La Ley de Faraday-Lenz es un principio fundamental de la electromagnetismo que describe cómo un campo magnético variable puede inducir una corriente eléctrica en un circuito cerrado. Esta ley, formulada en el siglo XIX por el científico Michael Faraday y posteriormente ampliada por Heinrich Lenz, establece que la magnitud de la corriente inducida es directamente proporcional a la velocidad de cambio del flujo magnético que atraviesa el circuito. Esta relación no solo ha sido crucial para el desarrollo de tecnologías eléctricas, sino que también ha sentado las bases para comprender fenómenos eléctricos en diversas aplicaciones científicas y tecnológicas.

La importancia de la Ley de Faraday-Lenz se extiende a múltiples campos, incluyendo la generación de electricidad en centrales eléctricas, el funcionamiento de transformadores y la operación de dispositivos electrónicos. A través de esta ley, se puede entender cómo la energía puede ser convertida de una forma a otra, lo que subraya su relevancia en el estudio de la física y la ingeniería. En este artículo, exploraremos en detalle los principios detrás de esta ley, su implicancia en la física moderna y sus aplicaciones prácticas en el mundo contemporáneo.

¿Qué es la Ley de Faraday-Lenz y cómo se aplica en la física?

La Ley de Faraday-Lenz es un principio fundamental en el campo de la electromagnetismo que describe cómo un campo magnético variable puede inducir una corriente eléctrica en un circuito. Formulada por el físico británico Michael Faraday y posteriormente complementada por el alemán Heinrich Lenz, esta ley establece que la magnitud de la fuerza electromotriz (fem) inducida es proporcional a la rapidez con la que cambia el flujo magnético a través de un circuito. En otras palabras, cuanto más rápido sea el cambio en el campo magnético, mayor será la corriente generada.

La ley se puede resumir en dos componentes clave: el principio de inducción de Faraday y la regla de orientación de Lenz. El primero establece que la fem inducida es igual a la tasa de cambio del flujo magnético, mientras que el segundo señala que la dirección de la corriente inducida siempre será tal que se oponga al cambio que la causa. Esto se traduce en una serie de aplicaciones prácticas en la física, tales como:

• Generadores eléctricos, donde se convierte energía mecánica en energía eléctrica.
• Transformadores, que permiten el cambio de voltajes en corriente alterna.
• Inducción electromagnética en dispositivos como los motores y alternadores.

En resumen, la Ley de Faraday-Lenz no solo es un pilar teórico en la física, sino que también tiene múltiples aplicaciones en tecnología moderna. Su comprensión es esencial para el desarrollo de nuevos dispositivos eléctricos y para mejorar la eficiencia de los sistemas que dependen de la inducción electromagnética. Al estudiar esta ley, los físicos pueden innovar y optimizar procesos en la generación y transmisión de energía.

Principios fundamentales de la Ley de Faraday-Lenz en electromagnetismo

La Ley de Faraday-Lenz es un principio fundamental en el campo del electromagnetismo que describe cómo se genera una corriente eléctrica en un conductor al estar expuesto a un campo magnético variable. Esta ley se puede dividir en dos componentes esenciales: la ley de Faraday, que establece que la magnitud de la fuerza electromotriz (FEM) inducida es directamente proporcional a la tasa de cambio del flujo magnético que atraviesa un circuito, y la ley de Lenz, que indica que la dirección de la corriente inducida será tal que se oponga al cambio que la produce.

En términos más sencillos, cuando un campo magnético cambia, ya sea porque se mueve el imán o se modifica la intensidad del campo, se produce un flujo magnético variable. Este cambio induce una corriente eléctrica en un circuito cerrado. Los principios subyacentes a esta ley son cruciales para entender el funcionamiento de múltiples dispositivos eléctricos y sistemas de generación de energía. Entre los conceptos clave se incluyen:

• Inducción electromagnética: El fenómeno por el cual una corriente eléctrica es generada por un campo magnético cambiante.
• Flujo magnético: La cantidad de campo magnético que atraviesa una superficie dada, que es fundamental para calcular la FEM inducida.
• Oposición a cambios: La ley de Lenz enfatiza que el sentido de la corriente inducida siempre se opone al cambio en el flujo magnético que la causa.

Estas leyes no solo son fundamentales para la teoría del electromagnetismo, sino que también tienen aplicaciones prácticas en la vida cotidiana, desde transformadores hasta generadores eléctricos. Por lo tanto, comprender los principios de la Ley de Faraday-Lenz es esencial para cualquier estudio avanzado de la física y la ingeniería eléctrica.

La relación entre la Ley de Faraday-Lenz y la inducción electromagnética

La Ley de Faraday-Lenz establece que un cambio en el flujo magnético a través de un circuito provoca la aparición de una fuerza electromotriz (fem) en dicho circuito. Esta ley es fundamental para entender el fenómeno de la inducción electromagnética, que describe cómo un campo magnético variable puede generar corriente eléctrica. Cuando el flujo magnético cambia, ya sea por el movimiento de un imán o por una variación en la intensidad del campo magnético, se induce una corriente en el circuito cerrado.

La relación entre la Ley de Faraday-Lenz y la inducción electromagnética se puede resumir en los siguientes puntos clave:

• La Ley de Faraday establece que la magnitud de la fuerza electromotriz inducida es proporcional a la tasa de cambio del flujo magnético.
• La Ley de Lenz complementa esta idea al indicar que la dirección de la corriente inducida se opondrá al cambio que la produce, garantizando así la conservación de la energía.
• Ambas leyes juntas permiten la comprensión de dispositivos como generadores y transformadores, que son esenciales en la tecnología moderna.

El fenómeno de la inducción electromagnética ha permitido avances significativos en la generación de energía eléctrica. Gracias a la Ley de Faraday-Lenz, podemos transformar energía mecánica en energía eléctrica de manera eficiente. Este principio es la base de muchas aplicaciones prácticas en la ingeniería eléctrica, así como en diversas tecnologías cotidianas, como los motores eléctricos y los sistemas de carga inalámbrica.

Ejemplos prácticos de la Ley de Faraday-Lenz en la vida cotidiana

La Ley de Faraday-Lenz es fundamental para entender el funcionamiento de muchos dispositivos eléctricos que usamos a diario. Un ejemplo claro es el generador eléctrico, donde la rotación de un imán dentro de una bobina de alambre produce una corriente eléctrica. Este principio se aplica en diversas fuentes de energía, como las plantas hidroeléctricas, donde el movimiento del agua activa turbinas conectadas a generadores.

Otro caso práctico se observa en los transformadores, que son esenciales en la distribución de energía eléctrica. Estos dispositivos utilizan la Ley de Faraday-Lenz para transferir energía entre dos circuitos a través de un campo magnético variable, lo que permite aumentar o disminuir el voltaje de la corriente eléctrica. Esta tecnología es crucial para que la electricidad llegue de manera segura a nuestros hogares.

Además, en el ámbito de la automoción, muchos vehículos híbridos y eléctricos emplean motores que aprovechan este principio. Por ejemplo, en el frenado regenerativo, el motor actúa como generador cuando el vehículo desacelera, convirtiendo la energía cinética en energía eléctrica que se almacena en la batería. Este proceso no solo mejora la eficiencia del vehículo, sino que también contribuye a la sostenibilidad energética.

Finalmente, en el día a día, podemos encontrar la Ley de Faraday-Lenz en dispositivos de carga inalámbrica. Estos cargadores utilizan inductancia para transferir energía desde el cargador a la batería del dispositivo, simplificando la forma en la que recargamos nuestros teléfonos y otros gadgets. Algunos ejemplos incluyen:

• Cargadores de teléfonos móviles.
• Estaciones de carga para relojes inteligentes.
• Algunos cepillos de dientes eléctricos que utilizan esta tecnología.

