Establece que "la intensidad de la corriente electricaque circula por un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporional a la resistencia del mismo".
Se puede expresar matematicamente en la siguiente ecuacion:
I= V/R
donde empleando unidades del sistema internacional, tenemos q:
* I= intensidad de amperios (A)
*V= Diferencia de potencial en voltios (V) o (U)
* R= Resistencia en ohmios
no se cumple cuando la resistencia del conductor varia con la temperatura y la temperatura del conductor depende de la intensidad de corriente y el tiempo este circulando.
lunes, 31 de mayo de 2010
LEYES DE KIRCHHOFF
Las leyes (o Lemas) de Kirchhoff fueron formuladas por Gustav Robert Kirchhoff en 1845, cuando aún era estudiante. Estas son:
la Ley de los nodos o ley de corrientes.
la Ley de las "mallas" o ley de tensiones.
Son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para obtener los valores de intensidad de corriente y potencial en cada punto de un circuito eléctrico. Surgen de la aplicación de la ley de conservación de la energía.
En circuitos complejos, así como en aproximaciones de circuitos dinámicos, se pueden aplicar utilizando un algoritmo sistemático, sencillamente programable en sistemas de cálculo informatizado mediante matrices de un solo núcleo.
Ley de nodos o ley de corrientes de Kirchhoff
1a. Ley de circuito de Kirchoff.
(KCL - Kirchoff's Current Law - en sus siglas en inglés o LCK, ley de corriente de Kirchoff, en español)
En todo nodo, donde la densidad de la carga no varíe en el tiempo, la suma de la corriente entrante es igual a la suma de la corriente saliente.
Donde Ie es la corriente entrante e Is la corriente saliente.
De igual forma, La suma algebraica de todas las corrientes que pasan por el nodo (entrantes y salientes) es igual a 0 (cero).
.
Ley de mallas o ley de tensiones de Kirchhoff
(KVL - Kirchoff's Voltage Law - en sus siglas en inglés. LVK - Ley de voltaje de Kirchoff en español.)
* En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la suma de todas las subidas de tensión.
Donde, V+ son las subidas de tensión y V- son las caídas de tensión.
De forma equivalente, En toda malla la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico debe ser 0 (cero).
la Ley de los nodos o ley de corrientes.
la Ley de las "mallas" o ley de tensiones.
Son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para obtener los valores de intensidad de corriente y potencial en cada punto de un circuito eléctrico. Surgen de la aplicación de la ley de conservación de la energía.
En circuitos complejos, así como en aproximaciones de circuitos dinámicos, se pueden aplicar utilizando un algoritmo sistemático, sencillamente programable en sistemas de cálculo informatizado mediante matrices de un solo núcleo.
Ley de nodos o ley de corrientes de Kirchhoff
1a. Ley de circuito de Kirchoff.
(KCL - Kirchoff's Current Law - en sus siglas en inglés o LCK, ley de corriente de Kirchoff, en español)
En todo nodo, donde la densidad de la carga no varíe en el tiempo, la suma de la corriente entrante es igual a la suma de la corriente saliente.
Donde Ie es la corriente entrante e Is la corriente saliente.
De igual forma, La suma algebraica de todas las corrientes que pasan por el nodo (entrantes y salientes) es igual a 0 (cero).
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Ley de mallas o ley de tensiones de Kirchhoff
(KVL - Kirchoff's Voltage Law - en sus siglas en inglés. LVK - Ley de voltaje de Kirchoff en español.)
* En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la suma de todas las subidas de tensión.
Donde, V+ son las subidas de tensión y V- son las caídas de tensión.
De forma equivalente, En toda malla la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico debe ser 0 (cero).
ANALISIS "TEORIA DE LA RELATIVIDAD"
Lo especial que dice es que si su observador ve un acontecimiento al mismo tiempo que otro pero en lugares diferentes el tiempo no va a ser el mismo. En general explica como una masa predominante(el sol) puede influenciar la alteracion de la curvatura espacio-tiempo.
