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viernes, 21 de octubre de 2011
James Watt
James Watt (Greenock, 19 de enero de 1736 - Handsworth, 25 de agosto de 1819) fue un matemático e ingeniero escocés. Las mejoras que realizó en la máquina de Newcomen dieron lugar a la conocida como máquina de vapor, que resultaría fundamental en el desarrollo de la Revolución industrial, tanto en el Reino Unido como en el resto del mundo.Biografía
Nacido en Greenock, vivió y trabajó en Birmingham, Inglaterra. Fue un miembro clave de la Sociedad Lunar. Muchos de sus escritos se conservan en la biblioteca Birmingham.La falsa idea de considerar a Watt como el verdadero inventor de la máquina a vapor se debe al gran número de aportaciones que hizo para su desarrollo.
Falleció el 25 de agosto de 1819 en Heathfield, su casa situada en Handsworth, Inglaterra, a la edad de 83 años
Watt inventó el movimiento paralelo para convertir el movimiento circular a un movimiento casi rectilíneo, del cual estaba muy orgulloso, y el medidor de presión para medir la presión del vapor en el cilindro a lo largo de todo el ciclo de trabajo de la máquina, mostrando así su eficiencia y ayudándolo a perfeccionarla.
Watt ayudó sobremanera al desarrollo de la máquina de vapor, convirtiéndola, de un proyecto tecnológico, a una forma viable y económica de producir energía. Watt descubrió que la máquina de Newcomen estaba gastando casi tres cuartos de la energía del vapor en calentar el pistón y el cilindro. Watt desarrolló una cámara de condensación separada que incrementó significativamente la eficiencia. Hasta el momento, ese fue uno de los mejores desarrollos de la historia.
Watt se opuso al uso de vapor a alta presión, y hay quien le acusa de haber ralentizado el desarrollo de la máquina de vapor por otros ingenieros, hasta que sus patentes expiraron en el año 1800. Junto a su socio Matthew Boulton, luchó contra ingenieros rivales como Jonathan Hornblower, quien intentó desarrollar máquinas que no cayeran dentro del ámbito, extremadamente generalistas, de las patentes de Watt.
Él creó la unidad llamada caballo de potencia para comparar la salida de las diferentes máquinas de vapor. Todavía se utiliza, sobre todo en los vehículos.
Cronología
- 1754: Aprende el funcionamiento del comercio de instrumentos matemáticos y científicos en Londres, antes de volver a Glasgow, donde crea un negocio propio.
- 1756-1763: Creador de instrumentos matemáticos para la Universidad de Glasgow.
- 1763-1764: Repara una máquina de Newcomen, creada por Thomas Newcomen; a partir de este momento empieza a pensar en formas de mejorar esa máquina.
- 1765-1770: Construye varias máquinas de Newcomen en Escocia.
- 1767: Supervisa el canal de Forth and Clyde.
- 1774: Empieza un negocio en Soho, cerca de Birmingham, con Matthew Boulton, para construir su mejorada máquina de vapor.
- 1784: Patenta la máquina a vapor.
- 1800: Se retira a Heathfield Hall, cerca de Birmingham.
miércoles, 9 de septiembre de 2009
lunes, 7 de septiembre de 2009
miércoles, 28 de enero de 2009
Ley de Watt
La Ley de Watt se representa por la expresión:
P = V . I
Al combinarla con la Ley de Ohm se obtienen otras fórmulas que nos ayudan a resolver más casos.
Ejemplo:
Si I=V/R
al sustituir el valor de la Corriente I, en la Ley de Watt resulta:
P = V . I = V ( V / R ) = V2 / R
Despejando V de la Ley de Ohm queda:
V = I . R ;
al sustituirlo en la Ley de Watt queda:
P = V . I = ( I . R ) ( I ) = I2 R
Entonces ya tenemos otras dos fórmulas para determinar la Potencia Eléctrica existente en un circuito.