Importancia de la Ley de Faraday-Lenz en tecnologías modernas

La Ley de Faraday-Lenz es fundamental en la comprensión y desarrollo de diversas tecnologías modernas, ya que describe cómo se genera una corriente eléctrica en un circuito cerrado cuando hay un cambio en el flujo magnético. Esta ley no solo es un principio teórico, sino que se aplica en situaciones prácticas que impactan la vida cotidiana. La relevancia de esta ley radica en su capacidad para facilitar la conversión de energía, lo que es esencial en la era de la energía renovable.

Entre las tecnologías que se benefician directamente de la Ley de Faraday-Lenz, se pueden mencionar las siguientes:

• Generadores eléctricos: Transforman energía mecánica en energía eléctrica, utilizando el principio de inducción electromagnética.
• Transformadores: Permiten aumentar o disminuir la tensión de la electricidad, siendo cruciales en la distribución de energía eléctrica.
• Sistemas de energía renovable: Como la energía solar y eólica, donde se utiliza esta ley para optimizar la conversión de energía.
• Dispositivos de almacenamiento de energía: Como las baterías, que dependen de procesos electromagnéticos para su funcionamiento.

Asimismo, la ley de Faraday-Lenz es clave en el desarrollo de tecnologías emergentes como los vehículos eléctricos y los sistemas de carga inalámbrica. La inducción electromagnética permite cargar dispositivos sin necesidad de conexión física, lo que resulta en una mayor comodidad y eficiencia. Además, el uso de esta ley en la investigación y desarrollo de nuevas tecnologías promete un futuro más sostenible y eficiente en términos energéticos.

En conclusión, la Ley de Faraday-Lenz no solo es un pilar en el ámbito de la física, sino que también es un elemento esencial en la innovación tecnológica contemporánea. Su comprensión y aplicación son fundamentales para avanzar hacia un mundo donde la energía se utilice de manera más eficiente y sostenible, beneficiando tanto a la industria como a la sociedad en general.

Experimentos sencillos para demostrar la Ley de Faraday-Lenz en el aula

La Ley de Faraday-Lenz establece que un cambio en el flujo magnético a través de un circuito induce una corriente eléctrica en él. Para demostrar esta ley en el aula, se pueden llevar a cabo experimentos sencillos que no requieren equipamiento complicado y son muy visuales. Uno de los ejemplos más llamativos es el de una bobina de alambre conectada a un multímetro, donde al mover un imán cerca de la bobina se puede observar cómo se genera una corriente.

Otro experimento interesante consiste en utilizar un disco conductor giratorio y un imán. En este caso, al hacer girar el disco, el cambio en el campo magnético inducido por el imán provoca una corriente en el disco. Para llevarlo a cabo, necesitarás los siguientes materiales:

• Un disco de metal o un disco de cobre.
• Un imán fuerte.
• Soporte para girar el disco.

Además, se puede realizar una demostración sencilla utilizando un transformador. Al conectar un transformador a una fuente de corriente alterna y observar cómo se enciende una bombilla en el lado secundario, se puede explicar cómo el cambio en el flujo magnético a través del núcleo del transformador induce una corriente en el circuito secundario. Este experimento ayuda a visualizar la aplicación práctica de la Ley de Faraday-Lenz en la generación de electricidad.

Finalmente, es esencial destacar que estos experimentos no solo son educativos, sino que también fomentan el interés por la física y la comprensión de los principios detrás de la electricidad y el magnetismo. A través de estas actividades, los estudiantes pueden experimentar de primera mano cómo el cambio en un campo magnético puede generar energía eléctrica, lo cual es un concepto fundamental en el estudio de la electromagnetismo.

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La Ley de Coulomb es un principio fundamental en la física que describe la interacción entre cargas eléctricas. Esta ley, formulada por el físico francés Charles-Augustin de Coulomb en el siglo XVIII, establece que la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las magnitudes de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Este concepto es esencial para entender fenómenos eléctricos y ha sido la base para el desarrollo de la electrostática moderna.

La fuerza eléctrica que se origina de acuerdo con la Ley de Coulomb se puede representar mediante una fórmula matemática que refleja no solo la magnitud de las cargas involucradas, sino también la dirección de la fuerza, que puede ser atractiva o repulsiva dependiendo de si las cargas son del mismo tipo o de tipos opuestos. A lo largo de los años, esta ley ha encontrado aplicaciones en diversas disciplinas, desde la ingeniería eléctrica hasta la física teórica, proporcionando un marco teórico para analizar y predecir el comportamiento de sistemas cargados.

¿Qué es la Ley de Coulomb y su importancia en la física?

La Ley de Coulomb es un principio fundamental de la electrostática que describe la interacción entre cargas eléctricas. Formulada por el físico francés Charles-Augustin de Coulomb en el siglo XVIII, esta ley establece que la fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las magnitudes de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Matemáticamente, se expresa como: F = k * (|q1 * q2|) / r², donde F es la fuerza, k es la constante de Coulomb, q1 y q2 son las cargas, y r es la distancia entre ellas.

La importancia de la Ley de Coulomb en la física radica en su capacidad para explicar diversos fenómenos eléctricos y electromagnéticos. Esta ley no solo establece la base para entender las fuerzas entre cargas eléctricas, sino que también permite el desarrollo de otras teorías y aplicaciones. Entre sus contribuciones más relevantes se encuentran:

• La fundamentación de la electrostática, esencial para el estudio de la electricidad.
• La base para la formulación de la ley de Gauss y el estudio de campos eléctricos.
• Su aplicación en la química, donde ayuda a comprender la formación de enlaces iónicos.

Además, la Ley de Coulomb es crucial en la tecnología moderna, ya que sus principios son utilizados en dispositivos como capacitores, motores eléctricos y sistemas de comunicación. La comprensión de las interacciones entre cargas eléctricas y su comportamiento en diferentes contextos es fundamental para el avance en campos como la física aplicada, la ingeniería y la nanotecnología. En resumen, la Ley de Coulomb no solo es una ley física, sino también un pilar en la construcción del conocimiento científico actual.

Fundamentos de la Ley de Coulomb: cargas eléctricas y fuerzas

La Ley de Coulomb es un principio fundamental de la electrostática, que describe la interacción entre cargas eléctricas. Esta ley establece que la magnitud de la fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las magnitudes de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Así, la fórmula que representa esta relación es F = k * (|q1 * q2|) / r², donde F es la fuerza, q1 y q2 son las cargas, r es la distancia entre ellas y k es la constante electrostática.

Los componentes esenciales en la Ley de Coulomb son las cargas eléctricas y la fuerza eléctrica. Las cargas pueden ser positivas o negativas, y su naturaleza determina cómo interactúan entre sí. Las características de las cargas eléctricas son:

• Carga positiva: Propicia la repulsión entre otras cargas positivas y la atracción hacia cargas negativas.
• Carga negativa: Produce un efecto contrario, atrayendo cargas positivas y repeliendo cargas negativas.
• Conservación de la carga: La carga total de un sistema aislado permanece constante.

La fuerza eléctrica resultante de estas interacciones puede ser de atracción o repulsión, y su intensidad varía en función de la distancia y la magnitud de las cargas involucradas. La comprensión de esta fuerza es crucial en diversas aplicaciones de la física y la ingeniería, ya que permite, por ejemplo, el diseño de circuitos eléctricos y la comprensión de fenómenos como los rayos y la electricidad estática. La Ley de Coulomb, por tanto, no solo establece principios fundamentales de la electrostática, sino que también tiene implicaciones prácticas en nuestra vida diaria.

Aplicaciones prácticas de la Ley de Coulomb en la ingeniería eléctrica

La Ley de Coulomb es fundamental en la ingeniería eléctrica, ya que describe la fuerza de interacción entre cargas eléctricas. Esta ley permite a los ingenieros calcular fuerzas electrostáticas, lo que resulta clave en el diseño y análisis de diversos componentes eléctricos. Por ejemplo, en la creación de circuitos, es esencial entender cómo las cargas se atraen o repelen para garantizar el correcto funcionamiento de dispositivos como capacitores y resistores.

