FÍSICA II

FLUIDOS.

Se denomina fluidos a los estados de la materia que pueden fluir, es decir, pasar a través de un orificio.

Los fluidos pueden ser líquidos y gases, ya que ninguno de los dos puede conservar una forma estable. No obstante, la diferencia entre ellos es que los primeros se adaptan a la forma del contenedor que los aloja, mientras que los segundos tienen menor atracción entre sus partículas, por lo que pueden ser comprimidos, careciendo tanto de volumen como de forma.
Ejemplos
El agua que fluye por un río.
El aire que respiramos.
El aceite en una freidora.
El vapor de agua en una taza de té caliente.
El petróleo en un motor de automóvil.

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS FLUIDOS.

COHESIÓN.

Acción y efecto de reunirse o adherirse las cosas entre sí o la materia de que están formadas, es la fuerza de atracción que mantiene unidas a las moléculas de una misma sustancia, la atracción molecular entre moléculas semejantes de un líquido recibe el nombre de fuerza cohesiva.
Ésta fuerza da origen a la cohesión, o sea, a la tendencia de un líquido a permanecer como un conjunto de partículas.

ADHESIÓN.

Propiedad de la materia por la que dos superficies de la misma sustancia o de sustancias distintas se unen cuando entran en contacto, permaneciendo juntas por fuerzas intermoleculares.
Esto no es lo mismo que la cohesión, puesto que ésta es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro del mismo cuerpo o entre moléculas similares. La adhesión, en cambio, es la interacción entre las superficies de distintos cuerpos.
Ejemplos de la cohesión y adhesión.
La cohesión hace que el agua forme gotas, la tensión superficial las mantiene esféricas y la adhesión las mantiene en su sitio (en la hoja de una planta, por ejemplo).
Debido a la adhesión, el agua se pega a una superficie de cristal limpia, el yeso en la pizarra y los materiales adhesivos le permiten pegar sellos en los sobres, pegar porcelana rota y unir chapas de madera a madera contrachapada.

TENSION SUPERFICIAL.

La tensión superficial es la fuerza que se da de forma tangencial y por unidad de longitud en el borde de la superficie libre de un líquido que se encuentra en equilibrio. Esta fuerza contrae la superficie del líquido.
En última instancia, la tensión superficial se produce porque las fuerzas que se dan en las moléculas del líquido son diferentes en la superficie del líquido que las que se dan en el interior.
Ejemplo: Insectos sobre el agua: Algunos insectos, como los zapateros o las chinches de agua, pueden caminar sobre la superficie del agua sin hundirse. Esto se debe a la tensión superficial del agua. Las patas de estos insectos apenas rompen la superficie del agua debido a la fuerza de la tensión superficial, lo que les permite flotar y moverse sobre ella.

VISCOSIDAD

Resistencia que ofrece un fluido al flujo, relación entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación de un fluido. La viscosidad se mide en unidades como el Pascales segundo (Pa·s) o el centipoise (cP), y se puede determinar mediante diferentes técnicas, como la viscosimetría capilar o la rotación de un cilindro en un baño de fluido.
Depende de diversos factores como la temperatura, la presión y del tipo de fluido y su composición molecular. En general, la viscosidad disminuye al aumentar la temperatura o la presión.
Ejemplo: Miel
La miel, al igual que la mostaza y el kétchup, son ejemplos de líquidos viscosos o espesos. Es un fluido que producen las abejas a partir del néctar de las flores o excrementos de partes vivas de las plantas. Se puede afirmar que la miel es uno de los fluidos animales más viscosos y a su vez más dulces.
Sin embargo, a veces la miel puede presentar distintos grados de viscosidad debido al procesamiento posterior a su captura. Algunas veces mezclan la miel con azúcar y otros elementos para comercializarla y esto hace que pierda viscosidad.

CAPILARIDAD.

Propiedad de los fluidos que les permite ascender o descender por un tubo capilar, es la propiedad que posibilita, en parte, el ascenso de agua por el interior de las plantas.
Un líquido asciende por el tubo capilar cuando las fuerzas de cohesión son menores que las de adhesión entre el líquido y las paredes del tubo.
De este modo, el líquido seguirá
subiendo hasta que el valor de la tensión superficial se iguale con el peso del líquido contenido en el tubo capilar.
Si las fuerzas de cohesión son superiores a las de adhesión, la tensión superficial hará descender al líquido y la forma de su superficie será convexa.
Ejemplo. Tensión superficial en hojas

Al igual que ocurre con los insectos, la tensión superficial que se crea hace que la hoja o algunas flores floten en el agua sin que se hundan, pese a que su peso es mayor que el del agua.

