Para que sirven y como funciona un sensor capacitivo.

Un sensor capacitivo, es básicamente un capacitor, pero con la diferencia de que pueden variar los parámetros que definen la capacidad de este, como la permitividad del dieléctrico, la distancia entre las placas y la área efectiva. Al colocar cualquier tipo de objeto delante del sensor, se varía el dieléctrico del condensador y, por tanto, la capacidad de este. Al variar la capacidad variaremos la amplitud de las oscilaciones análogamente.
Encontré que un sensor capacitivo tiene tres funciones principales:
Deteccion de nivel (En esta aplicación, cuando un objeto penetra en el campo eléctrico que hay entre las placas sensor varía el dieléctrico, variando consecuentemente el valor de capacitancia.)
Sensado de humedad (El principio de funcionamiento de esta aplicación es similar a la anterior. En esta ocasión el dieléctrico, por ejemplo el aire, cambia su permitividad con respecto a la humedad del ambiente.)
Detección de posición (Esta aplicación es básicamente un condensador variable, en el cual una de las placas es móvil, pudiendo de esta manera tener mayor o menor superficie efectiva entre las dos placas, variando también el valor de la capacitancia, y también puede ser usado en industrias químicas.)

Cómo funcionan los teclados capacitivos

Está construido sobre una tarjeta de circuito impreso grabada, de forma que cuando se pulsa una tecla, ésta hace presión sobre un condensador que produce una señal eléctrica que es detectada e interpretada por el chip procesador del teclado. Cada tecla está provista de un muelle, que asegura el retorno a su posición original tras una pulsación. Bajo la superficie de cada tecla se halla una pequeña placa metálica y bajo a ésta a su vez, se halla otra nueva placa metálica.

¿Qué son y cómo funcionan los bancos de capacitores en la Industria?

Sinceramente, no encontré mucha información con respecto a los bancos de capacitores, es más, lo único que realmente encontré es la información que estoy poniendo. Me gustaría que luego cuando se pueda, pueda aclarar bien el funcionamiento de estos bancos capacitivos, por medio de un compañero o del profesor.
Todas las compañías suministradoras penalizan al usuario cuando este consume energía reactiva en exceso, pues esto ocasiona que se pierda capacidad instalada en transmitir energía que no produce trabajo útil. El capacitor es un equipo eléctrico cuya función básica es suministrar parte o el total de esta energía reactiva que demanda una carga y evitar así ser multados. El uso de capacitores no es recomendable cuando en el sistema eléctrico existen cargas no lineales para lo cual se recomienda el uso de filtros de armónicas. Los bancos de capacitores pueden ser de dos tipos dependiendo de los ciclos de trabajo que tenga un usuario: Capacitores fijos y capacitores automáticos.
Capacitores Automáticos
Es un sistema que ofrece la opción de compensar potencia reactiva, con un diseño que le permite altos grados de adaptabilidad para cubrir los requerimientos específicos del usuario o la carga en particular a la que va a suministrar potencia reactiva. Tiene las funciones de medición de voltaje, corriente, potencia aparente, potencia reactiva, temperatura, entre otros. También pasos programables, así como la posibilidad de comunicarse con una PC.

Capacitores Fijos
A diferencia de los bancos automáticos, estos capacitores suministran siempre la misma potencia reactiva independientemente si la carga o el usuario lo requieran o no. Tienen un rango de voltaje muy amplio que va desde los 220 hasta 1000 V, con una frecuencia de 50 y 60 Hz y conexión trifásica (con opción a monofásica sobre pedido). Estas características en conjunto ofrecen un producto que soluciona problemas de Factor de potencia.

¿Qué es y Cómo funciona un precipitador electrostático? ¿Existen de tipo domestico o solo son industriales?