Además, la Ley de Coulomb se aplica en el ámbito de la electrostática, donde se utiliza para desarrollar herramientas y tecnologías que dependen de cargas eléctricas. Las aplicaciones más comunes incluyen:

• El diseño de sensores electrostáticos para medir la carga y la posición de objetos.
• La fabricación de aislantes eléctricos que previenen descargas no deseadas.
• La optimización de dispositivos de almacenamiento de energía como baterías y supercapacitores.

Otro aspecto importante es su uso en la simulación de campos eléctricos. Mediante software especializado, los ingenieros pueden modelar la distribución de fuerzas electrostáticas en circuitos complejos, lo que les permite prever problemas y mejorar el diseño de sistemas eléctricos. Esta capacidad de simulación es crucial para innovaciones en tecnología de semiconductores y microelectrónica.

Finalmente, la Ley de Coulomb también juega un papel decisivo en la electromedicina, donde se utilizan campos eléctricos para tratar diversas condiciones médicas. Dispositivos como marcapasos y equipos de estimulación nerviosa dependen de una comprensión sólida de las interacciones electrostáticas para su funcionamiento. En resumen, la Ley de Coulomb no solo es un principio teórico, sino que tiene un impacto real y significativo en múltiples aplicaciones dentro de la ingeniería eléctrica.

Ejemplos de la Ley de Coulomb en la vida cotidiana

La Ley de Coulomb establece que la fuerza eléctrica entre dos cargas es directamente proporcional al producto de las magnitudes de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Esta ley no solo es fundamental en la física, sino que también se manifiesta en varios aspectos de nuestra vida cotidiana. Por ejemplo, cuando utilizamos un globo para crear electricidad estática, estamos observando cómo los electrones se transfieren entre el globo y nuestros cabellos, generando una fuerza de atracción que puede hacer que el globo se adhiera a superficies o incluso a nuestro cabello.

Otro ejemplo cotidiano de la Ley de Coulomb se encuentra en los aparatos electrónicos. En dispositivos como teléfonos móviles y computadoras, las cargas eléctricas en los circuitos generan fuerzas que permiten el funcionamiento de componentes como los transistores. Estos componentes dependen de las interacciones eléctricas para amplificar señales y procesar la información, mostrando cómo la teoría de Coulomb se aplica en la tecnología moderna.

Además, las interacciones entre partículas cargadas en la materia son responsables de fenómenos que observamos diariamente, como el comportamiento del agua y su capacidad para disolver sales. Cuando se añade sal (NaCl) al agua, los iones de sodio y cloruro se separan debido a la fuerza electrostática descrita por la Ley de Coulomb, lo que permite que la sal se disuelva y, en consecuencia, modifique las propiedades del agua.

Finalmente, incluso en el ámbito de la salud, la Ley de Coulomb juega un papel importante. Por ejemplo, los marcapasos, que regulan el ritmo cardíaco, emplean impulsos eléctricos que dependen de la interacción entre cargas eléctricas. Esto demuestra cómo las leyes fundamentales de la física impactan en la vida humana, proporcionándonos mejoras en tecnologías que salvan vidas.

La Ley de Coulomb y su relación con la ley de gravitación universal

La Ley de Coulomb, formulada por el físico francés Charles-Augustin de Coulomb en el siglo XVIII, describe la fuerza de interacción eléctrica entre dos cargas. Esta ley establece que la magnitud de la fuerza eléctrica es directamente proporcional al producto de las magnitudes de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Esta relación se puede expresar matemáticamente como: F = k * (|q1 * q2|) / r², donde k es la constante de Coulomb, q1 y q2 son las cargas y r es la distancia entre ellas.

Por otro lado, la ley de gravitación universal, propuesta por Isaac Newton, establece que todos los cuerpos en el universo ejercen una fuerza de atracción gravitacional entre sí, proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. Esta ley se expresa como: F = G * (m1 * m2) / r², donde G es la constante de gravitación universal, m1 y m2 son las masas de los cuerpos y r es la distancia entre sus centros de masa.

A pesar de que la Ley de Coulomb y la ley de gravitación universal describen fuerzas de interacción entre cuerpos, existen varias similitudes y diferencias entre ambas:

• Naturaleza de las fuerzas: La Ley de Coulomb trata sobre fuerzas eléctricas que pueden ser tanto atractivas como repulsivas, mientras que la gravitación es siempre atractiva.
• Magnitudes involucradas: En la Ley de Coulomb se utilizan cargas eléctricas, mientras que en la ley de gravitación se utilizan masas.
• Escala de aplicación: La Ley de Coulomb es fundamental en la física atómica y molecular, mientras que la ley de gravitación universal es crucial en la astrofísica y la cosmología.

Ambas leyes son ejemplos de cómo las fuerzas en el universo siguen patrones similares, basándose en la distancia y las propiedades intrínsecas de los cuerpos en cuestión. Este paralelismo nos ayuda a entender no solo las interacciones a gran escala, como en el caso de los planetas, sino también a nivel microscópico, donde las fuerzas eléctricas juegan un papel esencial en la estructura de la materia.

Cómo calcular la fuerza eléctrica según la Ley de Coulomb

La Ley de Coulomb establece que la fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las magnitudes de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Para calcular la fuerza eléctrica, se utiliza la siguiente fórmula: F = k * (|q1 * q2|) / r², donde F es la fuerza eléctrica, k es la constante de Coulomb (aproximadamente 8.99 x 10^9 N m²/C²), q1 y q2 son las magnitudes de las cargas, y r es la distancia entre ellas.

Es importante destacar que la fuerza puede ser atractiva o repulsiva. Si ambas cargas tienen el mismo signo (ambas positivas o ambas negativas), la fuerza será repulsiva. En cambio, si las cargas son de signos opuestos, la fuerza será atractiva. Para facilitar el cálculo, considera los siguientes pasos:

• Identificar las magnitudes de las cargas (q1 y q2).
• Medir la distancia entre las cargas (r).
• Aplicar la fórmula de la Ley de Coulomb.

Además, al realizar el cálculo, es esencial tener en cuenta las unidades. Las cargas deben estar en coulombs (C) y la distancia en metros (m) para que la fuerza resultante se exprese en newtons (N). Si las cargas son muy pequeñas o el sistema tiene múltiples cargas, es posible que se requieran métodos más avanzados para un cálculo preciso, como el principio de superposición.

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Hay varios componentes eléctricos y electrónicos básicos que se encuentran comúnmente en diferentes circuitos de periféricos. En muchos circuitos, estos componentes se utilizan para construir el circuito, que se clasifican en dos categorías, como componentes activos y componentes pasivos.

Los componentes activos no son más que los componentes que suministran y controlan la energía. Los componentes pasivos se pueden definir como los componentes que responden al flujo de energía eléctrica y pueden disipar o almacenar energía.

Estos componentes se pueden encontrar en numerosos periféricos como discos duros, placas base, etc. Muchos circuitos están diseñados con varios componentes como resistencias, condensadores, inductores, transistores, transformadores, interruptores, fusibles, etc.

Por lo tanto, Este artículo brinda información breve sobre los diferentes tipos de componentes electrónicos y eléctricos que se utilizan en varios proyectos electrónicos y eléctricos.

Los siguientes párrafos describen todos y cada uno de los componentes en detalle con diagramas.

Principales componentes eléctricos y electrónicos

Los principales componentes eléctricos y electrónicos utilizados en proyectos eléctricos y electrónicos involucran principalmente a estos componentes como resistencias, condensadores, fusibles, transistores, circuitos integrados, relés, interruptores, motores, disyuntores, etc.

