Circuitos R-L-C

En electrodinamica, un circuito R-L-C es un circuito lineal que contiene una resistencia eléctrica, una bobina y un condensador. Estos circuitos se dividen en dos: en serie y en paralelo. Esta clase de circuitos son principalmente utilizados en la creación de filtros de frecuencias o de transformaciones de impedancia.

Circuito en Paralelo

Circuito en Serie

Resistencia

Una resistencia es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito cerrado, atenuando o cerrando el libre flujo de la carga eléctrica o los electrones.

Bobina

Una bobina es un dispositivo capaz de almacenar energía en forma de campo electromagnético. Puede filtrar componentes de corriente alterna y como resultado se puede obtener corriente continua.

Condensador

Un condensador o capacitador es un dispositivo pasivo, utilizado en la electricidad y electrónica. Es capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico.

Átomos y Relatividad

¿Que es un átomo?

Los átomos son la unidad mínima de una sustancia, lo que compone toda la materia común y ordinaria. Un átomo está compuesto de un determinado número de 3 tipos de partículas: los protones, los neutrones y los electrones.

La teoría de la Relatividad

Desarrollada por Albert Einstein, pretendía explicar anomalías en el concepto de movimiento relativo, es una de las teorías más importantes de la física y ha sido la base para que los físicos demostraran la unidad esencial de la materia y la energía, el espacio y el tiempo, y la equivalencia entre las fuerzas de la gravitación y los efectos de la aceleración de un sistema.

La teoría de la relatividad tuvo dos formulaciones diferentes. La primera es la Teoría de la relatividad especial (1905) y la segunda, llamada Teoría de la relatividad general (1916)

La teoría de la Relatividad Especial

Los postulados de la relatividad especial son dos. El primero afirma que todo movimiento es relativo a cualquier otra cosa, y por lo tanto el éter (medio propagador de la luz) y como la única cosa absolutamente firme del universo, con movimiento absoluto y no determinable, quedaba fuera de lugar en la física, puesto que ya no se necesitaba de semejante medio.

El segundo postulado afirma que la velocidad de la luz es siempre constante. Uno de sus resultados más importantes fue la equivalencia entre masa y energía, según la conocida fórmula E = mc², en la que c es la velocidad de la luz y E representa la energía obtenible por un cuerpo de masa m cuando toda su masa se convierte en energía.

La teoría de la Relatividad General

Einstein supuso que la gravedad está unida al espacio y al tiempo. El nexo de unión era la geometría: lo que ocurre, dice Einstein, es que, en presencia de una masa, el espacio-tiempo se "deforma", de modo que cualquier otra masa nota ese espacio deformado, y se ve obligada a seguir trayectorias diferentes a cuando estaba el espacio sin deformar.

Circuitos R-C

Los circuitos R-C son circuitos que están compuestos por una resistencia y un condensador. Se caracterizan porque la corriente puede variar cuando el tiempo es igual a cero, el condensador empieza a cargarse ya que hay una corriente en el circuito. 

Se pueden utilizar para filtrar una señal, al bloquear ciertas frecuencias y dejar pasar otras. Son capaces de filtrar señales eléctricas de acuerdo a su frecuencia.

Debido al espacio entre las placas del condensador, el circuito no funciona correctamente. Es por eso que se utiliza una resistencia. Debido a la resistencia del potencial en el condensador es IR=a/c.

Clasificación

Los circuitos R-C se pueden clasificar en: Paralelo, Serie y Simple.

En conclusión, La corriente y la carga decaen de forma existencial. Cuando el condensador carga completamente, la carga es Q=vc

Circuito R-L

Los receptores de corriente tienen 3 formas:

• Receptores Resistivos Puros: estos solo cuentan con una resistencia pura
• Receptores Inductivos Puros: tienen un componente inductivo puro. Por ejemplo una bonina.
• Receptores Capacitivos Puros: tienen un componente capacitivo puro. Por ejemplo un condensador.

¿Que es un circuito R-L?