Dio la casualidad que en ingeniería ambiental, vimos a grandes rasgos este término. De hecho presenté hoy mismo el examen y creo que me fue bastante bien. Bueno, existen varios métodos para limpiar y controlar la suciedad del aire. En Ambiental vimos solo tres, absorción, adsorción y eliminación. Dentro de eliminación, existen varios aparatos, de los cuales uno de éstos es el precipitador electroestático. ¿Cómo funciona? Bueno pues simplemente al entrar el aire en el precipitador, un electrodo transfiere carga negativa a las partículas contaminantes del aire, ionizándolas. Luego este aire ionizado, pasa por unas placas que se encuentran cargadas de manera contraria, atrayendo así a las partículas contaminantes. Al final, sale el aire limpio. Es importante limpiar estas placas de vez en cuando, para que no se saturen y siga fluyendo el aire. Ah por cierto, si existen los precipitadores domésticos.

Funcionamiento de una Batería o Celda Galvánica

Una celda galvánica está formada por dos soluciones con electrolitos fuertes (para que haya una buena conductividad), dos electrodos, un ánodo y un cátodo, un puente salino entre las dos soluciones y una parte externa que conecta el ánodo con el cátodo. Ahora, un ánodo se oxida, liberando electrones, y el cátodo se reduce, obteniendo electrones. Lo que sucede en resumen dentro de una celda voltaica, es que a partir de una reacción redox, se genera un flujo de electrones del ánodo al cátodo. Explicare paso a paso que sucede, desde el ánodo hasta el cátodo. Si se tiene un ánodo de magnesio (Mg) y una solución de sulfato de magnesio (MgSO4), ocurre una reacción de oxidación, haciendo que la tira de magnesio vaya perdiendo masa ya que el Mg al soltar electrones, se convierte en Mg2+ aumentando así la concentración de la solución de sulfato de magnesio. Ahora, en la tira de magnesio, se empieza a aumentar la presión de electrones que después van a fluir al otro electrodo, en este caso de cobre. ¿Por qué fluyen los electrones del ánodo al cátodo? Pues por la diferencia de potencial entre los electrodos. Como el cátodo de cobre (Cu) se encuentra en una solución de Sulfato de Cobre II (CuSO4) el cobre empieza a reducirse, disminuyendo así la presión de electrones, y esta diferencia hace que los electrones fluyan hasta el ánodo. Es importante mencionar que el ánodo de cobre comienza a aumentar de masa, y la solución de sulfato de cobre, empieza a disminuir en concentración. ¿Por qué? Pues porque cuando la solución empieza a recibir electrones, los iones (Cu2+) se empiezan a convertir en (Cu) metálico, perdiendo así la concentración original y aumentando la cantidad de cobre. Gracias a este flujo de electrones, se genera electricidad, pudiendo así emplearse la energía para encender una bombilla o hasta un coche.

Los Voltios

¿Qué son los volts? Bueno, los volts son definidos como la diferencia de potencial entre dos puntos, es decir, la cantidad de trabajo en joules, necesaria para mover determinada carga entre esos dos puntos. En concreto, un volt, es igual a un joule sobre coulomb. Ahora, ¿Porque se llama volt? Bueno pues debido al Físico italiano Alessandro Volta, que creó la pila voltaica, la pila precursora a la batería eléctrica, que logró tener una corriente eléctrica constante.
En pocas palabras, el voltio, fue nombrado voltio en honor a este físico que no solo creó la celda voltaica si no que también inventó el electróforo (un lector de cargas eléctricas) y se dedico a estudiar y a enseñar física y química. Alessandro volta nació en 1745 y murió en 1827.

Funcionamiento de una Fotocopiadora

En el año 1938, Chester Carlson, logró realizar la primera copia exitosa en papel a través de un sistema basado en procesos electroestáticos o de “Xerografía”, que de su derivación del griego se traduce como escritura o impresión en seco. Durante investigaciones que realizaba en el Batelle Memorial Institute, Carlson mejoró el sistema xerográfico y, en 1947, le vendió los derechos comerciales de su invención a una compañía llamada Haloid, la que hacia el año 1950, cambió su nombre a Xerox, introduciendo al mercado, unos años después, la primera fotocopiadora xerográfica automática.

