La capacitancia es la propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica. La capacidad es también una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para una diferencia de potencial eléctrico dada. El dispositivo más común que almacena energía de esta forma es el condensador. La relación entre la diferencia de potencial (o tensión) existente entre las placas del condensador y la carga eléctrica almacenada en éste, se describe mediante la siguiente expresión matemática:
donde:
es la capacidad, medida en faradios (en honor al físico experimental Michael Faraday); esta unidad es relativamente grande y suelen utilizarse submúltiplos como el microfaradio o picofaradio.
es la carga eléctrica almacenada, medida en culombios;
es la diferencia de potencial (o tensión), medida en voltios.
Cabe destacar que la capacidad es siempre una cantidad positiva y que depende de la geometría del condensador considerado (de placas paralelas, cilíndrico, esférico). Otro factor del que depende es del dieléctrico que se introduzca entre las dos superficies del condensador. Cuanto mayor sea la constante dieléctrica del material no conductor introducido, mayor es la capacidad.
CAPACITORES EN SERIE
Un capacitor puede ser armado acoplando otros en serie y/o en paralelo. De esta manera se obtiene una capacidad total equivalente para el conjunto de capacitores que se puede calcular mediante expresiones simples. También es posible conocer las caídas de potencial y la carga almacenada en cada capacitor.
El acoplamiento de capacitores en serie se realiza conectando en una misma rama uno y otro capacitor, obteniendo una capacidad total entre el primer borne del primer capacitor y el último del último.
Capacidad total en serie
La capacidad total (o equivalente) en serie se calcula sumando las inversas de cada una de las capacidades y calculando la inversa del resultado.
Tensión de capacitores en serie
La suma de las caídas de tensión de cada capacitor da como resultado la tensión total aplicada entre los bornes A y B.
CAPACITORES EN PARALELO
El acoplamiento en paralelo de los capacitores se realiza conectándolos a todos a los mismos dos bornes.
Capacidad total en paralelo
La capacidad total (o equivalente) en paralelo se calcula sumando las capacidades de cada uno de los capacitores.
Tensión de capacitores en paralelo
Al estar unidos todos los capacitores por un mismo conductor, se encuentran todos a la misma diferencia de potencial (la de la tensión aplicada) por lo tanto la tensión de cada uno es igual a la de otro e igual a la total.
CARGA DE CAPACITORES
Carga de capacitores en serie
La carga de cada uno de los capacitores de una rama en serie es igual a la de los demás y es igual a la carga equivalente acumulada en toda la rama.
A su vez, cada carga puede ser calculada como q = C V de cada capacitor, con lo que:
Carga de capacitores en paralelo
La carga total es igual a suma de las cargas almacenadas en cada capacitor.
Y cada carga puede calcularse como q = C V de cada capacitor, pero en este caso V es la misma para todos, con lo que:
De esta manera, al ser V la misma, puede verse que las cargas que almacena cada capacitor para una determinada tensión aplicada no son iguales si las capacidades son distintas.
En los siguientes vídeo se muestran algunos ejercicios de aplicación:
CONCLUSIÓN
En el desarrollo de la practica se pudo ver que un capacitor se dice que está cargado cuando existe diferencia de potencial en él y que fue el caso en particular que se estudio. Al estar el capacitor cargado, éste tenía una carga total y una diferencia de potencial, al cambiar el interruptor se observo inmediatamente una disminución en la diferencia de potencial entre las terminales del capacitor, así fue como se presentó el fenómeno de descarga del capacitor.
Política Nacional de Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos
(RAEE)
Artículo 7°. Objetivos. El Gobierno Nacional, en cumplimiento de sus deberes constitucionales, es responsable de la elaboración, planificación, coordinación,
ejecución y seguimiento de las acciones encaminadas al desarrollo de una
gestión integral de Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos (RAEE), para
lo cual deberá elaborar la Política Nacional de Residuos de Aparatos Eléctricos y
Electrónicos (RAEE), teniendo en cuenta los siguientes objetivos:
1.Minimizar la producción de Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos
(RAEE).