En muchos circuitos, estos componentes se utilizan para construir el circuito, que se clasifican en dos categorías, como componentes activos y componentes pasivos.

Componentes activos y pasivos

Los componentes activos no son más que un componente que suministra y controla la energía. Los componentes pasivos se pueden definir como un componente que responde al flujo de energía eléctrica y disipa o almacena energía.

Resistor

Una resistencia es un componente eléctrico que restringe el flujo de corriente en el circuito.

También se puede usar una resistencia para proporcionar un voltaje específico a un transistor. Cuando la corriente fluye a través de la resistencia, la resistencia absorbe la energía eléctrica y la degenera en forma de calor.

Las resistencias pueden tener resistencias variables o fijas, que se pueden encontrar en termistores, fotorresistores, trimmers, varistores, potenciómetros y hámsteres.

El flujo de corriente a través de una resistencia es directamente proporcional al voltaje a través de los terminales de la resistencia. La relación está representada por la ley de Ohm. La ley de Ohm establece que la disipación debida a la resistencia y las unidades de resistencia es Ohm.

Capacitores

Un capacitor es un componente pasivo lineal de dos terminales que está hecho de dos placas conductoras con un aislante entre ellas.

La función principal de un capacitor es que almacena energía eléctrica cuando se fuerza una carga eléctrica a sus terminales desde una fuente de energía. Mantiene la carga incluso después de desconectarse de la fuente de alimentación.

En un circuito de temporización, se utiliza un condensador con una resistencia y también se puede utilizar como filtro para permitir las señales de CA y bloquear las señales de CC.

La carga eléctrica almacenada es Q = CV
donde "C" es la reactancia capacitiva y "V" es el voltaje aplicado.
Por lo tanto, el flujo de corriente a través de un condensador es I = C dv / dt

Cuando se aplica una corriente continua a través de un capacitor, se acumula una carga positiva (+) y negativa (-) en un conjunto de terminales. La carga permanece hasta que se descarga el condensador.

Cuando se aplica una corriente alterna a través de un capacitor, se forma una carga positiva y negativa en un conjunto de placas durante la parte del ciclo cuando el voltaje es positivo.

Cuando el voltaje se vuelve negativo (-) en la segunda mitad del ciclo, el capacitor se libera antes que la corriente cargada y luego se carga en la forma opuesta.

Microcontrolador

Un microcontrolador es una pequeña computadora en un solo circuito integrado que reúne todas las características que se encuentran en el microprocesador.

Para servir diferentes aplicaciones, tiene una alta concentración de servicios en el chip, como RAM, ROM, puertos de E / S de temporizadores, puerto serie, interrupciones y circuito de reloj.

Estos se utilizan en varios dispositivos controlados automáticamente, como controles remotos, dispositivos médicos, sistemas de control de motores de automóviles, herramientas eléctricas, juguetes, máquinas de oficina y otros sistemas integrados.

Inductor

Un inductor, una bobina o un reactor es un componente eléctrico pasivo de dos terminales. La función principal de un inductor es que almacena energía eléctrica en forma de energía magnética.

Generalmente, un inductor comprende un conductor, comúnmente enrollado en una bobina, que funciona según el principio de la ley de inductancia de Faraday.

Cuando una corriente fluye a través de la bobina desde el lado izquierdo al derecho, la bobina produce un campo magnético en el sentido de las agujas del reloj. La inductancia del inductor se indica con 'L'.

Inductor con símbolo
L == (µ.K.N2.S) / I.
Dónde,

• 'L' es una inductancia
• 'K' es un coeficiente de Nagaoka
• 'µ' es una permeabilidad magnética
• 'N' es el número de vueltas de las bobinas
• 'S' es el área de la sección transversal de la bobina
• 'I' es la longitud de la bobina en una dirección axial

Transformador

Un transformador es un dispositivo eléctrico que consta de dos bobinas de alambre, que están unidas por un núcleo de hierro.

Ofrece la capacidad muy necesaria de cambiar fácilmente los niveles de corriente y voltaje. La función principal del transformador es aumentar (aumentar) o disminuir (reducir) los voltajes de CA.

El transformador funciona según el principio de la ley de inducción electromagnética de Faraday, es decir, la inductancia mutua entre dos circuitos, que están unidos por un flujo magnético común.

Un transformador convierte la energía eléctrica de un circuito a otro circuito con la ayuda de la inducción mutua entre los dos devanados sin conexión eléctrica entre ellos, y también convierte la energía de un circuito a otro circuito sin cambiar la frecuencia pero con un nivel de voltaje diferente.

En un transformador elevador, una bobina secundaria contiene más devanados que la bobina primaria. Al llegar a un transformador reductor, tiene más devanados en la bobina primaria que en la bobina secundaria.

Éstas son una de las principales razones por las que usamos corriente alterna en nuestros hogares y no corriente continua. Los voltajes de CC no se pueden cambiar con transformadores.

Los transformadores están disponibles en muchos tamaños en el mercado actual, desde pequeños hasta grandes.

Batería

Una batería es un dispositivo eléctrico que se utiliza para convertir energía química en energía eléctrica a través de reacciones de descarga electroquímica.

Está compuesto por una o más celdas en las que cada celda tiene un ánodo (+), el cátodo (-) y el electrolito. El ánodo y el cátodo se mantienen conectados a un circuito eléctrico.

Las baterías se clasifican en dos tipos; son baterías primarias o desechables y baterías secundarias o recargables, en las que las baterías primarias no son recargables mientras que las baterías secundarias son recargables.

Fusible

Un fusible es un material o un trozo de cable que se utiliza para proteger los componentes de la destrucción debido a la corriente excesiva que fluye a través de ellos.

Cuando fluye una corriente excesiva a través del circuito, los cables se calientan y se dañan. Como resultado, la corriente deja de fluir.

Cuando el fusible se derrite debido al desbordamiento de la corriente, el elemento del fusible absorbe algo de energía. La energía absorbida viene dada por I2t

Donde, 'I' es el valor pico de la corriente interrumpida.
't' es el tiempo necesario para eliminar la falla.

Cada tipo de fusible está diseñado para una cantidad precisa de corriente. Un fusible estándar consta de componentes principales como un conjunto de contactos, elementos fusibles metálicos, conexión y cuerpo de soporte. Un elemento fusible está hecho de zinc, cobre, plata, aluminio o aleaciones para ofrecer características predecibles. Eso puede estar encerrado por aire o material.

Diodo / LED (diodo emisor de luz)

Un diodo es un dispositivo, que está hecho de un material semiconductor que permite que la corriente fluya en una dirección; bloquea la corriente que intenta ir en contra del flujo en un cable.

Estos dispositivos se utilizan a menudo en muchos circuitos electrónicos que convierten CA en CC. Un LED es la alternativa del diodo Cuando se aplica una corriente a un LED, emite luz a una frecuencia particular.

Los LED se utilizan en numerosas aplicaciones como teclados, discos duros, controles remotos de TV, y estos dispositivos son muy útiles como indicadores de estado en computadoras, así como como transistores electrónicos que funcionan con baterías.

Transistores

El transistor es un dispositivo electrónico, que consta de tres terminales, hechos de material semiconductor que controla el flujo de voltaje o corriente y actúa como un interruptor para señales electrónicas. Hay dos tipos de transistores PNP y NPN, la mayoría de los circuitos tienden a usar transistores NPN.

Los transistores están diseñados en diferentes formas y los tres terminales del transistor, a saber, base (B), emisor (E) y colector (C). Donde, el terminal base es responsable de activar el transistor, el terminal emisor es el terminal negativo y el terminal colector es el terminal positivo.

Por lo tanto, estos son algunos de los componentes eléctricos y electrónicos básicos que se utilizan en la implementación de varios proyectos electrónicos y eléctricos.