Este es otro tema que me costó trabajo entender. Estube buscando mucho con respecto al funcionamiento de las fotocopiadoras, pero me explicaban procesos extremandamente complejos, hasta que por fin, logré encontrar una explicación sencilla, que me hizo entender, al menos a grandes razgos, el funcionamiento de estas máquinas tan maravillosas. Básicamente funcionan gracias a la electroestática. El documento es barrido por un rayo de luz que a su vez refleja o proyecta la imagen sobre un tambor fotosensible, el que se carga eléctricamente de acuerdo a la luz recibida. El toner, o tinta que todos conocemos se adhiere a las zonas cargadas, lo que da como resultado una copia de la imagen original, la cual luego es impresa al aplicarse el tambor sobre el documento resultante. Para que la tinta se adhiera al papel, pasa por un rodillo caliente antes de ser expulsada la copia. ¿A poco no suena sencillo? Hay una animación que me ayudo a entender mejor este funcionamiento, si quieren visitarlo, el link es el siguiente:

http://www.tulahidalgo.com/node/328

La Gota de Aceite de Millikan

Vaya, vaya, ¿Alguna vez se han preguntado como rayos descubrieron la carga del electron? Supongo que no jaja pero si de casualidad se lo han preguntado aquí esta la respuesta, la famosa gota de aceite de Millikan. Por ahi de 1909, el físico Robert Millikan diseñó este experimento y encontró la carga del electrón. ¿Como funciona? Gotas de aceite son producidas con un simple atomizador y algunas de ellas caen a través del hueco de la placa superior. A continuación, rayos X se aplicaron en la parte inferior, para liberar cargas del aire interno que son atrapadas por las gotas de aceite inferiores, logrando que electrones provenientes de la acción de estos rayos X sobre el aire interior, fueran medibles. Entonces, al aumentar el Voltaje de la Pila entre los platos señalados, las gotas con carga (-) bajan lentamente por repulsión hacia la placa inferior y por atracción hacia la placa (+) superior. A un voltaje de pila determinado, una gota negativa bajo observación, como la marcada en la Figura, se detiene en su camino y queda estacionaria, quieta en el medio inferior, ya que las fuerzas de atracción eléctrica de la placa (+) sobre ésta, se equilibra con la fuerza gravitacional y si se conoce el voltaje y la masa de la gota, se puede calcular su carga (-).

Hay un video que me ayudó mucho a entenderlo, espero que les sirva de algo. El link es el siguiente:

http://www.librosite.net/data/glosarios/petrucci/videos/cap2/experimento_gotasdeaceite_de_millikan.htm.

Cubeta de Hielo de Faraday

Vaya que ha sido dificil encontrar el experimento de Faraday. Por fin, ya encontrada la información, me propuse leer. Una hoja, dos hojas, tres hojas....Ya estaba mareado de informacion y lo peor del caso era que no entendía. Todo se solucionó gracias a que el maestro una de las clases nos explicó en que consistía este experimento tan... pero tan... sencillo. Simplemente es un experimento en el que se introduce algún material cargado de manera positiva dentro de un recipiente metálico (En el caso de Faraday, una cubeta para guardar hielo). Con un electroscopio, uno se da cuenta de que las paredes internas del recipiente se encuentran cargadas de manera opuesta a la carga del objeto que se introdujo al recipiente. También, la carga de las paredes externas del reciente distinguen una carga en particular que es nada más y nada menos que una carga igual a la del objeto que se introdujo. ¿Que nos dice esto? Que el flujo eléctrico es constante dentro de un recipiente cerrado, y que las líneas del campo eléctrico pueden atravesar superficies.