* La teoria de la relatividad, desarrollada por Albert Einstein, pretendia explicar el concepto de movimiento relativo, pero ahora se ha convertido en una de las teorias mas importantes , y ha sido la base para los fisicos ya que emuestran la unidad esencial de la materia y la energia, el espacio y el tiempo y la equivalencia entre las fuerzas de la gravitacion y los efectos de la aceleracion de un sistema.
* La teoria de la relatividad, desarrollada por Albert Einstein, pretendia explicar el concepto de movimiento relativo, pero ahora se ha convertido en una de las teorias mas importantes , y ha sido la base para los fisicos ya que emuestran la unidad esencial de la materia y la energia, el espacio y el tiempo y la equivalencia entre las fuerzas de la gravitacion y los efectos de la aceleracion de un sistema.
OPTICA
La óptica es la rama de la física que estudia el comportamiento de la luz, sus características y sus manifestaciones. Abarca el estudio de la reflexión, la refracción, las interferencias, la difracción, la formación de imágenes y la interacción de la luz con la materia. Estudia la luz, es decir como se comporta la luz ante la materia.
Reflexión y refracción
Artículo principal: Óptica geométrica
En la Edad Antigua se conocía la propagación rectilínea de la luz y la reflexión y refracción. Dos filósofos y matemáticos griegos escribieron tratados sobre óptica: Empédocles y Euclides.
Ya en la Edad Moderna René Descartes consideraba la luz como una onda de presión transmitida a través de un medio elástico perfecto (el éter) que llenaba el espacio. Atribuyó los diferentes colores a movimientos rotatorios de diferentes velocidades de las partículas en el medio.
La ley de la refracción fue descubierta experimentalmente en 1621 por Willebrord Snell. En 1657 Pierre de Fermat anunció el principio del tiempo mínimo y a partir de él dedujo la ley de la refracción.
Véase también: Ley de Snell
En la Refraccion el rayo de luz que se atraviesa de un medio transparente a otro, se denomina rayo incidente ; el rayo de luz que se desvía al ingresar al segundo medio transpartente se denomina rayo refractado ; el ángulo en que el rayo incidente, al ingresar al segundo medio, forma con la perpendicular al mismo, se denomina ángulo de incidencia; el ángulo que el rayo incidente forma con el rayo refractado, al desviarse, se denomina ángulo de refraccion.
INTERFERENCIA Y DIFRACCION
Robert Boyle y Robert Hooke y a dicha teoria la propuso Isaac Newton, los demas descubrieron, de forma independiente, el fenómeno de la interferencia conocido como anillos de Newton. Hooke también observó la presencia de luz en la sombra geométrica, debido a la difracción, fenómeno que ya había sido descubierto por Francesco Maria Grimaldi. Hooke pensaba que la luz consistía en vibraciones propagadas instantáneamente a gran velocidad y creía que en un medio homogéneo cada vibración generaba una esfera que crece de forma regular. Con estas ideas, Hooke intentó explicar el fenómeno de la refracción e interpretar los colores. Sin embargo, los estudios que aclararon las propiedades de los colores fueron desarrollados por Newton que descubrió en 1666 que la luz blanca puede dividirse en sus colores componentes mediante un prisma y encontró que cada color puro se caracteriza por una refractabilidad específica. Las dificultades que la teoría ondulatoria se encontraba para explicar la propagación rectilínea de la luz y la polarización (descubierta por Huygens) llevaron a Newton a inclinarse por la teoría corpuscular, que supone que la luz se propaga desde los cuerpos luminosos en forma de partículas.
NOTA:
Desde el punto de vista físico, la luz es una onda electromagnética. Según el modelo utilizado para la luz, se distingue entre las siguientes ramas, por orden creciente de precisión (cada rama utiliza un modelo simplificado del empleado por la siguiente):
La óptica geométrica: Trata a la luz como un conjunto de rayos que cumplen el principio de Fermat. Se utiliza en el estudio de la transmisión de la luz por medios homogéneos (lentes, espejos), la reflexión y la refracción.
La óptica electromagnética u óptica física: Considera a la luz como una onda electromagnética, explicando así la difracción, interferencia, reflectancia y transmitancia, y los fenómenos de polarización y anisotropía.
La óptica cuántica: Estudio cuántico de la interacción entre las ondas electromagnéticas y la materia, en el que la dualidad onda-corpúsculo desempeña un papel crucial.