COMPRESIBILIDAD.

Sustancia o material es el cambio de volumen que experimenta cuando es sometida a un cambio de presión. Por lo general, el volumen disminuye al aplicar una presión sobre un sistema u objeto, en algunas reacciones químicas puede suceder esto, y en los gases también, ya que, al aumentar la frecuencia de las colisiones, las fuerzas repulsivas van tomando lugar.
Ejemplos.
Cuando se sumerge en agua una lata llena de aire, la lata disminuye su volumen debido a la presión que el agua ejerce sobre ella.
Los tanques de buceo se llenan de aire comprimido para que pueda entrar una mayor cantidad de aire en un mismo volumen.

INCOMPRESIBILIDAD.

La incompresibilidad es una cualidad que se refiere a la incapacidad de un material o sustancia para ser comprimido o reducido en volumen bajo la acción de una fuerza externa. En otras palabras, un material incompresible no puede ser comprimido o deformado fácilmente cuando se le aplica presión.

Esta propiedad es comúnmente observada en líquidos y sólidos, ya que las partículas que los componen están muy cerca unas de otras y no pueden ser comprimidas sin que se rompan las fuerzas de atracción entre ellas.
Ejemplos.
Agua: Su densidad y volumen permanecen constantes incluso cuando se aplica presión.
Jugo: Similar al agua, no se comprime significativamente.
Aceite: Mantiene su densidad y volumen sin cambios bajo presión.

DENSIDAD.

Es una magnitud escalar que, en general, se mide en kg/m³ o g/cm³. Mide la cantidad de materia por volumen determinado de una sustancia, independientemente del tamaño y de la masa.

Su fórmula es: ρ= m/v

Ejemplos.
La densidad del acero es mayor que la del algodón, ya que un kilo de acero ocupa menos volumen que un kilo de algodón.
La densidad del agua es mayor que la del vapor de agua, puesto que hay más moléculas en un litro de agua que en un litro de vapor.
Ejemplos de densidad de algunas sustancias.
La densidad del hielo (a 0 °C) es de 0,92 g/mL
La densidad del uranio es de 18,7 g/mL.
Densidad del helio (un gas) es de 0,000178 g/mL
Problema. ¿Cuál es la masa de una esfera hecha de osmio de 15 cm de radio?
Partiendo de la ecuación de la densidad: ρ= m/v
Se despeja la masa como: m = ρ∙V
Hace falta calcular el volumen de la esfera, el cual viene dado por la fórmula:
$V=\frac{4}{3}\pi r^{3}$
Siendo r el radio de la esfera. Como la densidad del osmio es 22570 kg/m3, conviene expresar los 15 cm en metros:
r = 15 cm = 15 × 10−2 m
V = (4/3)π×(15 × 10−2 m)3 = 0.01414 m3

Este valor se sustituye en el despeje de la masa:

m = ρ∙V = 22570 kg/m3 × 0.01414 m3 = 319.1 kg

PESO ESPECÍFICO.

Es la razón entre el peso de una cantidad de una sustancia y su volumen, medida según el Sistema Internacional en Newtons por metro cúbico (N//m³).
Por ejemplo, sabemos que la densidad del agua es aproximadamente de 1000 kg/m3, entonces si la gravedad es de 9,8 m/s2, su peso específico será:
También podríamos haber hecho el cálculo del peso específico midiendo la masa de un determinado volumen de agua, aunque en realidad la relación entre estas dos propiedades nos proporciona la densidad del material.
Problema. Calcula el peso de un cilindro de aluminio de 5 cm de radio y 4 dm de altura. El peso específico del aluminio es de 2,7
Debemos recordar la fórmula de calculo para el volúmen de un cilindro.

V = ∏ x r² x h

Donde:
r = radio
h = altura.
V = 3,14 x 25 cm² x 40 cm

Los 4 dm pasados a cm dan 40 cm y 5 cm elevados al cuadrado dan como resultado 25 cm².

V = 3140 cm³.

Ahora podemos calcular el peso a partir de la fórmula de peso específico.

Peso = Pe x V

Peso = 2,7 grs/cm³ x 3140 cm³

Las unidades de volumen quedan canceladas y finalmente el peso nos queda en gramos como corresponde.
Resultado: Peso = 8478 grs.