Campos Eléctricos en la Tierra

Definitivamente, los campos eléctricos varían dependiendo del clima en que nos encontremos. La magnitud del campo eléctrico cerca de la superficie de la tierra en un día soleado vale aproximadamente 120 V/m, sobre la superficie del océano la media es de 130 V/m y en las zonas industrializadas a causa de la contaminación aumenta hasta los 360 V/m. En situaciones de tormenta se puede llegar a generar un campo eléctrico de hasta 20.000 V/m. Pero estos no son los únicos campos eléctricos que existen en la naturaleza. También, en el interior del núcleo de la Tierra se generan unas corrientes eléctricas debido al movimiento de rotación del núcleo semilíquido de hierro y níquel. El campo eléctrico en si es muy importante, aunque sean cargas muy lejanas a nosotros, pero éstas son responsables del campo magnético de la tierra, que en si no varía con el tiempo, pero si varía dependiendo de la latitud. Ahora, ¿como se miden estas cargas eléctricas? Sinceramente he estado investigando, y no he encontrado mucha información. Lo que encontre fue que se mide con unos aparatos llamados molinos de campos o detectores de campos que consiste en un plato giratorio que contiene dos pares de electrodos. Se presentan corrientes inducidas en el aparato por estar abierto al campo eléctrico y las mediciones se registran. Como ya observamos, los campos eléctricos varian segun donde nos encontremos y según el clima. Es por eso que dependiendo del campo electrico que queramos medir, es en donde vamos a colocar el detector o molino. Aún asi, no me quedo muy claro como funciona este aparato, pero espero que más adelante encuentra más información.

Principales Contribuyentes al estudio de la Electricidad.

-Robert Boyle afirmó en 1675 que la atracción y repulsión pueden producirse en el vacío.
-Benjamin Franklin, en 1752, experimentó con la electricidad haciendo volar una ccometa durante una tormenta y formuló una teoría sobre un fluido que explicara la presencia de cargas positivas y negativas.
-Charles-Augustin de Coulomb, en 1777, inventó una balanza de torsión para medir la fuerza de repulsión y atracción eléctrica. Creo la ley de Coulomb.
-Michael Faraday, en 11831, descubrió que se generaba una corriente eléctrica en un conductor que se exponía a un campo magnético variable.
-Alessandro Volta descubrió que las reacciones químicas podían generar cargas positivas (cationes) y negativas (aniones). Creando así, la primera pila voltáica.
-Georg Ohm, en 1827 dio una relación (Ley de Ohm) que liga la tensión entre dos puntos de un circuito y la intensidad de corriente que pasa por él, definiendo la resistencia eléctrica.
-En 1878, Thomas Alva Edison construyó la primera lámpara incandescente con filamentos de bambú carbonizado.
Y así, como podemos ver, a lo largo de la historia, científicos han encontrado nuevos usos y nuevas formas de manejar y crear electricidad.

Coulomb y Su Ley

Charles-Augustin de Coulomb nació en Francia en 1736. Fue físico e ingeniero militar que se dedicó a describir de manera matemática y no filosófica la atracción entre cargas eléctricas. Su mayor contribución fue con respecto a la electroestática y al magnetismo. La ley de coulomb dice: la fuerza entre las cargas eléctricas es proporcional al producto de las cargas individuales es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Coulomb hizo que la física pasara de ser una ciencia filosófica natural a una ciencia exacta.

