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. ³Las 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 unidad de medida es el OHM () Resistencias en serie y la Resistencias en paralelo 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 1.- Calcular la resistencia equivalente de 3 resistencias conectadas primero en serie y luego en paralelo DATOS R1: 2 R2: 5 R3: 7 RESPUESTAS Serie: 14 Paralelo: 1.18 23/noviembre/2010 Problemas de la Ley de OHM El amperímetro se conecta en serie El voltímetro se conecta en paralelo Req. = V/R = = 3.86 El voltaje en las ramas en paralelo es igual. Req. = V/R = = 2.26 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 Micro Mili Submúltiplos ELIMINADORES Reductor de Voltaje Transformador Limitar la Corriente Resistencia Almacenar Cargas Capacitor Dejar pasar la Corriente En un Sentido Diodo R= 1.01 F = R= 25 F 28/septiembre/2010 Calcula las siguientes incógnitas 18 + 12 + 8 = 4 + 10 + 21 = 4 + 18 + 200 = RESISTENCIAS MIXTAS Req. = 23.4 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 MAGNETISMO Tipos de imanes BARRA U CIRCULAR 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 Brújula . Utilidad de los imanes Bocinas Motores Generadores La tierra es un gran imán que tiene polos geográficos y polos magnéticos. 23.5 º Inclinación magnética 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. 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. N S N S N,s n s n s n s 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 CABLE O ALAMBRE ESPIRA BOBINA SOLENOIDE B= MI/ 2 d B= MI/ 2V B= NMI/ 2 V 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 r= 3 cm=0.03m B= 2 t Q= 1 x 10 8 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 FORMULA Q= BA Calculo del área de la placa A= 2 = 3.1416 (3 x 10-2)2 A= 28.26 x 10 -4 m2 TRANSFORMADORES REDUCTORES 1000 500 Espiras ELEVADORES 500 1000 Secundario Primario 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 Ip= ¿? Is= 3 amper Vs= 800 v Vp Ip = Vs Is Ip= Vs Is/ Vp (800)(3a)/ 110 Ip= 21.82 A 110 V 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 Vp= 8000v Vs=220 v Np= 9000 n FORMULA vp/vs= np/ns Ns=NpVS/ Vp (9000n) (220v)/ 8000 v= 1980000/8000 Ns= 247.5 PASO 1 NS Vp / Vs= Np PASO 2 Ns= Np/(vp/vs) RESULTADO 1 PASO 2 (Ns) Vp/Vs=Np PASO 2 nSvP=nPvS PASO 3 Ns=NpVs/Vp RESULTADO 2 PROBLEMAS PRÁCTICOS Una plancha eléctrica de 60 se conecta en paralelo a un tostador eléctrico de 90 con un voltaje de 120 V a) Representar el circuito eléctrico b) Determinar el valor de la resistencia equivalente 1) 120 v 60 90 Req= (1/60) + (1/90) = 0.02777777778= x-1 = 36 120/36=3.33 a Tres aparatos eléctricos de 8 , 15 y 20 se conectan en paralelo a una batería de 60v a) Representar el circuito eléctrico b) Calcular el valor de resistencia equivalente 2) 60 v 8 15 20 Req=(1/8) + (1/15) + (1/20)= 0.2616666667=x -1= 4.14 60/4.14= 14.49 A 3) En el circuito siguiente calcular la resistencia equivalente 4 6 5 2 3 (1/4) + (1/6) + (1/2) = 0.9166666667= x-1 = 1.09 1.09 + 5+ 3= 9.09 40/9.09= 4.40 A 4) Calcula la resistencia equivalente de 2 resistores de 8 en serie 8 8 16 R1=3 R2= 6 R3= 2.2 Req= 3 +6 + 2.2=11.2 3 6 4 5 40v (1/4) + (1/5) = 0.45=x-1=2.22 2.22 + 3+6=11.22 40/11.22= 3.57 A PROBLEMAS 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 Vp= 1200 volts Vs= 220 volts Ns=? Np= 20000 vueltas SOLUCIÓN VP/Vs=Np/Ns Ns Vp/Vs=Np| Ns Vp=NpVs Ns= (20000)(220)/12000= 366.66 espiras 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 DATOS Vp=120 V Vs=1500 V Is=2 A Ip=? SOLUCIÓN VpIp=VsIs =Ip=VsIs/Vp Ip=(1500)(2)/120= 25 Amperes 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 Vp=2000 V Vs= 110 V Np= ¿ Ns=50 vueltas SOLUCIÓN Vp/Vs=Np/Ns=Np= NsVp/Vs Np= (50) (2000)/110= 909 vueltas 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 b) Is=0.6 A c) Pp=Ps=1800W 4. Un transformador elevador DATOS Np= 200 vueltas Ns= 5000 vueltas Vp= 120 V Ip= 15 A A) Vs=(120)(5000)/(200)=3000 B) Is= (120)(15)/3000=0.6 A C) Pp=(120)(15)= 1800 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 A B) Vs=5500 V C) Is= 0.014 A 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 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 Laminas Resortes líquido, etc. aire gas, etc. 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 mecánicasµ EL SOL EMITE SU ENERGÍA TODO EL ESPECTO ES RAYOS GAMMA, RAYOS X, RAYOS ULTRAVIOLETA. . CAMPO MAGNÉTICO UNO INDUCE AL OTRO CARACTERISTICAS DE LA ONDA EFECTO QUE SE PERCIBE CRESTA SE SIENTE CALOR, SE VE LA LUZ NODO VALLE MISMO PUNTO POR QUÉ SE INICIA LA ONDA U2/U1=N2/N1 (LONGITUD DE ONDA)(R) F= 2 CICLO/SEG ONDA TRANSVERSAL INTERFERENCIA DE ONDAS AMPLITUD CERO CRESTA CON CRESTA 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 SONIDO MÁS INTENSO INTENSIDAD AMPLITUD B)TONO, FRECUENCIA MAYOR FRECUENCIA, TONO AGUDO MENOR FRECUENCIA TONO GRAVE 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 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 UMBRAL DE AUDICIÓN MURMULLO CONVERSACIÓN CALLE EN TRANSITO SIRENA DE AMBULANCIA UMBRAL DEL DOLOR NIVELES DE INTENSIDAD EN db 0 20 60 85 110 120 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 Aire Oxigeno Agua Hierro Aluminio vidrio VELOCIDAD M/S 340.4 317 1435 5130 5100 4500 TEMPERATURA EN K 288 273 281 293 293 293 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 T= 3 SEG D=? V= 340 M/S FORMULA v=D/T D=VT d= (340)(3)= 1020 1020/2= 510m 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 T= 1.25 seg 1450m/s D=? FORMULA d=vt (1.2)(1450)=17.4