HIDROSTÁTICA.

La hidrostática o la estática de fluidos es el estudió de las propiedades de los fluidos en reposo en situaciones de equilibrio, esta se basa en las primera y terceras leyes de Newton.

Hidráulica.

Estudia los fluidos y su comportamiento cuando interactúan con otras sustancias, así como sus propiedades y aplicaciones
Dos ramas:
Hidrostática. Fluido, estado de reposo
Hidrodinámica. Movimiento.

PRESIÓN.

La presión es la fuerza ejercida por unidad de área. Imagina que tienes un objeto pequeño y pesado, como un ladrillo. Si lo colocas sobre una mesa, ejerce una presión sobre la superficie de la mesa debido a su peso. Cuanto más pequeña sea el área en la que se apoya, mayor será la presión.
Ejemplo: Si aprietas un clavo con el dedo, sientes presión en el área en contacto con el clavo.
Cantidad de fuerza perpendicular aplicada sobre una superficie, esto es:

Problema: ¿Cuál es la presión ejercida por una fuerza de 120 N que actúa sobre una superficie de 0.040 metros cuadrados?

Solución: Para ello vamos a tomar nuestros datos que el problema nos provee, por ejemplo nos da una fuerza de 120 N, y a su vez un área de 0.040

PRINCIPIO DE PASCAL.

Ley que establece que la fuerza aplicada en la superficie de un fluido en reposo (es decir, la velocidad de sus partículas es cero) e incompresible se transmite con la misma intensidad en todas las direcciones de dicha sustancia; siempre que el recipiente en el que se encuentre no se deforme.
Este principio consiste en la explicación que se hace de cómo la presión que ejerce un fluido que se encuentra en equilibrio y que no puede comprimirse, alojado en un recipiente en el cual las paredes no se deforman, se transmite con la misma intensidad en todos los puntos de dicho fluido sin importar la dirección.
Problema.
Calcule la magnitud del torque que se debe aplicar para desplazar la masa.

Solución: Debemos aplicar el principio de Pascal para resolver este problema:

Debido a que nos interesa la fuerza aplicada en el área 1 para luego relacionarla con el torque, es a esta a la que vamos a despejar.

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES.

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja». Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons (en el SIU).

El principio de Arquímedes se formula así: E =mg= ρf g V
Donde:
E es el empuje,
ρf es la densidad del fluido
V el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo
g la aceleración de la gravedad
m la masa, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar.
El principio afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado.
Problema. Un enorme globo de helio es capaz de sostener en equilibrio (sin subir ni descender) a una persona.
Suponga que el peso de la persona, más la canasta, cuerdas y globo es de 70 kg. ¿Cuál es el volumen de helio necesario para que esto ocurra? ¿Qué tamaño ha de tener el globo?

Solución
Empuje es producido principalmente por el volumen de helio y que el empuje del resto de los componentes es muy pequeño en comparación con el del helio que ocupa mucho más volumen.

En este caso, se requerirá de un volumen de helio capaz de proporcionar un empuje de 70 kg + el peso del helio.
El empuje es el producto del volumen de helio por la densidad del helio por la aceleración de gravedad. Ese empuje debe compensar el peso del helio más el peso de todo el resto.

Da⋅V⋅g = Da⋅V⋅g + M⋅g

de donde se concluye que V = M / (Da – Dh)

V = 70 kg / (1.25 – 0,18)kg/m^3 = 65.4 m^3

Es decir, se requieren de 65.4 m^3 de helio a presión atmosférica para que haya sustentación.

Si suponemos un globo esférico podemos encontrar el radio del mismo a partir de la relación entre el volumen y el radio de una esfera:

V = (4/3)⋅π⋅R^3
Resultado.
De donde R = 2,49 m. Es decir se requerirá de un globo de 5 m de diámetro lleno de helio.

HIDRODINÁMICA.

Fluidos incompresibles, es decir, a los líquidos, pues su densidad prácticamente no varía cuando cambia la presión ejercida sobre ellos,

cuando un fluido se encuentra en movimiento una capa se resiste al movimiento de otra capa que se encuentra paralela y adyacente a ella; a esta resistencia se le llama viscosidad.
Para que un fluido como el agua el petróleo o la gasolina fluyan por una tubería desde una fuente de abastecimiento, hasta los lugares de consumo, es necesario utilizar bombas ya que sin ellas las fuerzas que se oponen al desplazamiento entre las distintas capas de fluido lo impedirán.