2. Promover una gestión integral de los Residuos de Aparatos Eléctricos y
Electrónicos (RAEE), con el fin de minimizar los riesgos sobre la salud humana y
el medio ambiente.
3.Incentivar el aprovechamiento de los Residuos de Aparatos Eléctricos y
Electrónicos (RAEE) en cada una de sus etapas como una alternativa para la
generación de empleo social y como un sector económicamente viable.
4.Promover la plena integración y participación de los productores,
comercializadores y usuarios de los aparatos eléctricos y electrónicos en la
elaboración de estrategias, planes y proyectos para una gestión integral de
Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos. Información extraída de:
Se llaman así los residuos de los
aparatos eléctricos y electrónicos, sus materiales, componentes, consumibles y
subconjuntos que los componen, procedentes tanto de hogares particulares como
de usos profesionales.
Ahora sabiendo qué son los RAEE, procedemos a analizar sus funciones y otros tipos de factores:
¿Cómo se gestionan los RAAE?
Los residuos de aparatos eléctricos y electrónicos se gestionan según lo dispuesto en el Decreto 208/2005, de 25 de febrero. Dicho Decreto impone las obligaciones que competen en esta materia a los productores de estos aparatos, así como a los distribuidores, ciudadanos y a las administraciones públicas.
¿Qué papel cumplen los productores
en la gestión de los RAEE?
Los productores de aparatos
eléctricos y electrónicos tienen las siguientes obligaciones en cuanto a la
gestión de los residuos
- Financiar los costes de la
gestión de los aparatos eléctricos y electrónicos que ellos fabrican cuando se
convierten en residuos. Pueden hacerlo de forma individual o a través de un
Sistema Integrado de Gestión (S.I.G.).
- Inscribirse en el registro de
establecimientos industriales de ámbito estatal, dónde existe una sección
especial para ellos.
- Declarar a la Comunidad
Autónoma en la que esté ubicada su sede social la condición de productor y el
procedimiento elegido para el cumplimiento de sus obligaciones (individual o
SIG).
Por otro lado, los productores
deben proporcionar también la información necesaria al usuario de los aparatos
eléctricos y electrónicos sobre los diversos apartados relacionados con la
correcta gestión de los RAEE, lo cual incluye:
- Información sobre los criterios
para la correcta gestión ambiental de los RAEE procedentes de hogares
particulares, los sistemas de devolución y su gratuidad y recogida selectiva.
- Información acerca de la
repercusión que tienen los costes de gestión de los residuos en el precio final
de los aparatos. Estos costes deben venir reflejados en las facturas.
- Información sobre los efectos
sobre el medio ambiente o la salud humana de las sustancias peligrosas que estos
residuos pueden contener.
¿Qué ha de hacer el consumidor o
usuario?
Los usuarios de RAEE utilizados
en sus hogares deberán entregarlos, cuando se deshagan de ellos, para que sean
gestionados correctamente. Los consumidores que adquieran un nuevo AEE asumirán
el coste de su gestión al final de su vida útil. Dicho coste estará repercutido
y reflejado en la factura del producto.
CONCLUSIÓN
Es necesario proponer e
implementar un sistema de gestión integral de RAEE que garantice el derecho al
trabajo de los recicladores, una gestión ambiental adecuada y que involucre al
sector público y privado. En este sentido, sería coherente la organización del
sector informal mediante la capacitación adecuada, los recursos y herramientas
necesarias, con miras a la participación en tal sistema teniendo en cuenta la
experiencia que tienen sobre la importancia de ciertos materiales, la forma de
su aprovechamiento y el reacondicionamiento de equipos.
SEIS FUENTES TÍPICAS DE PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD.
>POR FRICCIÓN O FROTAMIENTO.
Una carga eléctrica se produce cuando se frotan uno con otro dos pedazos de ciertos materiales.