Tipos de Redistribución de Cargas

-Por contacto: Este se refiere a darle una carga a un objeto que se encuentra en un estado neutro, cuando entra en contacto con otro objeto previamente cargado, ya sea de manera positiva o negativa.
- Por Frotamiento: Este se da cuando dos objetos neutros se frotan, obteniendo uno una carga positiva y otro una carga negativa.
- Por Inducción: Este es como el que vimos en clase. Ocurre sin contacto entre el objeto cargado y el objeto neutro. Consiste en separar las cargas dentro del objeto neutro por medio de la carga positiva o negativa del objeto cargado. Para así después quitarle ya sea carga positiva o negativa del objeto neutro, dejándolo con una carga específica.
- Por efecto fotoeléctrico: Ocurre cuando un objeto libera electrones al recibir o absorber luz.
-Por electrólisis: Ocurre cuando una sustancia o compuesto se separa en iones positivos (cationes) e iones negativos (aniones) al encontrarse en una solución. Si se introducen un ánodo y un cátodo, los aniones se unirán con el cátodo y los cationes con el ánodo.
-Por efecto termo eléctrico: Ocurre entre dos materiales, usualmente metales que se encuentran unidos y tienen una diferencia de temperatura entre ellos. Existirá una corriente eléctrica siempre y cuando exista una diferencia de temperatura.

La Electricidad

Bueno pues primero que nada, leí sobre lo que era la electricidad. La electricidad, es un fenómeno físico, químico pero también natural que se manifiesta a través de los electrones contenidos en los átomos. Se le considera un fluido, que fluye de un lugar a otro debido a una diferencia de potencial. Esta diferencia se da ya que existen dos cargas eléctricas distintas, positiva (menor cantidad de electrones) y negativa (mayor cantidad de electrones). Cargas distintas se atraen y cargas iguales se repelen.

Hay muchos experimentos que surgieron a lo largo de la historia y que dieron origen al descubrimiento de la electricidad. Leí que en Grecia, un filósofo descubrió la estática al frotar una varilla de ámbar con pieles, pudiendo crear hasta una chispa. Otro experimento, fue el que realizó Benjamin Franklin, volando una comenta en una tormenta eléctrica. Con esto, demostró, que los rayos se generaban debido a una diferencia de potencial y que esta electricidad era un estilo de fluido que se daba debido a cargas negativas y positivas. En fin, existieron muchos experimentos tanto físicos (Benjamin Franklin) como químicos (El de Alessandro Volta y la diferencia de potencial generado en una solución con un ánodo y un cátodo) que demuestran la existencia de la electricidad, así como su necesidad.

Respuesta a la Duda Relacionada con los Rayos

Bueno pues a lo largo de la semana, estuve tratando de resolver mi duda con respecto a la carga de la tierra y el funcionamiento de los rayos. Por fin pude llegar a comprender lo que sucede. En climas normales, la carga de la tierra es negativa, pero debido a las corrientes de aire y otros factores, la tierra empieza a atraer cargas positivas. Llega un punto en el que la tierra queda sobrecargada positivamente y es aquí cuando llegan las tormentas eléctricas para poder asi devolver a la tierra su carga original. Gracias por la explicación Bessy.

La Carga de la Tierra y el Funcionamiento de los Rayos.

Hoy, estuve investigando sobre la carga de la tierra y el funcionamiento de los rayos. Creo que llegué a comprender bastante bien, solo que me quedó una duda con respecto a la relación entre estos dos temas. Leí que los rayos se generan debido a la diferencia de potencial creado en las nubes. Las corrientes de viento, generan turbulencia en las nubes, haciendo que pequeñas partículas de hielo y agua choquen entre sí. Las partículas entonces comienzan a cargarse eléctricamente (La partículas mas pesadas de manera negativa y las menos pesadas de manera positiva). La gravedad y el aire, separan entonces las cargas, de manera que las partículas positivas suben y las negativas bajan. Hasta aquí, entendí perfectamente, el problema llegó cuando investigue sobre la carga de la tierra. Encontre que la tierra tiene una carga negativa, pero en el dibujo que se se muestra, se ve claramente que la tierra tiene carga positiva haciendo así, que la carga negativa de la parte inferior de la nube, sea atraída por la parte positiva de la tierra, creandose así los rayos. Espero resolver esta duda para poder entender mejor el funcionamiento de los rayos sin que encuentre contradicciones que seguro y tienen una explicación.