GASTO.

Volumen de fluido que se atraviesa el arco de la sección transversal en un segundo
Q=v/t
Q= Gasto en m3/s o cm3/s
v=volumen del fluido en m3 o cm3
t=tiempo en segundos.
Problema. ¿Cuál es el gasto de un líquido que fluye con una velocidad de 10 m/s por una tubería de 90 cm de diámetro?

Solución:

Anotando nuestros datos del problema:

v = 10 m/s

D = 90cm = 0.9m

G = ?

La fórmula que utilizaremos, será la siguiente:
$\displaystyle G=A\cdot v$

Como el área la podemos obtener a partir del diámetro mediante la fórmula del círculo, entonces:

$\displaystyle G=\frac{\pi {{D}^{2}}}{4}\cdot v$
Sustituyendo nuestros datos:

$\displaystyle G=\frac{\pi {{D}^{2}}}{4}\cdot v=\frac{\pi {{(0.9m)}^{2}}}{4}(10\frac{m}{s})=6.36\frac{{{m}^{3}}}{s}$

Obtenemos lo que buscábamos, el gasto.

Respuesta: El gasto es de 6.36 m³/s

FLUJO.

Cantidad de masa en un fluido que atraviesa el área de la sección transversal de un tubo, por segundo.

F= m/t
F=Flujo en jg/s o gr/s
m=Masa del fluido en kg o gr
t=tiempo en s.
Problema: ¿Cuál es el flujo de una tubería por la que fluyen 3.5 m³ de agua en 40 s?

Solución:

Datos, pero teniendo en cuenta que, al ser agua, entonces tendremos que considerar su densidad:

V = 3.5 m³ (es el agua que fluye)

t = 40 s

F = ?

ρ(agua) = 1000 kg/m³

La fórmula que usaremos, será la siguiente:
$\displaystyle F=\rho \frac{V}{t}$

Sustituyendo datos en nuestra fórmula:
$\displaystyle F=\rho \frac{V}{t}=\left( 1000\frac{kg}{{{m}^{3}}} \right)\left( \frac{3.5{{m}^{3}}}{40s} \right)=87.5\frac{kg}{s}$

Resultado: Por lo que el flujo será de 87.5 kg/s

ECUACIÓN DE CONTINUIDAD

Fluido imprescindible establece que la masa total de un fluido que circula por un tubo sin pérdidas ni ganancias, se mantiene constante. La masa se conserva sin cambios a medida que el fluido se desplaza
v1=v2
A1d1=A2d2
Cómo=vt, tenemos=A1v1t=A2v2t2
A1v1=A1v2
La ecuación de continuidad nos indica que el gasto es constante, equivale a la expresión
Q1=Q2

Problema. Se tiene una tubería de sección transversal variable a través de la cual fluye agua. En determinado punto, el área de la sección transversal es 0.070 m2 y la rapidez del agua es 3.50 m/s. Calcular:

a) La rapidez del agua en otro punto de la tubería cuya área de sección transversal es 0.105 m2.

b) El volumen de agua que se descarga por un extremo abierto en 1 hora.

SOLUCIÓN A
Se emplea la ecuación de continuidad, igualando el caudal del primer punto con el caudal del segundo. El caudal es:

Q = A ∙ v

Por continuidad:

Q1 = Q2

A1 ∙ v1 = A2 ∙ v2

Ahora sustituyen los datos suministrados por el enunciado:

A1 = 0.070 m2
v1 = 3.50 m/s
A2 = 0.105 m2
v2 =?
Y se despeja v2:
$v_{2}=\frac{A_{1}\cdot v_{1}}{A_{2}}=\frac{0.070 \: m^{2}\times 3.50\: m/s}{0.105 \: m^{2}}=2.33 \: m/s$

SOLUCIÓN B
Dado que el caudal también es el volumen por unidad de tiempo, se tiene que:
$Q=A\cdot v=\frac{V}{\Delta t}$
V = Q∙Δt = (A∙v) Δt

El caudal Q se puede calcular con los datos del punto 1 o los del punto 2, ya que es el mismo en ambos puntos:

Q = A1 ∙ v1 = 0.070 m2 ∙ 3.50 m/s = 0.245 m3 / s

Sabiendo que 1 hora = 3600 s, el volumen de agua descargado es:

V = Q∙Δt = (0.245 m3 / s) × (3600 s) = 882 m3

Resultado b. En 1 hora se descargan 882 m3 de agua por la tubería.

