INTRODUCCION A CA Y CD

CIRCUITOS  CA y CD

 INTRODUCCIÓN.

1.     SISTEMAS DE UNIDADES

• ELECTRICIDAD.

La  electricidad  es una rama de la ciencia que  estudia  los fenómenos comprendidos en la electrostática, electrocinética y el electromagnetismo.

        En  función  de las propiedades de la materia la electricidad se puede definir,  como  el  movimiento de las cargas eléctricas,  por  lo cual  está íntimamente relacionada con el estudio de los átomos.

Resumiendo, se llega a la siguiente definición:

          La electricidad es una de las formas que puede adoptar la energía, y es capaz de convertirse en calor, luz, movimiento mecánico sonido etc...

        La electricidad se divide para su estudio en dos grandes temas:   LA ELECTROSTÁTICA  Y  LA  ELECTROCINÉTICA  O  ELECTRODINÁMICA.

• ESTRUCTURA DE LA MATERIA.

        La  materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio, o sea que tiene un volumen. La materia está constituida por moléculas, las moléculas por átomos y los átomos por partículas ínfimas.

• LA MOLÉCULA.

La  molécula es la parte más pequeña de una sustancia, la cual conserva las propiedades de la sustancia de la que forma parte y se considera eléctricamente neutra.

        Todas  las moléculas de una sustancia son iguales, y tienen  las mismas propiedades mecánicas y eléctricas.

        La  molécula está formada por átomos, los átomos son del mismo tipo si forma  parte  de una sustancia elemental, pero son diferentes si la molécula forma parte de un compuesto.

• TEORÍA ATÓMICA.

        La teoría atómica estudia las propiedades y características del átomo y de las partículas que lo constituyen.

• EL ÁTOMO.

        El  átomo  es la partícula más pequeña de un elemento que  conserva sus propiedades  físicas  y químicas. Los átomos se componen de dos  regiones, la corteza y el núcleo, en la corteza únicamente puede haber electrones, que  son partículas de masa infinitesimal y que tienen carga eléctrica negativa.

        La  carga eléctrica del electrón se toma como unidad fundamental de la carga eléctrica. El  núcleo está formado por diversas partículas, de las cuales, las más importantes para el estudio de la electricidad son los protones y neutrones.

        El  protón  tiene carga positiva y es del mismo valor que la carga del electrón pero de signo contrario, por lo cual el átomo es eléctricamente neutro.

El átomo tiene el mismo número de protones que de electrones.

        Los  neutrones  son partículas de masa aproximadamente igual  a la del protón y no tienen carga eléctrica, de ahí su nombre.

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• NIVELES DE ENERGÍA.

        La  corteza del átomo está dividida en órbitas, órbitas donde giran los electrones  al  rededor  del núcleo. Estas órbitas forman capas donde giran determinado  número  de electrones y no más. Un átomo puede tener desde  una hasta siete capas, dependiendo del elemento de que se trate.

        Las  capas se distinguen una de la otra utilizando letras  del alfabeto latino, o bien números sucesivos del uno al siete.

Las  capas,  con su número máximo de electrones,  partiendo  del núcleo hacia afuera, son las siguientes:

• Capa 1 o K     2 electrones.
• Capa 2 o L     8 electrones.
• Capa 3 o M    18 electrones.
• Capa 4 o N    32 electrones.
• Capa 5 ó O     50 electrones.
• Capa 6 o P     72 electrones.
• Capa 7 o Q     98 electrones.

        El número máximo de electrones que puede tener una capa, desde la capa K hasta la capa N está dado por la ecuación 2n2, donde n es el número de capa. Con respecto al número de electrones que debe de tener una capa, existe una regla que dice:

        “Un átomo no debe de tener más de ocho electrones en su última capa”. Por ejemplo, la capa 3 o M puede contener hasta 18 electrones, pero cuando apenas llega a tener 8 electrones, se inicia la cuarta capa. Esto ocurre también con la capa 4 o N, ya que cuando llega a 8 electrones se inicia la quinta capa.   

• CAPA DE VALENCIA.

