 Espejos y lentes

3.4 FÍSICA NUCLEAR

3.4.1 Física moderna

Tipos de ondas

Existen dos tipos de ondas

Mecánicas- electromagnéticas

MECANICAS

Son aquellas ocasionadas por una perturbación y qué para su propagación en forma de oscilaciones requieren de un material. Así pues en las ondas mecánicas la energía se transmite a través de un medio material, sin qué se produzca un movimiento total, o general del propio medio; tal es el caso de las ondas producidas en un resorte, una cuerda en las moléculas del agua cuando una piedra cae en un estanque o en la solas que se producen en la superficie del mar o por el sonido que se produce por sus oscilaciones de moléculas del aire cuando se propaga por la atmosfera o por un medio de las moléculas de un líquido o un sonido.

En los casos anteriores, las partículas oscilan en torno a su posición de equilibrio y la energía es la única que avanza de manera continua.

Otro tipo de ondas son las llamadas

ELECTROMAGNÉTICAS

No necesitan de un medio material para su propagación ya que se difunden aún en el vacío, ejemplos: ONDAS LUMINOSAS, ULTRAVIOLETA, INFRAROJAS O CALORIFICAS Y DE RADIO.

En estas ondas las oscilaciones se deben a fluctuaciones extremadamente rápidas en los campos eléctricos y magnéticos.

CONCEPTO DE MOVIMIENTO ONDULATORIO

En términos generales, podemos decir que un movimiento ondulatorio es un proceso por medio del cual se transmite

energía de una parte a otra sin que exista transferencia de materia ya sea por medio de ondas electromagnéticas.

En cualquier punto de la trayectoria de propagación de la onda se realiza un desplazamiento periódico, vibración u oscilación en torno de la posición del equilibrio.

Ondas mecánicas, necesitan un medio para propagarse

AGUA

Cuerdas aire

Laminas líquido, etc. gas, etc.

Resortes

LONGITUDINAL

DIBUJO DE ONDAS LONGITUDINALES

PROPAGACIÓN

ENERGÍA

COMPRESIÓN COMPRESIÓN

TRANSVERSAL

90º

Onda mecánica por la cuerda y el medio

CONCEPTO D EONDAS MECÁNICAS

Por lo que concierne a la presente unidad, solo estudiaremos las ondas mecánicas y en la unidad III revisaremos las ondas electromagnéticas.

Una onda mecánica se representa la forma en cómo se propaga una vibración o perturbación inicial de una transmitida de una molécula a otra, así sucesivamente y los medios elásticos. Así cuando una perturbación ocasiona que una partícula elástica pierda su posición de equilibrio y se aleja de otra a las que estaba unida elásticamente, las fuerzas que existen entre ellas originan que la partícula separada intente recuperar su posición original, produciéndose a llamadas fuerzas de restitución. Lo anterior provoca un movimiento vibratorio de la partícula alejada, el cual se transmite primero a la partícula más cercana y después a la más alejada.

ONDAS

MECÁNICAS-ELECTROMAGNÉTICAS

“En el vacío no se propagan las ondas mecánicas”

CARACTERISTICAS DE LA ONDA

MISMO PUNTO POR QUÉ SE INICIA LA ONDA

U2/U1=N2/N1

(LONGITUD DE ONDA)(R)

F= 2 CICLO/SEG

ONDA TRANSVERSAL

EL SOL EMITE SU ENERGÍA TODO EL ESPECTO ES RAYOS GAMMA, RAYOS X, RAYOS ULTRAVIOLETA.

.

CAMPO MAGNÉTICO

UNO INDUCE AL OTRO

EFECTO QUE SE PERCIBE

“SE SIENTE CALOR, SE VE LA LUZ”CRESTA

NODO

VALLE

INTERFERENCIA DE ONDAS

CRESTA CON

CRESTA

AMPLITUD

CERO

INTERFERENCIA DESTRUCTIVA

ONDA DE

MAYOR

AMPLITUD

CRESTA CON CRESTA

VALLE CON VALLE

VELOCIDAD: Es la rapidez con la que cambia un fenómeno.

En el caso de una onda que viaja es la rapidez con la cual recorre cierta distancia.