PRINCIPIO DE BERNOULLI.

Ecuación que nos describe la forma de comportarse que tiene un fluido que se mueve a la larga de una línea de corriente y que nos dice que en un fluido ideal la energía, permanece constante en su recorrido.
Consiste en la aplicación directa del principio que nos habla sobre la conservación de energía el cual nos dice que, si el fluido no intercambia energía con el exterior, entonces debe de permanecer constante, los tres únicos tipos de energía que tiene un fluido y que pueden cambiar de un punto a otro en el momento de la conducción. Estos tipos son la energía cinética, energía potencial gravitatoria y la energía hidrostática.
Problema: Del punto A al punto B de la tubería fluye agua a 10°C a razón de 0.37 m³/s si la presión en A es de 66.2kPa, calcule la presión en B.
Solución: Presión en el punto B. Recordemos entonces la fórmula del principio de Bernoulli
$\displaystyle \frac{{{v}_{1}}^{2}}{2}+g{{h}_{1}}+\frac{{{p}_{1}}}{{{\rho }_{1}}}=\frac{{{v}_{2}}^{2}}{2}+g{{h}_{2}}+\frac{{{p}_{2}}}{{{\rho }_{2}}}$
Como estamos hablando en términos de A y B, podemos quitar a 1 y 2 y poner la ecuación en términos de A y B.

$\displaystyle \frac{{{v}_{A}}^{2}}{2}+g{{h}_{A}}+\frac{{{p}_{A}}}{{{\rho }_{A}}}=\frac{{{v}_{B}}^{2}}{2}+g{{h}_{B}}+\frac{{{p}_{B}}}{{{\rho }_{B}}}$

Despejando a la presión en B "Pb"
$\displaystyle \frac{{{p}_{B}}}{{{\rho }_{B}}}=\frac{{{v}_{A}}^{2}}{2}+g{{h}_{A}}+\frac{{{p}_{A}}}{{{\rho }_{A}}}-\frac{{{v}_{B}}^{2}}{2}-g{{h}_{B}}$

Recordemos que tanto la densidad en A como la densidad en B es la misma, porque se trata del agua. Entonces la podemos simplificar:
$\displaystyle {{p}_{B}}=\frac{{{\rho }_{B}}{{v}_{A}}^{2}}{2}+g{{h}_{A}}{{\rho }_{B}}+{{p}_{A}}-\frac{{{\rho }_{B}}{{v}_{B}}^{2}}{2}-g{{h}_{B}}{{\rho }_{B}}$
Ordenando nuestra fórmula:
$\displaystyle {{p}_{B}}={{p}_{A}}+\frac{{{\rho }_{B}}{{v}_{A}}^{2}}{2}-\frac{{{\rho }_{B}}{{v}_{B}}^{2}}{2}+g{{h}_{A}}{{\rho }_{B}}-g{{h}_{B}}{{\rho }_{B}}$
Factorizando nuestra fórmula:
$\displaystyle {{p}_{B}}={{p}_{A}}+\frac{{{\rho }_{B}}}{2}\left( {{v}_{A}}^{2}-{{v}_{B}}^{2} \right)+g{{\rho }_{B}}\left( {{h}_{A}}-{{h}_{B}} \right)$

$\displaystyle {{p}_{B}}={{p}_{A}}+{{\rho }_{B}}\left[ \left( \frac{{{v}_{A}}^{2}-{{v}_{B}}^{2}}{2} \right)+g\left( {{h}_{A}}-{{h}_{B}} \right) \right]$
Ahora si, podemos decir que ya hemos obtenido la fórmula que aplicaremos para la solución del ejercicio.