Creemos que puede haber entendido el artículo y cree que tiene una idea sobre varios componentes eléctricos y electrónicos. Aparte de esto, si tiene alguna duda con respecto a este artículo o probar estos componentes en un circuito práctico y sus procedimientos de ensamblaje, puede acercarse a nosotros comentando en la sección de comentarios a continuación.

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La impedancia eléctrica es la oposición que encuentra la corriente alterna al circular por un circuito eléctrico, en un circuito de corriente continua se denomina directamente resistencia, la unidad de medida es el Ohm.

Representación circuital

En un circuito eléctrico, la impedancia se puede representar de la siguiente manera, sin especificar siquiera el elemento en cuestión.

Cálculo de la impedancia eléctrica

Tiene dos componentes, una reactiva y otra resistiva, la componente resistiva responde a las resistencias mientras que la reactiva a las bobinas y capacitores.

La formula de la impedancia es la siguiente

• Z = Impedancia, se mide en Ohm
• R = Resistencia, se mide en Ohm
• X = Reactancia, se mide en Ohm

Otra forma de expresar la impedancia es haciendo uso de los números complejos.

• R = Parte resistiva o real
• X = Parte reactiva o imaginaria de la impedancia eléctrica.

Impedancia en serie y paralelo

Es el mismo tratamiento que las resistencias eléctricas en los circuitos de corriente continua, en serie se suman las impedancias y en paralelo la inversa de la impedancias es igual a la suma las inversas.

Impedancia en serie

Es igual a la suma de las impedancias.

Impedancia en paralelo

Triángulo de impedancia

El triángulo de impedancia de un elemento o circuito se forma al representar la parte real de la impedancia y la parte imaginaria en los catetos de un triángulo.

La hipotenusa se calcula utilizando el teorema de Pitágoras.

Cuando la reactancia es positiva el triangulo tiene la siguiente forma.

El Angulo nos dice el desfasaje que existe entre la tensión y la corriente.

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La ley de Ohm es uno de los principios de la electricidad que establece que la diferencia de potencial “V” que se aplica entre los extremos de un conductor es directamente proporcional a la densidad de corriente “I” que circula por este.

Esta ley fue postulada por primera vez por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, de ahí su nombre. Por ello es que se completa introduciendo la noción de la resistencia eléctrica en el estudio de los circuitos, como un factor de proporcionalidad entre V e I.

La representación gráfica más común de esta ley es la siguiente:

Y sigue los parámetros de la fórmula que establece:

En este caso se entiende que la V corresponde directamente a la diferencia de potencial, la R a la resistencia y la I a la intensidad de la corriente eléctrica aplicada. Estas tres magnitudes se miden respectivamente con los nombres de Voltios para la V, Ω para los Ohmios y A para los amperios.

Las variables que se pueden calcular a partir de la fórmula de la ley de Ohm son las siguientes:

La ley de Ohm permite eficazmente demostrar los principios de proporcionalidad en los circuitos eléctricos sirviendo para comprobar la resistencia de un conductor en un circuito eléctrico.

10 Ejemplos de la ley de Ohm

Para enseñar a calcular a base de los parámetros dispuestos por la Ley de Ohm se emplean ejemplos como los que presentamos a continuación:

Ejemplo 1

¿Cuál es la resistencia que existe en un voltaje de 5 V y una corriente de 500 mA?

Aplicando la fórmula correspondiente según los datos presentados, podemos decir que:

R = V/I
R = ?
V = 5V
I = 500 mA = 0.5 A
R = V/I = 5 / 0.5 = 10

Debido a esto, la resistencia que existe es de 10 W o vatios.

Ejemplo 2

¿Cuál es el voltaje de un circuito en el que existe una corriente de 2,5 Amperios con una resistencia de 50 W o vatios?

Aplicando la fórmula correspondiente según los datos presentados, podemos decir que:

V = RI
R = 50  W
V = ?
I = 2.5 A
V = RI = (50)(2.5) = 125

Debido a esto, el voltaje presente según esta disposición es de 125 V o voltios.

Ejemplo 3

¿Cuál es la corriente presente en un circuito en el que hay un voltaje de 80 V y una resistencia de 470 W o vatios?

Aplicando la fórmula correspondiente según los datos presentados, podemos decir que:

I = V/R
R = 470 W
V = 80 V
I = ¿?
I = V/R = 80 / 470 = 0.170 A

Es por esto que la corriente presente es de 0.170 Amperios o 170 mA

Ejemplo 4

En un circuito con un voltaje de 12 V por el que circula 5 mA ¿Cuál es el valor de la resistencia?

Aplicando la fórmula correspondiente según los datos presentados, podemos decir que:

Debido a esto podemos establecer que la resistencia de este circuito es de 2,4 Kilo Ohm o 2400 Ohm.

Ejemplo 5

¿Cuál es la intensidad de la corriente que alimenta a un circuito con una resistencia de 10 Ohm y con un voltaje de 30 Voltios?

Aplicando la fórmula correspondiente según los datos presentados, podemos decir que:

Por lo que:

Debido a esto podemos establecer que la intensidad de la corriente de este circuito es de 3 Amperios.

Ejemplo 6

Un resistor de 100 Ω está conectado a una fuente de 10V. ¿Cuál es la corriente?

Ejemplo 7

Un cargador USB tiene una resistencia interna de 5 Ω y opera a 5V ¿Cuál es la corriente que circula por el resistor?

Ejemplo 8

Una plancha eléctrica funciona con 230 V y consume 10 A, ¿Cuál es el valor de la resistencia?

Conclusión

La ley de Ohm es efectiva para comprobar y validar valores estáticos de los componentes d un circuito, niveles de corriente, los suministros de voltaje y hasta las caídas de tensión. Es un elemento bastante útil en la actualidad por la gran aplicación de la electricidad en la vida diaria de las personas.

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Un protoboard o placa de pruebas, es un instrumento muy útil para crear prototipos electrónicos sin la necesidad de soldar componentes.

Sirve para probar el funcionamiento de un circuito de forma rápida y sin consumir recursos.

El uso común de un protoboar es realizar pruebas o experimentos sin la problemática que implica el proceso de soldadura.

Si el experimento o prueba resulta tal cual lo esperado, recién ahí se procede a realizar el circuito impreso.

Definición de protoboar

Es un instrumento utilizado en electrónica que permite realizar conexiones eléctricas sin soldadura, muy útil para pruebas y prototipos de circuitos.

¿Para qué sirve el protoboard?

Un protoboard o placa de pruebas sirve para realizar prototipos y experimentos de forma ágil sin la necesidad de perder soldar componentes.

➛Pero, ¿Qué es un prototipo?

Un prototipo, es un modelo físico funcional en etapa preliminar de una idea o concepto, donde se prueban las características que se quieren lograr.

A efectos prácticos, la protoboard es ideal para realizar prototipos, facilita muchísimo la interconexión de componentes y casi sin perdida de tiempo y material adicional.

Si analizamos su estructura podemos decir que cuenta con tres partes muy simples de diferenciar.

Estructura interna de un protoboard

➛ Líneas de conexión o pistas

Las pistas o líneas de conexión están unidas de forma vertical, es decir que cada columna vertical de orificios son independientes, no están conectadas eléctricamente.

En la siguiente imagen luego de retirar el adhesivo protector de la base se puede ver como es la conexión interna de las pistas, donde queda claro que los puntos verticales están conectados entre si.

➛ Canal central

El canal central o línea divisoria se encuentra en la mitad de la placa, esta construido con un material aislante cuyo único objetivo es separar las zonas de conexión superior de la inferior.

Es decir que la parte de arriba es independiente de la parte de abajo, para utilizar ambas en un único circuito hay que conectarlas vía puentes de cableado.