La óptica geométrica: Trata a la luz como un conjunto de rayos que cumplen el principio de Fermat. Se utiliza en el estudio de la transmisión de la luz por medios homogéneos (lentes, espejos), la reflexión y la refracción.
La óptica electromagnética u óptica física: Considera a la luz como una onda electromagnética, explicando así la difracción, interferencia, reflectancia y transmitancia, y los fenómenos de polarización y anisotropía.
La óptica cuántica: Estudio cuántico de la interacción entre las ondas electromagnéticas y la materia, en el que la dualidad onda-corpúsculo desempeña un papel crucial.
CIRCUIO ELECTRICO
Se denomina circuito eléctrico a una serie de elementos o componentes eléctricos o electrónicos, tales como resistencias, inductancias, condensadores, fuentes, y/o dispositivos electrónicos semiconductores, conectados eléctricamente entre sí con el propósito de generar, transportar o modificar señales electrónicas o eléctricas. En la figura podemos ver un circuito eléctrico, sencillo pero completo, al tener las partes fundamentales:
Una fuente de energía eléctrica, en este caso la pila o batería.
Una aplicación, en este caso una lámpara incandescente.
Unos elementos de control o de maniobra, el interruptor.
Un instrumento de medida, el Amperímetro, que mide la intensidad de corriente.
El cableado y conexiones que completan el circuito.
Una fuente de energía eléctrica, en este caso la pila o batería.
Una aplicación, en este caso una lámpara incandescente.
Unos elementos de control o de maniobra, el interruptor.
Un instrumento de medida, el Amperímetro, que mide la intensidad de corriente.
El cableado y conexiones que completan el circuito.
Los circuitos eléctricos se clasifican de la siguiente forma:
Por el tipo de señal:
De corriente continua
De corriente alterna
Mixtos
Por el tipo de régimen:
Periódico
Transitorio
Permanente
Por el tipo de componentes:
Eléctricos: Resistivos, inductivos, capacitivos y mixtos
Electrónicos: digitales, analógicos y mixtos
Por su configuración:
Serie
Paralelo
Mixto
Por el tipo de señal:
De corriente continua
De corriente alterna
Mixtos
Por el tipo de régimen:
Periódico
Transitorio
Permanente
Por el tipo de componentes:
Eléctricos: Resistivos, inductivos, capacitivos y mixtos
Electrónicos: digitales, analógicos y mixtos
Por su configuración:
Serie
Paralelo
Mixto
TERMODINAMICA
La termodinámica (del griego θερμo-, termo, que significa "calor"[1] y δύναμις, dinámico, que significa "fuerza")[2] es una rama de la física que estudia los efectos de los cambios de magnitudes de los sistemas a un nivel macroscópico. Consituye una teoría fenomenológica, a partir de razonamientos deductivos, que estudia sistemas reales, sin modelizar y sigue un método experimental.[3] Los cambios estudiados son los de temperatura, presión y volumen, aunque también estudia cambios en otras magnitudes, tales como la imanación, el potencial químico, la fuerza electromotriz y el estudio de los medios continuos en general. También podemos decir que la termodinámica nace para explicar los procesos de intercambio de masa y energía térmica entre sistemas térmicos diferentes. Para tener un mayor manejo especificaremos que calor significa "energía en tránsito" y dinámica se refiere al "movimiento", por lo que, en esencia, la termodinámica estudia la circulación de la energía y cómo la energía infunde movimiento. Históricamente, la termodinámica se desarrolló a partir de la necesidad de aumentar la eficiencia de las primeras máquinas de vapor.
Principio cero de la termodinámica
Artículo principal: Principio cero de la termodinámica
Este principio establece que existe una determinada propiedad, denominada temperatura empírica θ, que es común para a todos los estados de equilibrio termodinámico que se encuentren en equilibrio mutuo con uno dado. Tiene tremenda importancia experimental — pues permite construir instrumentos que midan la temperatura de un sistema — pero no resulta tan importante en el marco teórico de la termodinámica.