        Recibe  el  nombre  de capa de valencia, aquella que  se encuentra más  alejada del núcleo, o sea su última capa.

          La capa de valencia es la que le da al átomo su carácter reactivo, o sus propiedades conductoras y aislantes.

        Los  electrones al girar alrededor del núcleo, tienen diferentes niveles de energía, los que giran cerca del núcleo tienen menos energía que los electrones  que  giran en la última capa, por lo cual, cualquier electrón  que  se encuentre en la capa de valencia tendrá un nivel de energía elevado, y si  por alguna razón recibe energía eléctrica, calorífica o de cualquier otro tipo, se liberara fácilmente del átomo.

• LA ELECTROSTÁTICA.

        La electrostática es la parte de la electricidad que estudia las cargas eléctricas en reposo, y los campos eléctricos asociados con ellas. La carga correspondiente se denomina carga electrostática.

        La electricidad estática se puede producir por la fricción de dos materiales  diferentes. Este tipo de electricidad ocasiona muchos problemas en  la industria, ya que la acumulación de esta energía puede producir descargas  que dañen el equipo.

        En la electrónica, es especialmente dañina para algunos circuitos integrados,  ya  que inclusive, con solo tocarlos con las manos descubiertas,  se pueden dañar debido a la electricidad estática acumulada en el cuerpo.

        Algunos  ejemplos  de la producción de electricidad estática  se pueden observar en la atmósfera, cuando se producen los rayos y los relámpagos debido al frotamiento de las nubes.

• FORMAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICAS.

        Existen seis métodos para producir electricidad, pero todas se basan en el hecho de que de que se debe de aplicar una fuerza o energía para liberar los electrones de sus órbitas. Estos métodos son los siguientes:

        * Por fricción.

        * Por presión.

        * Por calor.

        * Por luz.

        * Por reacción química.

        * Por campos magnéticos.

• Electricidad producida por la fricción:

        Este método se basa en el hecho de que si se frotan entre sí dos materiales sólidos diferentes que no sean conductores, se producen cargas eléctricas en cada uno de los materiales, quedando uno de ellos con deficiencia de electrones (carga positiva) y el otro con exceso de electrones (carga negativa). Este método produce la electricidad estática.

• Electricidad producida por la presión:

        Si se someten a presión ciertos materiales como por ejemplo el cuarzo y las sales de la Rochela, se deforman, originando que las caras opuestas del cristal adquieren cargas de diferente signo. Este método también recibe el nombre de efecto piezoeléctrico.

        En la práctica, el efecto piezoeléctrico se aplica en los tocadiscos de pastilla de cerámica y en los micrófonos dinámicos.  

• Electricidad producida por el calor.

        Cuando dos metales distintos se unen mediante un empalme, y se mantiene  su unión a una temperatura elevada, uno de los metales libera electrones que se son atraídos por el otro metal, quedando uno de ellos con carga positiva y el otro con carga negativa. La energía eléctrica producida es proporcional a la temperatura de la unión. El dispositivo empleado para este proceso recibe el nombre de termopar.

        Existe otro método que emplea el efecto Seebeck, el cual consiste en hacer dos uniones con dos metales diferentes, y cada unión mantenerla a temperaturas diferentes, produciéndose así una pequeña corriente eléctrica. Al aumentar la diferencia de temperatura, la corriente aumenta al principio, después de alcanzar un máximo a determinada diferencia de temperatura específica de los metales empleados, y por último disminuye si se sigue aumentando la temperatura.

• Electricidad producida por luz.

        Este efecto se produce cuando algunos tipos de radiación electromagnética, luz visible, radiación infrarroja radiación ultravioleta o rayos X, chocan con algunas sustancias, produciéndose en la superficie de estas, una escisión de electrones. Esos electrones se pueden recoger, produciéndose así una corriente eléctrica, llamada corriente fotoeléctrica. La emisión de electrones de una sustancia fotoeléctrica, se debe a la colisión de los fotones de la radiación electromagnética contra los electrones de la superficie de dicha sustancia.

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