El estado natural de los objetos es ser neutrales en cuanto a carga eléctrica. En otras palabras, tienen la misma cantidad de electrones que de protones, de modo que su carga global es cero.
No obstante, algunos materiales atraen electrones más que otros; es decir, son más electroafines que otros. Por tanto, al ser frotados dos materiales, el material más electroafín adquirirá una carga negativa porque atrae electrones hacia sí. Por el contrario, el material menos >Ejemplo, si frotamos una barra de plástico sobre cuero o lana, algunos electrones pasan del cuero o lana hacia la barra de plástico, debido a que el plástico es más electroafín que el cuero o la lana. De este modo, la barra tiene exceso de electrones y el cuero o lana tienen deficiencia de electrones. Por tanto, la barra adquiere carga negativa por exceso de electrones y el cuero o lana adquieren carga positiva por deficiencia de electrones.
>POR LUZ
La luz en sí misma es una forma de energía y muchos científicos la consideran formada por pequeños paquetes de energía llamados fotones. Cuando los fotones de un rayo luminoso inciden sobre un material, liberan energía. En algunos materiales la energía procedente de los fotones puede ocasionar la liberación de algunos electrones de los átomos. Materiales tales como potasio, sodio, cesio, litio, selenio, germanio, cadmio y sulfuro de plomo, reaccionan a la luz en esta forma. El efecto fotoeléctrico se puede usar de tres maneras:
1.-Fotoemisión: La energía fotónica de un rayo de la luz puede causar la liberación de electrones de la superficie de un cuerpo que se encuentran en un tubo al vació. Entonces una placa recoge estos electrones.
2.-Fotovoltaica: La energía luminosa que se aplica sobre una de dos placas unidas, produce la transmisión de electrones de una placa a otra. Entonces las placas adquieren cargas opuestas en la misma forma que una batería.
3.-Fotoconducción.- La energía luminosa aplicada a algunos materiales que normalmente son malos conductores, causa la liberación de electrones en los metales, de manera que estos se vuelven mejores conductores.
>POR PRESIÓN
El choque de dos elementos genera energía. Uno de los procesos para producir energía es mediante la presión o golpe entre dos elementos.
Si raspamos un metal contra un objeto saltan chispas o sea: hay una manifestación de energía.
Cuando se aplica presión a algunos materiales, la fuerza de la presión pasa a través del material a sus átomos, desalojando los electrones de sus órbitas y empujándolos en la misma dirección que tiene la fuerza. Estos huyen de un lado del material y se acumulan en el lado opuesto. Así cesa la presión, los electrones regresan a sus órbitas. Los materiales se cortan en determinadas formas para facilitar el control de las superficies que habrán de cargarse; algunos materiales reaccionaran a una presión de flexión en tanto que otros responderán a una presión de torsión.
>POR MAGNETISMO
Todos conocemos los imanes, y los han manejado alguna que otra vez. Por lo tanto, podrá haber observado que, en algunos casos, los imanes se atraen y en otro caso se repelen. La razón es que los imanes tienen campos de fuerza que actúan uno sobre el otro recíprocamente.
Los conductores generan en ellos mismos una corriente al moverse en un campo magnético.
Uno de los procesos para producir energía es mediante el movimiento de un imán frente a un bobinado de cobre, o bien por el movimiento de un bobinado frente a un campo magnético.
Una máquina destinada a transformar la energía mecánica en eléctrica es el dinamo. Da lugar a una corriente unidireccional y está basada en la propiedad enunciada.
La fuerza de un campo magnético también se puede usar para desplazar electrones. Este fenómeno recibe el nombre de magnetoelectricidad; a base de este un generador produce electricidad. Cuando un buen conductor, por ejemplo, el cobre se hace pasar a través de un campo magnético, la fuerza del campo suministrara la energía necesaria para que los átomos de cobre liberen sus electrones de valencia. Todos los electrones se moverán en cierta dirección, dependiendo de la forma en que el conductor cruce el campo magnético, el mismo efecto, se obtendrá si se hace pasar el campo a lo largo del conductor. El único requisito es que haya un movimiento relativo entre cualquier conductor y un campo magnético.