El equilibrio termodinámico de un sistema se define como la condición del mismo en el cual las variables empíricas usadas para definir o dar a conocer un estado del sistema (presión, volumen, campo eléctrico, polarización, magnetización, tensión lineal, tensión superficial, coordenadas en el plano x , y) no son dependientes del tiempo. A dichas variables empíricas (experimentales) de un sistema se las conoce como coordenadas térmicas y dinámicas del sistema.
Este principio fundamental, aun siendo ampliamente aceptado, no fue formulado formalmente hasta después de haberse enunciado las otras tres leyes. De ahí que recibiese el nombre de principio cero.
Este principio establece que existe una determinada propiedad, denominada temperatura empírica θ, que es común para a todos los estados de equilibrio termodinámico que se encuentren en equilibrio mutuo con uno dado. Tiene tremenda importancia experimental — pues permite construir instrumentos que midan la temperatura de un sistema — pero no resulta tan importante en el marco teórico de la termodinámica.
El equilibrio termodinámico de un sistema se define como la condición del mismo en el cual las variables empíricas usadas para definir o dar a conocer un estado del sistema (presión, volumen, campo eléctrico, polarización, magnetización, tensión lineal, tensión superficial, coordenadas en el plano x , y) no son dependientes del tiempo. A dichas variables empíricas (experimentales) de un sistema se las conoce como coordenadas térmicas y dinámicas del sistema.
Este principio fundamental, aun siendo ampliamente aceptado, no fue formulado formalmente hasta después de haberse enunciado las otras tres leyes. De ahí que recibiese el nombre de principio cero.
Primera ley de la termodinámica
Artículo principal: Primera ley de la termodinámica
También conocida como principio de conservación de la energía para la termodinámica — en realidad el primer principio dice más que una ley de conservación—, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. Visto de otra forma, esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna. Fue propuesta por Nicolas Léonard Sadi Carnot en 1824, en su obra Reflexiones sobre la potencia motriz del fuego y sobre las máquinas adecuadas para desarrollar esta potencia, en la que expuso los dos primeros principios de la termodinámica. Esta obra fue incomprendida por los científicos de su época, y más tarde fue utilizada por Rudolf Clausius y Lord Kelvin para formular, de una manera matemática, las bases de la termodinámica.
La ecuación general de la conservación de la energía es la siguiente:
Eentra − Esale = ΔEsistema
Que aplicada a la termodinámica teniendo en cuenta el criterio de signos termodinámico, queda de la forma:
U = Q + W
Segunda ley de la termodinámica
Artículo principal: Segunda ley de la termodinámica
Esta ley arrebata la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario (por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el agua pueda volver a concentrarse en un pequeño volumen). También establece, en algunos casos, la imposibilidad de convertir completamente toda la energía de un tipo en otro sin pérdidas. De esta forma, la segunda ley impone restricciones para las transferencias de energía que hipotéticamente pudieran llevarse a cabo teniendo en cuenta sólo el Primer Principio. Esta ley apoya todo su contenido aceptando la existencia de una magnitud física llamada entropía, de tal manera que, para un sistema aislado (que no intercambia materia ni energía con su entorno), la variación de la entropía siempre debe ser mayor que cero.
Debido a esta ley también se tiene que el flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor temperatura, hasta lograr un equilibrio térmico.
Existen numerosos enunciados equivalentes para definir este principio, destacándose el de Clausius y el de Kelvin.
Esta ley arrebata la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario (por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el agua pueda volver a concentrarse en un pequeño volumen). También establece, en algunos casos, la imposibilidad de convertir completamente toda la energía de un tipo en otro sin pérdidas. De esta forma, la segunda ley impone restricciones para las transferencias de energía que hipotéticamente pudieran llevarse a cabo teniendo en cuenta sólo el Primer Principio. Esta ley apoya todo su contenido aceptando la existencia de una magnitud física llamada entropía, de tal manera que, para un sistema aislado (que no intercambia materia ni energía con su entorno), la variación de la entropía siempre debe ser mayor que cero.
Debido a esta ley también se tiene que el flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor temperatura, hasta lograr un equilibrio térmico.
Existen numerosos enunciados equivalentes para definir este principio, destacándose el de Clausius y el de Kelvin.
Enunciado de Clausius
Diagrama del ciclo de Carnot en función de la presión y el volumen.