Un circuito R-L es un circuito eléctrico que contiene una resistencia y una bobina de serie. La bobina se opone transitoriamente al establecimiento de una corriente. En un circuito existe una corriente que produce el campo magnético ligado al propio circuito. En este circuito la FEM inducida es igual a la FEM autoinducida.

Tipos de Circuitos R-L

• Circuito R-L en Paralelo: en este circuito el valor del voltaje es igual a la resistencia y la bobina.
• Circuito R-L en serie: en este circuito se encuentran una bobina y una resistencia en serie. La corriente que se encuentra en en circuito es la misma.

Corriente Alterna

La corriente alterna (CA) es aquella en la que la magnitud y el sentido varían constantemente. El matemático, inventor e ingeniero Nikola Tesla (1882), diseño y construyo el primer motor de de inducción de CA. El científico William Stanley (1885) reutilizo este concepto para transferir la corriente alterna entre dos circuitos electricamente aislados.

La corriente alterna es utilizada principalmente en forma de electricidad que llega a los hogares y las industrias. 

La CA cambia constantemente de polaridad, es decir alcanza un valor pico positivo, llega a cero y baja hasta un valor pico negativos y viceversa. 

Forma Senoidal

La forma de oscilación de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la oscilación senoidal con la que se consigue una transmisión más eficiente de la energía, a tal punto que al hablar de corriente alterna se sobrentiende que se refiere a la corriente alterna senoidal.

Corriente Electrica

La corriente eléctrica es la magnitud que nos indica la cantidad de electricidad que recorre un conductor. La electricidad se mide en Amperios. La corriente eléctrica se divide en dos tipos de corriente:

Tipos de corriente eléctrica

• La corriente Directa es aquella en donde las cargas eléctricas siempre fluyen en en el mismo sentido del circuito eléctrico y es producida por las baterías y los dinamos
• La corriente alterna es producida por los alternadores y se genera en las centrales eléctricas. 

La fuerza electromotriz (FEM) es la energía que proviene de cualquier fuente, medio o dispositivo que suministre energía eléctrica. Las pilas o baterías son un tipo de generadores que se utilizan como fuente de electricidad; Las baterías utilizan una serie de reacciones químicas en su interior para producir energía eléctrica.

Mallas y Nodos

Una rama es un solo elemento, ya sea que se encuentre activo o pasivo. Normalmente representa cualquier elemento de 2 terminales.

Un nodo es un punto de conexión entre 2 o mas ramas. Se representa con un punto.

Una Malla es cualquier trayectoria cerrada en un circuito. Inicia en un nodo, pasa por un conjunto de nodos y regresa al nodo inicial sin pasar por ningún nodo mas de una vez.

Leyes de Kirchoff

• La ley de nodos o primera ley de kirchoff (LCK), nos dice que si la suma de las corrientes que entran es igual a la suma de las corrientes que sale, esto quiere decir que la suma de todas las corrientes es igual a 0.

• La ley de lazos o segunda ley de kirchoff (LVK), nos dice que la suma de todas las caídas de tensión es igual a la tensión total suministrada. La suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico en un lazo es igual a 0. 

Interacción Materia-Energía

¿Que es la Materia?

La materia es todo aquello que tiene masa, y por lo tanto, ocupa un volumen. La materia se compone por Átomos. Los átomos están compuestos por protones (+), neutrones (o) y electrones. En el núcleo del átomo se encuentran los protones y neutrones, en sus órbitas se encuentran los electrones.

La energía

La energía es la capacidad que tienen los cuerpos para producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos. Normalmente la energía se mide en Julios (Newton * Metro) La energía se puede observar en algunas situaciones cotidianas; como la alimentación y otras no tanto, como la evolución del universo.

Los protones y electrones generan una fuerza de atracción, debido  que tienen cargas eléctricas. Existe una ley que expresa mejor lo que sucede:

Polos opuestos se atraen, polos iguales se repelen

La carga de un proton es ligeramente igual a la carga de un electrón. El campo eléctrico es el espacio alrededor de las cargas eléctricas. En este campo, se manifiestan las cargas de atracción y repulsión.