Ejemplos:
Determinemos la Potencia Eléctrica existente en una plancha eléctrica que tiene una resistencia de 10 Ohms, y es alimentada por una fuente de voltaje de 220 Volts.
P = V2 / R = 48400/10 = 4840 Watts.
Una cocina eléctrica tiene una resistencia de 8 Ohms y pasa una corriente por él de 12 Amp. ¿Cuál es el valor de Voltaje que lo alimenta?
V = ( I ) ( R ) = (8)(12) = 96 Voltios.
Y también…
P = I2 R = (144) (8) = 1,152 Watts.
P = I2 R = (144) (8) = 1,152 Watts.
Determinar la Corriente y la resistencia eléctrica de una waflera de 1,200 Watts conectada a una fuente de 220 voltios
P = V . I → I = P / V = 1200/220 = 5.45 Amperios.
P = V . I → I = P / V = 1200/220 = 5.45 Amperios.
I = V / R → R = V / I = 220/5.45 = 40.36 Ω.
¿Cuál será la resistencia eléctrica de un foco de 75 Watts, conectado en una tensión de 220 voltios.
P = V . I → I = P / V = 75/220 = 0.34 Amperios.
I = V / R → R = V / I = 220/0.34 = 647.05 Ω,
comprobando...
P = I2 R → R = P / I2
= 75/0.1156 = 648.78 Ω.
= 75/0.1156 = 648.78 Ω. El resultado de 648.78 es aproximadamente igual a 647.05, varía por el redondeo de los decimales.
Con esto concluímos que hay más de una forma de obtener los valores de corriente, voltaje y resistencia existentes en un circuito, solo se debe "jugar" con las fórmulas mencionadas.
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Ley de Ohm
La Ley de Ohm establece que "La intensidad de la corriente eléctrica que circula por muchos tipos de materiales conductores es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo", se puede expresar matemáticamente en la siguiente ecuación:
I = V / R
donde, empleando unidades del Sistema Internacional, tenemos que:
I = Intensidad en amperios (A)
V = Diferencia de potencial en voltios (V)
R = Resistencia en ohmios (Ω).
Esta ley define una propiedad específica de ciertos materiales por la que se cumple la relación:
V = I . R
Un conductor cumple la Ley de Ohm sólo si su curva V-I es lineal, esto es si R es independiente de V y de I.
Sin embargo, la relación:
R = V / I
sigue siendo la definición general de la resistencia de un conductor, independientemente de si éste cumple o no con la Ley de Ohm.
Enunciado
En un conductor recorrido por una corriente eléctrica, el cociente entre la diferencia de potencial aplicada a los extremos del conductor y la intensidad de la corriente que por él circula es una cantidad constante, que depende del conductor. A esta cantidad se le denomina resistencia.
La ley enunciada verifica la relación entre voltaje y corriente en un resistor.
Glosario de Términos Eléctricos
Amperio: Unidad de medida de la corriente electrica que representa el número de cargas (coulombs) por segundo que pasan por un punto de un material conductor. ( 1 Amperio = 1 coulomb/segundo). Su nombre se debe al físico francés André Marie Ampère.
Arco eléctrico: Es un tipo de descarga eléctrica de gran intensidad que se forma entre dos electrodos en presencia de un gas a baja presión o al aire libre. Por los electrodos, usualmente hechos de carbón, se hace pasar una alta corriente (por encima de los 10 amperios) la cual produce calor en el punto de contacto de los electrodos que después, al ser separados, formarán el arco. Este fenómeno fue descubierto y demostrado por el químico británico Sir Humphry Davy en 1800.
Bobina: Es un arrollamiento de un cable conductor alrededor de un cilindro sólido o hueco, cuya especial geometría le confiere importantes características mágneticas.
Central de generación eólica: Es el tipo de central donde se usa la fuerza del viento para mover el eje de los generadores eléctricos. Puede producir desde 5 hasta 300 kwatts.