>POR CALOR
La unión de dos elementos por soldadura o remache proporciona electricidad al calentarse.
Un modo de obtener energía es mediante la producción de calor. Si calentamos la unión de dos metales remachados, soldados o atornillados los extremos libres manifestaran carga eléctrica.
Estos metales distintos soldados se conocen con el nombre de termocupla y sirven para las válvulas de seguridad de estufas, cocinas y calefones a gas.
Debido a que algunos materiales liberan fácilmente sus electrones y otros materiales los acepta, puede haber transferencia de electrones, cuando se ponen en contacto dos metales distintos, por ejemplo: Con metales particularmente activos, la energía calorífica del ambiente a temperatura normal es suficiente para que estos metales liberen electrones. Los electrones saldrán de los átomos de cobre y pasaran al átomo de cinc. Así pues, el cinc adquiere un exceso de electrones por lo que se carga negativamente. El cobre, después de perder electrones tiene una carga positiva. Sin embargo, las cargas originadas a la temperatura ambiente son pequeñas, debido a que no hay suficiente energía calorífica para liberar más que unos cuantos electrones. Pero si se aplica calor a la unión de los dos metales para suministrar más energía, liberaran mas electrones. Este método es llamado termoelectricidad. Mientras mayor sea el calor que se aplique, mayor será la carga que se forme. Cuando se retira la fuente de calor, los metales se enfrían y las cargas se disparan.
POR REACCIÓN QUÍMICA
Las substancias químicas pueden combinarse con ciertos metales para iniciar una actividad química en la cual habrá transferencia de electrones produciéndose cargas eléctricas.
La reacción química entre dos metales genera energía. Uno de los procesos para producir energía es mediante la reacción química entre dos metales en un medio ácido o alcalino.
Un dispositivo capaz de producir electricidad a través de la reacción química es la pila. La pila genera corriente eléctrica continua y se basa en la acción química de un electrolítico sobre los electrodos del mismo ion.
El proceso se basa en el principio de la electroquímica. Cuando en un recipiente de cristal se mezcla acido sulfúrico con agua (para formar un electrolito) el acido sulfúrico se separa en componentes químicos de hidrogeno (H) y sulfato (SO4), pero debido a la naturaleza de la acción química, los átomos de hidrógeno son iones positivos (H+) y (SO4-2). El número de cargas positivas y negativas son iguales, de manera que toda la solución tiene una carga neta nula. Luego, cuando se introducen en la solución barras de cobre y zinc, estas reaccionan con ella.
El zinc se combina con los átomos de sulfato; y puesto que esos átomos son negativos, la barra de zinc transmite iones de zinc positivos (Zn+); los electrones procedentes de los iones de zinc quedan en la masa de zinc, de manera que la barra de zinc tiene un exceso de electrones, o sea una carga negativa. Los iones de zinc se combina con los iones de sulfato y los neutralizan, de manera que ahora la solución tiene mas cargas positivas. Los iones positivos de hidrogeno atraen a electrones libres de la barra de cobre para neutralizar nuevamente la solución. Pero ahora la barra de cobre tiene una deficiencia de electrones por lo que presenta una carga positiva.
INTRODUCCIÓN: Los Motores y generadores eléctricos, son un grupo de aparatos que se utilizan para convertir la energía mecánica en eléctrica, o a la inversa, con medios electromagnéticos. A una máquina que convierte la energía mecánica en eléctrica se le denomina generador, alternador o dínamo, y a una máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica se le denomina motor.
GENERADORES DE CORRIENTE CONTINUA (CC): Comúnmente los generadores de corriente continua reciben el nombre de dinamos. Una dinamo o dínamo es un generador eléctrico destinado a la transformación magnetismo en electricidad mediante el fenómeno de la inducción electromagnética, generando una corriente continua eléctrica.