➛ Buses de Alimentación

Son las dos líneas horizontales que se encuentran en los extremos de la placa, su objetivo es brindar alimentación a la placa, donde una línea debe ser utilizada como polo positivo mientras que la otra como polo negativo.

Si prestan atención en la imagen anterior, la que muestra la estructura interna del protoboard, van a notar como esos buses están unidos de forma horizontal, otorgando de esta manera la misma tensión en toda la lineal.

¿Cómo funciona el Protoboard?

La protoboard cuenta con orificios eléctricamente conectados entre si respetando un patrón.

Esto permite que podamos realizar conexiones vía cables sin la necesidad de aplicar soldadura.

Con lo cual nos facilita muchísimo la etapa de testing y pruebas de un proyecto.

Básicamente, su uso se limita a realizar prototipos y pruebas, previo al circuito impreso.

➛ Ejemplo de circuitos reales

Estos son solo algunos ejemplos de circuitos armados en una protoboard recopilados de internet, donde pueden ver claramente la funcionalidad que cumple esta placa.

El siguiente video muestra un curioso proyecto donde el prototipo fue realizado íntegramente en la protoboard. (agradecimientos al canal GINPERU)

Ventajas y desventajas de un protoboard

Como en la mayoría de los casos, si utilizamos un protoboar para lo que fue realizado podemos encontrar muchas ventajas, aunque lamentablemente también algunas contras.

➛ Ventajas

1. No requiere soldar para realizar prototipos
2. Construcción rápida de circuitos
3. Útil para el ámbito académico
4. Fácil de transportar
5. Se puede reutilizar muchas veces

➛ Desventajas

1. Solo son útiles a frecuencias bajas, no mayores a 20MHz
2. No puedes utilizarlas con corrientes mayores a 5A
3. Es peligroso si estas trabajando con voltajes altos, dado que puede provocar un accidente.
4. Falsos contactos
5. En ocasiones el cableado se puede complicar, sobre todo cuando tenemos muchos componentes interconectados

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Si esta leyendo esto es porque buscas la solución a un problema, necesitas identificar el valor de una resistencia según el código de colores que esta tiene ¿me equivoco?.

Los valores de las resistencias se codifican en bandas de colores, básicamente existe los siguiente distintos códigos.

Cuanto mas bandas tenga la resistencia, con mas precisión indicara el valor real, es decir que lo primero que tienes que identificar es cuantas bandas tiene la resistencia que quieres estudiar.

▷CODIFICACIÓN DE 4 BANDAS

El método de codificación que te voy a comentar ahora es el de cuatro bandas, lo primero que tenemos que hacer es identificar la primer banda, SIEMPRE es la que esta mas cercana al borde, esto esta hecho así a propósito, dado que el componente es simétrico, no tendríamos forma de saber cual es la primer banda.

Antes de comentar que significa cada una de las bandas, les voy adelantando que no todos los colores son permitidos, cada banda puede variar entre 10 colores, a excepción de la banda de tolerancia, donde en el caso de una resistencia de 4 bandas varia en 4 colores.

Dicho esto, paso a lo importante

Las primeras dos bandas de la resistencia, nos dan un numero que puede variar entre 00 y 99, de manera que podemos empezar a configurar el valor de cualquier resistencia.

La tercera banda, es el multiplicador, es decir un factor por el que debemos multiplicara los dos primeros números de las primeras dos bandas. Para que quede mas claro, supongamos que el numero de las dos primeras bandas es un 33 y el multiplicador es 1000 (1k), el valor de la resistencia sera de 33000 ohms (33K).

La imagen de arriba corresponde a toda la tabla de colores para una resistencia de 4 bandas, supongamos que queremos saber el valor de una resistencia que tiene los siguiente colores.

Solo tenemos que mirar la tabla y ver a que numero corresponde cada color de cada banda y ¡ya esta!, en el caso de ejemplo mirando la tabla nos damos cuenta que el valor de la resistencia es de 250ohms.

▷¿CUAL ES EL PROBLEMA ENTONCES?

¡Mi memoria!, no se la tuya, pero para mi, memorizar esa tabla es una tarea que no estoy dispuesto a realizar, para hacerlo no solo tendría que dedicarle varias horas o dias para retener esa información si no que lo mas posible es que al poco tiempo me lo olvide, o me confunda, cualquiera de ellas.

Vivimos en una época donde memorizar información no da ningún valor agregado, el cerebro tenemos que utilizarlo para otras cosas (pensar, razonar, etc), para guardar información ya existe Google Drive o DropBox

Te la quiero hacer fácil, la siguiente aplicación es la que cualquier técnico electrónico debería tener, te calcula el valor de la resistencia de 4 bandas simplemente pulsando en el color para cada banda.

Te invito a que la descargues mediante el siguiente link (si estas leyendo esto desde el celular claro)

Descargar Resistools

Si estas desde la PC te dejo debajo la calculadora de resistencias para que uses de aquí directamente.

▷ CALCULADORA DE CÓDIGO DE COLORES PARA RESISTENCIAS DE 4 BANDAS

Simplemente tienes que hacer click en los colores de cada una de las bandas para que te calcule de manera automática el valor que tiene esa resistencia.

▷ CONCLUSIÓN

Tienes dos caminos, uno mas acorde a los tiempos en que vivimos y otro un poco mas largo que sin duda era la única opción hace varios años, no esta mal saberlo de memoria, pero es que no es mas que eso, no vas a ser mas inteligente ni mejor técnico electrónico por que puedas memorizar todas las tablas de colores de las resistencias, claro que no esta de mas recordarlo, pero sinceramente, no creo que valga la pena hace ese esfuerzo.

Si me preguntas a mi, con descargar la aplicación, la que publique mas arriba o cualquier otra que cumpla la misma función es suficiente.

En definitiva, espero haberte ayudado

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Hace tiempo que tenia ganas de escribir un articulo sobre Kicad , si bien en Internet existen miles de tutoriales explicativos, el principal problema que encontré en mis tiempos de estudiante fue que aprender de ellos requería mucho tiempo, dado que eran muy detallados y poco prácticos.

La idea de este articulo no es que sean expertos en Kicad ni mucho menos, si no simplemente contar con una serie de pasos muy simples para poder llevar adelante un proyecto y transformar el diseño en papel en una placa profesional.

PRIMER PASO

Obviamente, tener instalado Kicad en nuestra computadora, independientemente del sistema operativo en el que trabajemos, siempre es recomendable instalar la ultima versión estable, pueden existir versiones mas nuevas pero que no son consideras estables, es decir que puede tener errores imprevistos.

Es importante recordar que Kicad es Software libre, con lo cual no tiene limitaciones en su uso ni cantidad de capas que se pueden implementar.

El siguiente link corresponde a la pagina oficial de Kicad, desde ahí pueden descargar la ultima versión estable del software, al momento de escribir estas lineas, la ultima versión corresponde a la Kicad-4.0.7.

Ultima versión estable de Kicad

SEGUNDO PASO

Una ves instalado Kicad, deberíamos ver un acceso directo en el escritorio, o en la barra de tareas, al acceder al el deberíamos ver una pantalla similar a esta.

La imagen de arriba corresponde a Gestor de Proyectos, es lo primero que vemos cuando accedemos  Kicad. Kicad cuenta con 8 "sub programas", son los que recuadre en rojo, cada uno de ellos cumple una función especifica que explicare mas adelante, aunque normalmente usaremos solo 3 de ellos.

DISEÑAR CIRCUITO ESQUEMÁTICO

Es el inicio de todo, donde plasmamos la idea gráficamente que luego dará forma a nuestro proyecto. Para comenzar debemos hacer click en el botón que recuadro en verde, que nos dará acceso al Editor de Esquemas.

Luego deberíamos ver la siguiente pantalla, donde diseñaremos nuestro circuito esquemático, como dije en un comienzo, no es el objetivo del tutorial que sean expertos en Kicad, pero si que sean prácticos y puedan diseñar el PCB de su proyecto de manera simple.