Central de generación térmica: Es el tipo de central donde se usa una turbina accionada por vapor de agua inyectado a presión para mover el eje de los generadores eléctricos. Se puede producir desde los 5 hasta los 5000 kwatts.
Central hidroeléctrica: Es una planta de generación de energía eléctrica basada en el aprovechamiento de la energía producida por las caídas de agua.
Corriente Eléctrica: Es el flujo de carga eléctrica que pasa por un cuerpo conductor; su unidad de medida es el amperio.
Corriente eléctrica alterna: (Intensidad) El flujo de corriente en un circuito es llamado alterno si varía periódicamente en direción. Se le denota como corriente A.C. (Altern current) o C.A. (Corriente alterna).
Corriente eléctrica continua: El flujo de corriente en un circuito es llamado continuo si se produce siempre en una dirección. Se le denota como corriente D.C. (Direct current) o C.C. (Corriente continua).
Coulomb: Es la unidad básica de carga del electrón. Su nombre deriva del científico Agustín de Coulomb (1736-1806).
Efecto fotoeléctrico: Es la formación y liberación de partículas cargadas electricamente, presentes en un material conductor, debido a la irradiación de luz o de radiación electromagnética. Albert Einstein en 1905 explicó como ocurre este fenómeno utilizando el concepto de partícula de luz o fotón.
Electricidad: Fenómeno físico resultado de la existencia de cargas eléctricas y de la interacción de ellas. Cuando una carga es estacionaria o estática, esta produce fuerzas sobre objetos en regiones adyacentes y cuando está en movimiento produce efectos magnéticos.
Electroimán: Es una bobina por la cual se hace pasar corriente eléctrica, comportándose como un imán natural. Esta conformado por una bobina atravesada por un núcleo de ferrita. Cuando se conecta una corriente continua al electroimán se produce una imantación constante que recorre el núcleo de ferrita, es decir se tiene un imán con sus dos polos.
Energía solar: Es la energía radiante producida en el sol como resultado de reacciones de fusión nuclear; esta energía se propaga a través del espacio por las partículas llamadas fotones que en ciertos materiales producen liberación de cargas debido al efecto fotoeléctrico.
Ley de Faraday: "Si un campo magnético variable atraviesa el interior de una espira se obtendra en esta una corriente eléctrica".
Generador: Es un dispositivo usado para convertir energía mecánica en energía eléctrica por medio de la inducción electromagnética. Consta de dos partes: rotor y estator.
Inducción electromágnetica: Es la creación de corriente eléctrica en un conductor por el movimiento de un campo magnético cerca de este o por el movimiento del conductor en un campo magnético.
Kilowatt: Es un múltiplo de la unidad de medida de la potencia eléctrica (el watt); representa la cantidad de energía consumida por unidad de tiempo. Esta unidad se relaciona muy a menudo con otras unidades comunes como el HP o con unidades derivadas como el kilowatt-hora.
Motor eléctrico: El motor eléctrico permite la transformación de energía eléctrica en energía mecánica, esto se logra, mediante la rotación de un campo magnético alrededor de una espira o bobinado que toma diferentes formas.
Ohmio: Se define como la unidad de medida de la resistencia eléctrica. Un ohmio equivale a la resistencia de un material por el cual circula un flujo de corriente de un amperio, cuando está sometido a una diferencia de potencial de un voltio.
Resistencia eléctrica: Se define como la oposición que ofrece un cuerpo a un flujo de corriente que intente pasar a través de él, según la relación Voltaje = Corriente x Resistencia, conocida como la ley de Ohm debido al físico alemán Georg Simon Ohm, quién la postuló en 1827. Por esta característica los materiales se clasifican en conductores, semiconductores y aislantes.
Transformador: Dispositivo formado por dos bobinas acopladas magnéticamente usado para aumentar o disminuir voltaje; esto depende del número de espiras que posee cada bobina.
Tranvía eléctrico: Era un medio de transporte urbano similar en su forma a los vagones de ferrocarril pero impulsado por motores alimentados con energía eléctrica.