Datos del problema:
$\displaystyle {{h}_{A}}=0m$

$\displaystyle {{h}_{B}}=4.5m$

$\displaystyle {{d}_{A}}=300mm\left( \frac{1m}{1000mm} \right)=0.3m$

$\displaystyle {{d}_{B}}=600mm\left( \frac{1m}{1000mm} \right)=0.6m$

$\displaystyle {{p}_{A}}=66.2kPa$

$\displaystyle G=0.37\frac{{{m}^{3}}}{s}$

$\displaystyle {{\rho }_{agua}}=1000\frac{kg}{{{m}^{3}}}$

a) Encontrando la presión en el punto B

Si analizamos bien el ejercicio, nos daremos cuenta que no contamos con la velocidad en A ni la velocidad en B, por lo tanto es importante poder calcularlos. Y esto más fácil aún cuando contamos con el dato del Gasto.
$\displaystyle {{G}_{A}}={{A}_{A}}{{v}_{A}}$

Despejando a la velocidad en A y calculando.
$\displaystyle {{v}_{A}}=\frac{{{G}_{A}}}{{{A}_{A}}}=\frac{0.37\frac{kg}{{{m}^{3}}}}{\frac{\pi {{\left( 0.3m \right)}^{2}}}{4}}=5.23\frac{m}{s}$

Para calcular la velocidad en B, aplicamos el principio de la ecuación de continuidad:
$\displaystyle {{A}_{A}}{{v}_{A}}={{A}_{B}}{{v}_{B}}$
Qué también la podemos escribir de esta forma:
$\displaystyle {{G}_{A}}={{A}_{B}}{{v}_{B}}$

Si despejamos a la velocidad en V, entonces obtendremos lo siguiente:
$\displaystyle {{v}_{B}}=\frac{{{G}_{A}}}{{{A}_{B}}}=\frac{0.37\frac{kg}{{{m}^{3}}}}{\frac{\pi {{\left( 0.6m \right)}^{2}}}{4}}=1.31\frac{m}{s}$
Resolver la presión en B
$\displaystyle {{p}_{B}}={{p}_{A}}+{{\rho }_{B}}\left[ \left( \frac{{{v}_{A}}^{2}-{{v}_{B}}^{2}}{2} \right)+g\left( {{h}_{A}}-{{h}_{B}} \right) \right]$
Sustituyendo nuestros datos en la fórmula:
$\displaystyle {{p}_{B}}=66.2kPa+1000\frac{kg}{{{m}^{3}}}\left[ \left( \frac{{{5.23}^{2}}-{{1.31}^{2}}}{2} \right)+9.81\frac{m}{{{s}^{2}}}\left( 0-4.5 \right) \right]$

$\displaystyle {{p}_{B}}=66.2kPa+1000\frac{kg}{{{m}^{3}}}\left[ 12.82+9.81\frac{m}{{{s}^{2}}}\left( -4.5 \right) \right]$

$\displaystyle {{p}_{B}}=66.2kPa+1000\frac{kg}{{{m}^{3}}}\left( 12.82-44.145 \right)$

$\displaystyle {{p}_{B}}=66.2kPa+1000\frac{kg}{{{m}^{3}}}\left( -31.325 \right)$

$\displaystyle {{p}_{B}}=66.2kPa-31325Pa=34875Pa=34.87kPa$

Es decir que nuestra presión en el punto B es de 34,875 Pascales = 34.87 kPa
Resultado:
$\displaystyle {{p}_{B}}=34.87kPa$

TEOREMA DE TORRICELLI.

La velocidad que adquiere contiene en un depósito al salir por una perforación, es igual a la velocidad que adquiere un cuerpo en caída libre soltado desde la superficie libre del fluido.
v=√ (2gh)
V=Velocidad de salida de un fluido
g= la aceleración de la fuerza de gravedad 9.81m/s2
h=la altura del nivel del líquido sobre el orificio

Problema. Determinar la magnitud de la velocidad con la que sale un líquido por un orificio localizado a una profundidad de 2.6 metros en un tanque de almacenamiento.

Obtener la magnitud de la velocidad
Datos:
$\displaystyle h=2.6m$

$\displaystyle g=9.8\frac{m}{{{s}^{2}}}$

a) Obteniendo la magnitud de la velocidad

Si revisamos la fórmula principal del teorema de torricelli, observamos que:

$\displaystyle v=\sqrt{2gh}$

Si sustituimos nuestros datos en la fórmula, de manera directa podremos encontrar el resultado.

$\displaystyle v=\sqrt{2gh}=\sqrt{2(9.8\frac{m}{{{s}^{2}}})(2.6m)}=\sqrt{50.96}=7.14\frac{m}{s}$

Por lo que obtenemos una velocidad de 7.14 m/s

Resultado:
$\displaystyle v=7.14\frac{m}{s}$

FORMA.

Figura que posee un cuerpo en su exteriorización, así reconocemos formas rectangulares, cuadradas, redondas, rectangulares, etcétera, y distintas formas en un mismo cuerpo.