Lo mas importante es conocer la barra que recuadre en verde, a la derecha, desde ahí podrán elegir componente, dibujar lineas, agregar comentarios, definir etiquetas, etc etc.

AGREGAR COMPONENTE

Es muy fácil, simplemente tenemos que hacer click en el icono del operador operacional, el tercero de arriba para abajo de el recuadro que marque en verde en la imagen anterior. Luego hacer click en la hoja de trabajo.

En el cuadro de dialogo aparecerán todas las librerías de los componentes que tenemos instaladas, vamos a diseñar un pequeño circuito de ejemplo, un regulador de voltaje, utilizando tan solo 3 componentes, el regulador 7805 y dos capacitores, también pondremos algunos pines de conexión. Empecemos.

Lo primero que vamos a hacer, es buscar el símbolo de el regulador de voltaje 7805, es decir un TO220.

Al darle aceptar, lo añadimos al marco de trabajo, tendremos que hacer lo mismo con todos los componentes de nuestro circuito, en nuestro caso, dos capacitores (Los buscamos con la letra "C") en el panel de selección de componentes, y agregamos la conexión a tierra, eso lo hacemos con el icono que se encuentra debajo del de "Agregar componente", es el 4 de arriba para abajo de los iconos de la derecha.

Una ves finalizado esto deberíamos ver el paño de la siguiente manera.

Luego el siguiente paso sera dibujar las lineas para unir los componentes, eso lo hacemos con el icono que se muestra en la imagen siguiente, es muy simple, solo hay que unir los componentes haciendo click sobre ellos para definir la conexión.

Ahora, lo siguiente sera incluir dos componentes mas, que dejamos de lado en el inicio, son los terminales de conexión, para eso debemos ir al icono de agregar componente y buscar la librería "conn_01x02".

Debemos incluir dos de esos componentes, establecer las conexiones para dejarlo igual a la imagen siguiente.

Una ves echo esto, siempre es conveniente nombrar los componentes, cada componentes tiene dos propiedades fundamentales, una es el Valor y otra es la Referencia, el Valor es el nombre que nosotros le ponemos para identificación nuestra, por ejemplo en el caso de los capacitores se le suele colocar el valor del capacitor. La referencia, si bien podemos modificara, no es recomendable, dado que Kicad luego las generara. ¿como lo hacemos?

Muy simple, tenemos que posicionarnos con el Mouse sobre un componente y apretamos la letra "V", deberíamos ver un cuadro de dialogo como el siguiente, ahí colocaremos el texto que nos resulte mas útil, en mi caso puse el valor del capacitor.

Tenemos que hacer lo propio con todos los componentes, deberíamos dejarlo con valores similares a los de la imagen siguiente.

Luego tenemos que establecer las referencias, para eso hacemos click en el botón de "Anotar componentes" del esquema, se nos va a abrir un cuadro de dialogo que al darle "anotar" deberíamos ver lo siguiente.

TERCER PASO

Control de reglas eléctricas, es importante entender que Kicad no hace una simulación, al momento de realizar el chequeo de reglas eléctricas, simplemente establece una relación que se tiene que dar entre las entradas y las salidas, que todo este bien conectado, Si Kicad detecta alguna inconsistencia nos mostrara un error en pantalla que debemos corregir.

Para eso, debemos hacer click en el siguiente icono.

Le damos ejecutar y deberíamos ver el siguiente error.

¿Que significa este error? bueno, como comentaba recién, Kicad hace un control matemático de las entradas y las salidas, y si miramos bien en ninguna lado marcamos cuales son las fuentes de alimentación, para eso tenemos que hacer uso de una herramienta llamada "POWER FLAG", es un componente "ficticio" que indica que un pin es una entrada de alimentación. Para encontrarlo lo buscamos bajo el nombre "pwr_flag", deberíamos incluirlo de la siguiente manera.

Ahora al realizar el control de reglas eléctricas nuevamente deberíamos ver una pantalla como la siguiente, sin ningún error.

Con esto ya queda listo el esquema de nuestro proyecto, En el siguiente articulo los siguientes pasos están orientados a plasmar el circuito esquemático en la placa PCB.

CURSO COMPLETO

Si estas realmente interesado en aprender Kicad, poder sacarle el jugo a esta herramienta y empezar a trabajar de manera profesional, te recomiendo un curso que yo mismo hice hace un tiempo, es completo y sin vueltas, si accedes mediante la siguiente imagen obtendras un descuento

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En el anterior artículo, hablamos sobre la corriente eléctrica y su intensidad. En esta oportunidad, explicaremos como los funcionan los portadores y cómo transcurre el sentido de la corriente eléctrica.

PORTADORES Y SENTIDO DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA

El transporte de carga eléctrica en los conductores se realiza a través de partículas cargadas. Estas partículas reciben el nombre de portadores.

En general, si hay una diferencia de potencial entre los extremos de un conductor, en las cargas aparecerá una fuerza F ⃗=q*E ⃗. Si recordamos que el campo eléctrico siempre está dirigido desde los puntos de mayor potencial hacia los de menor potencial, el movimiento de los porta dores positivos será en la dirección en que el potencial eléctrico disminuye (en la dirección del campo), mientras que el movimiento de los portadores negativos será en la dirección contraria. Definiremos el sentido de la corriente como el sentido del movimiento correspondiente a los portadores positivos. Esto significa que en un conductor la corriente eléctrica siempre será en el sentido que apunta el campo eléctrico. Cuando comenzamos a estudiar electromagnetismo, mencionamos que, en los conductores metálicos, los portadores resultan los electrones, cada uno de los cuales tiene una carga -e. Esto quiere decir que en un conductor metálico la corriente eléctrica tendrá el sentido hacia donde el potencial disminuye, pero esto se debe a los electrones que se mueven en el sentido opuesto. En un conductor metálico, los portadores siempre se moverán en dirección opuesta a la dirección de la corriente.

Podemos relacionar la intensidad de corriente con las características de los portadores del conductor. Para eso volvamos a nuestro alambre conducto, al cual le aplicamos una diferencia de potencial entre sus extremos. Como resultado del campo eléctrico que aparece, los portadores comenzarán a moverse como indica la figura. Veamos cuántos portadores cruzan una sección del conductor en un tiempo ∆t:

Si suponemos que todos los portadores se mueven a la misma velocidad Vp. Cruzarán por la sección todos los portadores que están contenidos en el volumen determinado por Vvol =A * Vp * ∆t. Si en el conductor hay n portadores por unidad de volumen (densidad de portadores) y cada portador lleva carga Qp, la cantidad de carga ∆Q que cruza la sección en ese tiempo será ∆Q = Qp * n * A * Vp * ∆t. La intensidad será entonces:

Esta sencilla ecuación nos permite no solo relacionar la intensidad de corriente con las características de los portadores del conductor, sino también verificar que los portadores con carga positiva con velocidad en un sentido producen una corriente igual a la de los portadores con carga negativa y velocidad opuesta. Entonces, en un conductor, estudiar la corriente producida por los portadores positivos que se mueven en el sentido que apunta el campo eléctrico es lo mismo que estudiar la corriente que producen los portadores negativos que se mueven en sentido contrario al campo eléctrico.

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Los capacitores o condensadores son dispositivos electrónicos pasivos cuya función es almacenar carga eléctrica de manera temporal, a diferencia de una pila estos en cuanto se les quite la fuente de alimentación se descargan automáticamente. En resumen la función de un capacitor o condensador es almacenar energía de manera instantánea y liberarla de igual manera cuando se lo desee.

Existen muchos tipos de capacitores, pero todos en su interior están formados por dos placas paralelas enfrentadas, cada una de estas placas poseen la misma magnitud de carga eléctrica pero de diferente signo.