Tierra: Comprende a toda la ligazon metalica directa, sin fusibles ni proteccion alguna, de seccion suficiente entre determinados elementos o partes de una instalacion y un electrodo o grupo de electrodos enterrados en el suelo, con el objeto de conseguir que en el conjunto de instalaciones no existan diferencias potenciales peligrosas y que al mismo tiempo permita el paso a tierra de las corrientes de falla o la de descargas de origen atmosferico.
Turbina: Máquina rotativa que convierte la energía cinética de un fluido en energía mecánica. El elemento básico de una turbina es un rotor con paletas, hélices, palas, etc. Esta energía mecánica sirve para operar generadores eléctricos u otro tipo de máquinas.
Voltio: Es la unidad de fuerza que impulsa a las cargas eléctricas a que puedan moverse a través de un conductor. Su nombre, voltio, es en honor al físico italiano, profesor en Pavia, Alejandro Volta quien descubrió que las reacciones químicas originadas en dos placas de zinc y cobre sumergidas en ácido sulfúrico originaban una fuerza suficiente para producir cargas eléctricas.
Voltimetro: Es un instrumento utilizado para medir la diferencia de voltaje de dos puntos distintos y su conexion dentro de un circuito electrico es en paralelo.
Watt: Es la unidad de potencia de un elemento receptor de energia (por ejemplo una radio, un televisor). Es la energia consumida por un elemento y se obtiene de multiplicar voltaje por corriente.
Weber: Unidad del sistema electrico internacional que indica el flujo magnetico.
Arco eléctrico: Es un tipo de descarga eléctrica de gran intensidad que se forma entre dos electrodos en presencia de un gas a baja presión o al aire libre. Por los electrodos, usualmente hechos de carbón, se hace pasar una alta corriente (por encima de los 10 amperios) la cual produce calor en el punto de contacto de los electrodos que después, al ser separados, formarán el arco. Este fenómeno fue descubierto y demostrado por el químico británico Sir Humphry Davy en 1800.
Bobina: Es un arrollamiento de un cable conductor alrededor de un cilindro sólido o hueco, cuya especial geometría le confiere importantes características mágneticas.
Central de generación eólica: Es el tipo de central donde se usa la fuerza del viento para mover el eje de los generadores eléctricos. Puede producir desde 5 hasta 300 kwatts.
Central de generación térmica: Es el tipo de central donde se usa una turbina accionada por vapor de agua inyectado a presión para mover el eje de los generadores eléctricos. Se puede producir desde los 5 hasta los 5000 kwatts.
Central hidroeléctrica: Es una planta de generación de energía eléctrica basada en el aprovechamiento de la energía producida por las caídas de agua.
Corriente Eléctrica: Es el flujo de carga eléctrica que pasa por un cuerpo conductor; su unidad de medida es el amperio.
Corriente eléctrica alterna: (Intensidad) El flujo de corriente en un circuito es llamado alterno si varía periódicamente en direción. Se le denota como corriente A.C. (Altern current) o C.A. (Corriente alterna).
Corriente eléctrica continua: El flujo de corriente en un circuito es llamado continuo si se produce siempre en una dirección. Se le denota como corriente D.C. (Direct current) o C.C. (Corriente continua).
Coulomb: Es la unidad básica de carga del electrón. Su nombre deriva del científico Agustín de Coulomb (1736-1806).
Efecto fotoeléctrico: Es la formación y liberación de partículas cargadas electricamente, presentes en un material conductor, debido a la irradiación de luz o de radiación electromagnética. Albert Einstein en 1905 explicó como ocurre este fenómeno utilizando el concepto de partícula de luz o fotón.
Electricidad: Fenómeno físico resultado de la existencia de cargas eléctricas y de la interacción de ellas. Cuando una carga es estacionaria o estática, esta produce fuerzas sobre objetos en regiones adyacentes y cuando está en movimiento produce efectos magnéticos.