Por ejemplo, el espectro electromagnético

uuuuuuuu diferente frecuencia

UUUUUUUUdiferente amplitud

Misma velocidad

uuuuuuu distancia recorrida

UUUUUUU es la misma que recorre, es el mismo tiempo

CARACTERISTICAS DE SONIDO

A) INTENSIDAD, AMPLITUD

INTENSIDAD AMPLITUD

B)TONO, FRECUENCIA

C) Timbre (calidad del sonido)

Depende de la composición armónica, cabe mencionar que la intensidad del sonido expresa la cantidad de energía acústica que pasa en un segundo a través de una superficie de un cm2

Is=joules/s/1cm2 = watt/cm2

El oído humano solo percibe sonidos debiles cuya intensidad será de

SONIDO MÁS INTENSO

MAYOR FRECUENCIA, TONO AGUDO

MENOR FRECUENCIA

TONO GRAVE

1 x 10 16 watt/cm2

Valor considerado como el nivel 0 de la intensidad sonora.

La máxima intensidad auditiva equivale a 1 x 10 -4 watt/cm2

Nivel denominado umbral del dolor.

SONIDO NIVELES DE INTENSIDAD EN db

UMBRAL DE AUDICIÓN 0

MURMULLO 20

CONVERSACIÓN 60

CALLE EN TRANSITO 85

SIRENA DE AMBULANCIA 110

UMBRAL DEL DOLOR 120

Db= UNIDAD INVENTADA EN HONOR DE ALEXANDER GRAHAM BELL INVENTOR DEL TELEFONO 1876

Los sonidos audibles tienen frecuencias situadas en 15 y 20 000 Hertz, los murciélagos y delfines son capaces de oír ultrasonidos de frecuencias más elevadas de unos 10 000 hertz.

Los perros también tienen muy buen oído y pueden oír ultrasonidos cuya frecuencia es de 35 000 Hertz. Por ello existen silbatos especiales que emiten ultrasonidos y se utilizan para llamarlos.

VELOCIDADES DE PROPAGACIÓN DEL SONIDO

MEDIO ELASTICO

VELOCIDAD M/S

TEMPERATURA EN K

Aire 340.4 288Oxigeno 317 273Agua 1435 281Hierro 5130 293Aluminio 5100 293vidrio 4500 293

Por la tabla anterior podemos concluir que el sonido se propaga mejor en los sonidos después en los líquidos y después en los gases, pero la temperatura tiene que ver también con la velocidad de propagación.

Acústica: es la parte de la física que se encarga de estudiar al sonido en su conjunto; los fenómenos que presenta este

son: Reflexión, eco, resonancia, reverberación y efecto doppler.

Reflexión: Las ondas sonoras se reflejan al chocar con una pared dura.

Eco: Se origina por la repetición de un sonido reflejado y se escucha claramente en salones amplios, en donde la pared se encuentra a unos 16m como mínimo de distancia del oyente, ya que para ir separadamente el sonido original reflejado se requieren 0.1 seg.

Resonancia: Se presenta cuando la vibración de un cuerpo hace vibrar a otro con la misma frecuencia. Este fenómeno se aplica en las llamadas cajas de resonancia que tienen algunos instrumentos musicales para aumentar la intensidad del sonido original.

Reverberación: Se produce si después de escucharse un sonido original, este persiste dentro de un local como consecuencia del eco.

Efecto doppler: Consiste en un cambio aparente de la frecuencia de cualquier onda emitida, como es el caso de una onda sonora o una onda luminosa cuando la fuente generadora dela sondas se acerca o se aleja del observador.

Un muchacho grita frente a un cerro y observa que el sonido regresa como eco después que transcurren 3 segundos ¿ a que distancia se encuentra el cerro si el sonido en el aire tiene una velocidad de propagación de 340 m/s?

DATOS FORMULA

T= 3 SEG v=D/T D=VT

D=? d= (340)(3)= 1020 1020/2= 510m

V= 340 M/S

Un barco provisto de sonar emite una señal ultrasónica para determinar la profundidad del mar en un punto, si la señal tarda 1.2 seg en regresar al barco a una velocidad de propagación de 1450 m/s ¿ cual es la profundidad del mar en ese lugar?

DATOS FORMULA

T= 1.25 seg d=vt

1450m/s (1.2)(1450)=17.4

D=?