VOLUMEN

Cantidad de espacio que ocupa un cuerpo a una sustancia.

PRESIÓN ABSOLUTA.

La presión absoluta es la que se mide en comparación con el vacío absoluto, por lo cual siempre es una cantidad positiva. Esto tiene sentido, ya que en el vacío no hay materia alguna que ejerza fuerza, y en consecuencia no hay presión.

Problema. Un manómetro se conecta a una cámara, arrojando una medida de 24 kPa, en un lugar donde la presión atmosférica es de 92 kPa. ¿Cuál es la presión absoluta de la cámara?

Solución
Un kPa equivale a 1000 Pa, pero como ambos datos están en las mismas unidades, se pueden sumar sin problemas y al final hacer una conversión a pascal si se desea.

Utilizando la ecuación: Pab = Patm + Pman y sustituyendo valores queda:
Resultado: Pab = 92 kPa + 24 kPa = 116 kPa = 116000 Pa

PRESION RELATIVA.

Se mide siempre respecto a otra que se toma como referencia, siendo la más usual la que ejerce la masa gaseosa que envuelve a la Tierra: nuestra atmósfera, ya que siempre estamos sujetos a ella.

Por este motivo la mayoría de los instrumentos utilizados para medir presión, llamados manómetros, están calibrados para que el cero corresponda precisamente a dicha presión atmosférica.

Problema. Un tanque contiene gasolina y glicerina, dos líquidos no miscibles (no se mezclan) a las alturas indicadas. ¿Cuál es la presión manométrica en el fondo del tanque? Se anexan los pesos específicos, denotados con la letra griega γ, de cada fluido:

γgas = 45.3 lb/ft3

γgly = 78.7 lb/ft3

Solución
El peso específico γ de un fluido es el producto de su densidad por la aceleración de gravedad, por lo tanto la ecuación de la presión relativa se puede expresar así:

Prel = γ.y

La presión relativa en el fondo del tanque se debe tanto al peso de la columna de glicerina como el de la gasolina y es independiente de la forma del tanque:

Prel = γgas . yAB + γgly . yBC = (45.3 x 2 + 78.7 x 3) lb/ft2 = 326.7 lb/ft2

PRESIÓN ATMOSFÉRICA.

Fuerza por unidad de área que ejerce la atmósfera terrestre, utilizándose el pascal como unidad de medida de la presión en el Sistema Internacional de medidas SI, tanto para la presión atmosférica como cualquier otra.

Al emplear instrumentos como un medidor de presión para neumáticos, por ejemplo, lo que en realidad medimos es la diferencia que existe entre la presión del neumático y la que ejerce la atmósfera. Sin embargo, también existen instrumentos para medir la presión absoluta, los barómetros.

Pab = Patm + Pman
Problema: ¿Cuál es la presión ejercida por una fuerza de 140 N que actúa sobre una superficie de 0.030 m²?
Datos:

F = 140 N

A = 0.030 m²

P = ?

La fórmula de la presión atmosférica es:
$\displaystyle P=\frac{F}{A}$
Sustituyendo nuestros datos:
$\displaystyle P=\frac{F}{A}=\frac{140N}{0.030{{m}^{2}}}=4666.67Pa$
Respuesta: La presión ejercida es de 4666.67 Pa

Segundo parcial

TERMOLOGÍA

Retomando la idea de termología, suele orientarse al análisis de los efectos provocados por el calor. Al área de la termología centrada en medir la temperatura de sistemas o cuerpos se la conoce como termometría. Por otra parte, puede relacionarse la termología con la calorimetría: la especialización de la física que examina la medición del calor.
Uno de los objetivos de la termología es determinar cómo reacciona la materia a diferentes temperaturas. Las células, por ejemplo, se mueven más o menos según el nivel de calor: esto quiere decir que, de acuerdo a la intensidad de calor, un cuerpo experimentará diversas reacciones a nivel celular.
La termología indica generalmente el estudio de la física inherente en la naturaleza y de los efectos del calor.

Por ejemplo, son parte de termología y termometría (medición de la temperatura) y calorimetría (medir la cantidad de calor involucrado en diversos fenómenos).
Los orígenes de la termología se remontan al siglo xviii, cuando la naturaleza energética del calor se definió por primera vez como una sustancia calórica. El tratamiento de la propagación del calor en termología es de naturaleza clásica y no considera los efectos cuánticos como transporte debido a los fonones. La termología encuentra una aplicación importante en la medicina porque realiza métodos diagnósticos de tumores no invasivos mediante el estudio de la vascularización de los tejidos.