¿Cómo funcionan los generadores de corriente continua? Los generadores de corriente continua funcionan parecido a los motores de corriente continua. En general, los motores de corriente continua son similares en su construcción a los generadores. De hecho podrían describirse como generadores que funcionan al revés. Los generadores son máquinas que convierten la energía mecánica en eléctrica se le denomina también alternador o dínamo en función del tipo de corriente que produzcan.
Su funcionamiento constituye una aplicación directa del la ley de inducción de Faraday (La ley de inducción electromagnética de Faraday (o simplemente ley de Faraday) establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde). El generador está construido a partir de una bobina que gira en el campo magnético. De esta manera, una fuerza electromotriz se establece sobre la bobina como consecuencia de las variaciones del flujo mientras que gira.
Al lado izquierdo se muestra cómo funciona el generador, usando una espira que gira en el campo magnético de un imán permanente.
Los lados de la espira son pintados con diferentes colores para poder distinguirlos cuando la espira gira. Aplicando la ley de Faraday, y con la ayuda de la ley de Lenz (La ley de Lenz para el campo electromagnético relaciona cambios producidos en el campo eléctrico en un conductor con la variación de flujo magnético en dicho conductor, y afirma que las tensiones o voltajes inducidos sobre un conductor y los campos eléctricos asociados son de un sentido tal que se oponen a la variación del flujo magnético que las induce), se puede entender que en los extremos de la espira se induce una f.e.m. cuya amplitud y signo cambia según gira la espira. Lo que queda claro es que el alambre que queda a la derecha será siempre el lado positivo.
Para aprovechar la FEM (fuerza electromotriz) así generada debe implementarse unos contactos móviles que conmutan automáticamente los terminales de la bobina mientras que ésta gira. Esta parte de del generador recibe el nombre de conmutador, y está formado por unas pistas de cobre llamadas delgas, donde se conectan los extremos de la bobina, y las escobillas que recoge la f.e.m. de la bobina para entregarlas a los contactos externos o bornes del generador.
GENERADOR DE CORRIENTE ALTERNA (CA): El funcionamiento del generador de corriente alterna, se basa en el principio general de inducción de voltaje en un conductor en movimiento cuando atraviesa un campo magnético.
Este generador consta de dos partes fundamentales, el inductor, que es el que crea el campo magnético y el inducido que es el conductor el cual es atravesado por las líneas de fuerza de dicho campo.
Así, en el generador mostrado en la Figura 1, el inductor está constituido por el rotor R, dotado de cuatro piezas magnéticas, las que para simplificar son imanes permanentes, cuya polaridad se indica, y el inducido o estator con bobinas de alambre arrolladas en las zapatas polares .
Las cuatro bobinas a-b, c-d, e-f y g-h, arrolladas sobre piezas de una aleación ferromagnética (zapatas polares) se magnetizan bajo la acción de los imanes del inductor. Dado que el inductor está girando, el campo magnético que actúa sobre las cuatro zapatas cambia de sentido cuando el rotor gira 90º (se cambia de polo N a polo S), y su intensidad pasa de un máximo, cuando están las piezas enfrentadas como en la figura, a un mínimo cuando los polos N y S están equidistantes de las piezas de hierro.
Son estas variaciones de sentido y de intensidad del campo magnético las que inducirán en las cuatro bobinas una diferencia de potencial (voltaje) que cambia de valor y de polaridad siguiendo el ritmo del campo.
La frecuencia de la corriente alterna que aparece entre los terminales A-B se obtiene multiplicando el número de vueltas por segundo del inductor por el número de pares de polos del inducido ( en nuestro caso 2), y el voltaje generado dependerá de la fuerza de los imanes (intensidad del campo), la cantidad de vueltas de alambre de las bobinas y de la velocidad de rotación.
es la capacidad, medida en faradios (en honor al físico experimental Michael Faraday); esta unidad es relativamente grande y suelen utilizarse submúltiplos como el microfaradio o picofaradio. 
es la carga eléctrica almacenada, medida en culombios; 
es la diferencia de potencial (o tensión), medida en voltios. 