Electroimán: Es una bobina por la cual se hace pasar corriente eléctrica, comportándose como un imán natural. Esta conformado por una bobina atravesada por un núcleo de ferrita. Cuando se conecta una corriente continua al electroimán se produce una imantación constante que recorre el núcleo de ferrita, es decir se tiene un imán con sus dos polos.
Energía solar: Es la energía radiante producida en el sol como resultado de reacciones de fusión nuclear; esta energía se propaga a través del espacio por las partículas llamadas fotones que en ciertos materiales producen liberación de cargas debido al efecto fotoeléctrico.
Ley de Faraday: "Si un campo magnético variable atraviesa el interior de una espira se obtendra en esta una corriente eléctrica".
Generador: Es un dispositivo usado para convertir energía mecánica en energía eléctrica por medio de la inducción electromagnética. Consta de dos partes: rotor y estator.
Inducción electromágnetica: Es la creación de corriente eléctrica en un conductor por el movimiento de un campo magnético cerca de este o por el movimiento del conductor en un campo magnético.
Kilowatt: Es un múltiplo de la unidad de medida de la potencia eléctrica (el watt); representa la cantidad de energía consumida por unidad de tiempo. Esta unidad se relaciona muy a menudo con otras unidades comunes como el HP o con unidades derivadas como el kilowatt-hora.
Motor eléctrico: El motor eléctrico permite la transformación de energía eléctrica en energía mecánica, esto se logra, mediante la rotación de un campo magnético alrededor de una espira o bobinado que toma diferentes formas.
Ohmio: Se define como la unidad de medida de la resistencia eléctrica. Un ohmio equivale a la resistencia de un material por el cual circula un flujo de corriente de un amperio, cuando está sometido a una diferencia de potencial de un voltio.
Resistencia eléctrica: Se define como la oposición que ofrece un cuerpo a un flujo de corriente que intente pasar a través de él, según la relación Voltaje = Corriente x Resistencia, conocida como la ley de Ohm debido al físico alemán Georg Simon Ohm, quién la postuló en 1827. Por esta característica los materiales se clasifican en conductores, semiconductores y aislantes.
Transformador: Dispositivo formado por dos bobinas acopladas magnéticamente usado para aumentar o disminuir voltaje; esto depende del número de espiras que posee cada bobina.
Tranvía eléctrico: Era un medio de transporte urbano similar en su forma a los vagones de ferrocarril pero impulsado por motores alimentados con energía eléctrica.
Tierra: Comprende a toda la ligazon metalica directa, sin fusibles ni proteccion alguna, de seccion suficiente entre determinados elementos o partes de una instalacion y un electrodo o grupo de electrodos enterrados en el suelo, con el objeto de conseguir que en el conjunto de instalaciones no existan diferencias potenciales peligrosas y que al mismo tiempo permita el paso a tierra de las corrientes de falla o la de descargas de origen atmosferico.
Turbina: Máquina rotativa que convierte la energía cinética de un fluido en energía mecánica. El elemento básico de una turbina es un rotor con paletas, hélices, palas, etc. Esta energía mecánica sirve para operar generadores eléctricos u otro tipo de máquinas.
Voltio: Es la unidad de fuerza que impulsa a las cargas eléctricas a que puedan moverse a través de un conductor. Su nombre, voltio, es en honor al físico italiano, profesor en Pavia, Alejandro Volta quien descubrió que las reacciones químicas originadas en dos placas de zinc y cobre sumergidas en ácido sulfúrico originaban una fuerza suficiente para producir cargas eléctricas.
Voltimetro: Es un instrumento utilizado para medir la diferencia de voltaje de dos puntos distintos y su conexion dentro de un circuito electrico es en paralelo.
Watt: Es la unidad de potencia de un elemento receptor de energia (por ejemplo una radio, un televisor). Es la energia consumida por un elemento y se obtiene de multiplicar voltaje por corriente.
Weber: Unidad del sistema electrico internacional que indica el flujo magnetico.
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