La carga eléctrica almacenada en el capacitor se la denomina con la letra Q. Entre medio de dichas placas se encuentra un material denominado dieléctrico y la función de este es aumentar la diferencia de potencial máxima que el capacitor o condensador pueden soportar.

La unidad en la que se mide la capacidad o capacitancia de un capacitor es el "faradio" en el sistema internacional de medidas (SI).

Un faradio equivale a una carga eléctrica de un Coulomb cuando se le aplica una tensión de un Volt entre sus terminales.

En los usos comunes, la capacidad de los capacitores se expresan en submúltiplos del faradio, mf/nf/pf.

En resumen la capacidad que tiene un capacitor es la cantidad de carga que puede almacenar en su interior para diferentes tensiones de aplicación. Se expresa mediante la siguiente formula.

CAPACITORES EN PARALELO

Siempre es posible, en una red de capacitores reemplazar toda la red por un capacitor equivalente (claro que dependemos de que el capacitor equivalente este disponible comercialmente).

Pero bueno supongamos que tenemos dos capacitores en paralelo, y queremos calcular el capacitor equivalente ¿como hacemos?

Es muy simple, cuando tenemos condensadores en paralelo como en la imagen de arriba, simplemente para calcular un condensador equivalente tendremos que sumar las capacitancias de cada uno de ellos.

Como dijimos antes, colocar el condensador equivalente es exactamente igual que colocar los otros tres.

CAPACITORES EN SERIE

Lo mismo ocurre cuanto tenemos dos o mas capacitores en serie, pero para este caso el calculo es un poco mas complejo, tenemos que sumar las inversas de las capacitancias y luego despejar el valor equivalente.

Como dijimos antes, el calculo es un poco mas complicado pero no deja de ser simple de realizar.

BIBLIOGRAFIA

https://www.asifunciona.com

https://www.sc.ehu.es

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El Teorema de Thévenin tiene como objetivo simplificar los cálculos de un sistema eléctrico complejo por un circuito eléctrico equivalente mucho mas simple, constituido por una fuente de tensión y una resistencia, supongamos un circuito eléctrico lineal complejo y queremos establecer el circuito de Thévenin entre los dos terminales A y B.

Decimos que la red lineal activa es una configuración circuital compleja y queremos reemplazarla por un circuito equivalente simple que al conectar una carga entre los terminales A y B tanto la tensión que cae sobre ella y la corriente que circula es la misma en los dos esquemas circuitales.

VENTAJAS DE APLICAR EL TEOREMA DE THÉVENIN

• El circuito obtenido luego de aplicar el teorema de thévenin es mucho mas simple y rapido para calcular voltajes y corrientes o la potencia capaz de entregar un circuito al conectar una carga.

• Este teorema se puede aplicar a cualquier elemento del circuito, siempre y cuando la red tenga al menos una fuente independiente.

• Permiten encontrar un circuito equivalente de manera simple y rápida aun en circuitos de naturaleza complicados.

CALCULO DE LA TENSIÓN DE THÉVENIN

Al momento de calcular la tensión de Thévenin, lo primero que tenemos que hacer es desconectar la resistencia o carga eléctrica entre los terminales A y B de la red lineal activa (puede ser una resistencia o una impedancia Z de varios elementos) y calculamos la tensión Vab, a esta tensión la denominaremos como Vt (εt) o Tensión de Thévenin.

A esta tensión se la denomina tensión de circuito abierto dado que se define como tensión de Thévenin a la tensión que aparece en los terminales A y B al momento de desconectar la carga.

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CALCULO DE LA RESISTENCIA DE THÉVENIN

Para calcular la resistencia de Thévenin tenemos que desconectar la carga que exista en el lazo A B que estamos analizando y reemplazar las fuentes de tensión que puedan existir en la red lineal activa por cortocircuitos (cables) y las fuentes de corrientes por circuito abierto (Impedancia infinita).

Luego de hacer eso tenemos que calcular la resistencia de toda esa red y el resultado sera la resistencia equivalente de Thévenin Rt.

EJEMPLO TEOREMA DE THÉVENIN

Supongamos que tenemos el siguiente circuito y necesitamos calcular un circuito equivalente de thévenin para analizar la carga entre los terminales A y B.

Lo primero que tenemos que hacer, es calcula la tensión de Thévenin entre los terminales A y B del circuito original. Como dijimos antes, para hacer esto tenemos que desconectar la carga entre estos dos terminales, con lo cual la resistencia de 10Ω esta abierta.

Entendiendo esto vemos que la tensión de Thévenin es la caída de tensión sobre la resistencia de 5Ω.

Para calcular la Resistencia de Thévenin tenemos que hacer lo que comentamos antes, desconectar la resistencia entre los terminales de análisis A y B y sustituir la fuente de tensión por un cortocircuito.

Al hacer eso vemos que nos quedan las resistencias de 20Ω y 5Ω en paralelo y el paralelo en serie con la resistencia de 10Ω. Con lo cual la resistencia de Thévenin nos da lo siguiente.

REFERENCIAS

WIKIPEDIA

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La Ley de Ohm es uno de los postulados mas básicos de la electrónica y la electricidad, fue postulada por el matemático y físico Alemán Georg Simón Ohm, en honor a el lleva su nombre.

Dicha ley establece una relación entre la intensidad de corriente que circula por un conductor y la tensión o el voltaje entre los terminales del mismo, esta relación se completa mediante un factor de proporcionalidad denominado resistencia eléctrica.

La resistencia eléctrica se define como la oposición al flujo de los electrones al trasladarse a través de un conductor.

La ecuacion formulada en la imagen de arriba nos dice que el voltaje entre los terminales de un conductor y la corriente que circula por el están relacionadas mediante la resistencia al flujo que encuentren los electrones.

Una resistencia eléctrica pequeña, facilitara la circulación de corriente por el material, cuanto mas grande es la resistencia menos "conductores" son los materiales. Se dice que un material es buen conductor eléctrico cuando los electrones pueden circular por el mismo de manera eficiente, es decir que no encuentran una resistencia elevada que les impida la circulación.

DIAGRAMA CIRCULAR LEY DE OHM

El siguiente diagrama, representa una regla mnemotecnia para despejar una variable en función de las otras dos.

Como se puede ver en la imagen, el circulo rojo representa la incógnita y el resto de los colores lo que esta después del signo igual, por ejemplo, si queremos calcular la resistencia (la R roja es la incógnita) y lo que esta en verde es su equivalente. lo que quiere decir que R = V/I.

TRIANGULO DE LA LEY DE OHM

Esto es mas o menos lo mismo, nos permite mediante algo que es fácil de recordar gráficamente deducir el resto de las formulas de la ley de ohm.

Tapando con la mano la letra que representa nuestra incógnita nos quedan indican la relación, si una esta al lado de la otra se multiplican y si una esta arriba de la otra se dividen.

RESISTIVIDAD DEL MATERIAL

La resistividad del material es la resistencia eléctrica propia de un determinado material, básicamente es lo que determinara si un material es conductor, semiconductor o aislante.

Cuanto mas cercano a cero sea el valor de la resistividad mas conductor sera el material.

Como se puede ver en la tabla de arriba, la plata es uno de los mejores conductores eléctricos que existen, pero entonces por que se usa cobre en todos los circuitos eléctricos y en los cables, la respuesta es simplemente por que el cobre si bien es un poco menos conductor que la plata, es mucho mas económico.

EJEMPLOS LEY DE OHM

Supongamos que tenemos un circuito y queremos conocer el valor de una de las resistencias del circuito, medimos con un tester y nos dice que entre sus terminales hay una tensión de 12 V y que por el circula una corriente de 5mA ¿Cuál es el valor de la resistencia?

Para resolver esto simplemente tenemos que aplicar la formula de la ley de ohm.

BIBLIOGRAFIA

1. wikipedia
2. taller de electronica

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