En palabras de Sears es: "No es posible ningún proceso cuyo único resultado sea la extracción de calor de un recipiente a una cierta temperatura y la absorción de una cantidad igual de calor por un recipiente a temperatura más elevada".
Enunciado de Kelvin
No existe ningún dispositivo que, operando por ciclos, absorba calor de una única fuente (E.absorbida) y lo convierta íntegramente en trabajo.
Tercera ley de la termodinámica
La Tercera de las leyes de la termodinámica, propuesta por Walther Nernst, afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante un número finito de procesos físicos. Puede formularse también como que a medida que un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropía tiende a un valor constante específico. La entropía de los sólidos cristalinos puros puede considerarse cero bajo temperaturas iguales al cero absoluto. No es una noción exigida por la Termodinámica clásica, así que es probablemente inapropiado tratarlo de “ley”.
Es importante recordar que los principios o leyes de la Termodinámica son sólo generalizaciones estadísticas, válidas siempre para los sistemas macroscópicos, pero inaplicables a nivel cuántico. El demonio de Maxwell ejemplifica cómo puede concebirse un sistema cuántico que rompa las leyes de la Termodinámica.
Asimismo, cabe destacar que el primer principio, el de conservación de la energía, es la más sólida y universal de las leyes de la naturaleza descubiertas hasta ahora por las ciencias.
EQUILIBRIO ROTACIONAL
Se dice que un objeto tiene equilibrio rotacional cuando la torsión aplicada al mismo es 0 m*N. Un ejemplo es un sube y baja en el cual se aplica la misma cantidad de torsión en ambos lados por lo que el resultado es 0 m*N.
El equilibrio rotacional es usado frecuentemente para encontrar fuerzas desconocidas. Las balanzas usadas en las escuelas, gimnasios y oficinas de doctores usan el equilibrio rotacional para encontrar el peso de los objetos al encontrar el valor de 0 en la fuerza neta.
NOTA: Ocurre cuando un cuerpo o sistema no gira con respecto a algún punto, aunque exista una tendencia.
EQUILIBRIO TRASLACIONAL
Un cuerpo se encuentra en equilibrio traslacional cuando la sumatoria de todas las componentes en X es igual a 0 y todas las componentes en Y es igual a 0.
Cuando un cuerpo esta en equilibrio traslacional no tiene fuerza resultante actuando sobre el.
Primera Ley de Equilibrio:
Un cuerpo se encuentra en equilibrio si y sólo si la suma vectorial de las fuerzas que actúna sobre el es igual a 0.
Fx=Ax+Bx+Cx+Dx.......=0
Fy=Ay+By+Cy+Dy.......=0
Un cuerpo se encuentra en equilibrio traslacional cuando la sumatoria de todas las componentes en X es igual a 0 y todas las componentes en Y es igual a 0.un ejemplo:podrías poner que, en arquitectura los arquitectos al sumar los componentes de un edificio x y y siempre tiene que dar como resultado 0, al dar 0 indica que el edificio esta bien construido y equilibrado y que no se podrá caer, mientras de 0. al igual puedes poner el ejemplo de un trompo al girar sobre su aguja tiene un equilibrio traslacional al momento de balancearse ya su equilibrio traslacional es perdido.
Cuando un cuerpo esta en equilibrio traslacional no tiene fuerza resultante actuando sobre el.
Primera Ley de Equilibrio:
Un cuerpo se encuentra en equilibrio si y sólo si la suma vectorial de las fuerzas que actúna sobre el es igual a 0.
Fx=Ax+Bx+Cx+Dx.......=0
Fy=Ay+By+Cy+Dy.......=0
Un cuerpo se encuentra en equilibrio traslacional cuando la sumatoria de todas las componentes en X es igual a 0 y todas las componentes en Y es igual a 0.un ejemplo:podrías poner que, en arquitectura los arquitectos al sumar los componentes de un edificio x y y siempre tiene que dar como resultado 0, al dar 0 indica que el edificio esta bien construido y equilibrado y que no se podrá caer, mientras de 0. al igual puedes poner el ejemplo de un trompo al girar sobre su aguja tiene un equilibrio traslacional al momento de balancearse ya su equilibrio traslacional es perdido.
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