Temperatura y su medición
La temperatura es la medida de la capacidad que tiene un sistema para absorber o ceder calor, debido a la energía cinética promedio que se almacena en sus moléculas.
Si la temperatura es una medida, es obvio que necesitamos de un instrumento para realizar tal medición, en general, empleamos un dispositivo denominado termómetro. En los comercios especializados y algunos no tanto) podemos encontrar una gran variedad de termómetros. Éstos se basan en diferentes principios para medir la temperatura de un sistema; para nuestro estudio, consideraremos el más común, que se basa en las propiedades de un líquido que se introduce en una columna capilar de vidrio.
El principio de funcionamiento es relativamente sencillo: la elevación o disminución de la temperatura produce un cambio en el volumen de tal manera que la columna líquida se expande o se contrae, y de acuerdo a una referencia fija, se establece la temperatura del objeto en el que se coloca el termómetro.
Para especificar la temperatura empleamos una escala termométrica, la cual se emplea según determinados acuerdos y convenciones.
Las escalas que hoy en día empleamos son la Celsius (o centígrada), la
Fahrenheit y la Kelvin (o absoluta).
La escala Celsius (°C) se basa en el cambio de estado del agua a la presión atmosférica: sólido a líquido y líquido a vapor; éstos se toman como referencia porque el punto inferior de la escala corresponde al equilibrio térmico entre el hielo y el agua, es decir, el punto de fusión del hielo (o punto de congelación del agua), y como referencia superior* se toma el punto de equilibrio térmico entre el agua y el vapor, el cual corresponde al punto de ebullición del agua. A los puntos que mencionamos se les asignan en forma arbitraria los valores de 0°C y 100°C respectivamente, para de esta forma realizar una división en 100 partes iguales (de ahí que se le denomine centígrada) para establecer interv los de 1°C en el instrumento de medición.

Calor y sus unidades de medida
Quizás en alguna ocasión tuviste la necesidad de preparar tus alimentos y al encender la es ufa colocaste sobre las hornillas un recipiente para calentar la comida. Cuando dabas por hecho que estaba lista, al tomar el recipiente sin protección alguna.. ¡zas!, te quemaste, así que lo soltaste de inmediato. ¿Qué sucede? Es algo simple, la energía que se almacena en el objeto fluye hacia tu mano, pues la temperatura de ésta es menor en ese instante a la del recipiente que usaste. Sí en este momento pudieras tomar un trozo de hielo notarías que tu mano reduce su temperatura y que el hielo empieza a cambiar su estado de sólido a líquido.
La observación de las situaciones anteriores nos permite afirmar en términos generales que:
La transferencia de energía sucede en forma espontánea en un sentido tal que el flujo siempre se manifiesta del objeto de mayor temperatura al de menor temperatura.
Antes de definir formalmente el concepto de calor te diremos en forma breve que hacia el siglo XVIII se consideraba que el estado térmico de un cuerpo dependía del calórico.
Esta teoría afirmaba que el calórico era un fluido sin color, sin olor, y cuando entraba en un objeto lo expandía y aumentaba su temperatura, y si salía entonces el cuerpo reducía tanto su temperatura como su tamaño; puesto que no había forma de crearlo, tampoco se podía destruir (que no es más que una noción general de los principios de la conservación de la mate-ria). Sin embargo, el físico Benjamin Thompson, cuando trabajaba en una fábrica de armamento, observó que el agua que se empleaba para evitar el sobrecalentamiento cuando se perforaba un cañón simplemente se evaporaba al entrar en contacto con las superficies, de tal manera que no se podía utilizar de nueva cuenta, y al prestar más atención al proceso de manufac-tura, llegó a la conclusión de que el calor se generaba por el movimiento de las superficies en contacto. A partir de esto, podemos definir que:
El calor es la energía que se transfiere de un sistema de mayor temperatura a otro de menor temperatura. En un solo sistema es factible observar que el calor es el resultado de la energía que se genera por el cambio en el estado de la materia.

Medidas

Es necesario hacer hincapié en el hecho de que ningún objeto de nuestro universo posee calor, la materia sólo posee energía y el flujo de tal energía es lo que nos permite hablar de calor, ya que es energía en tránsito.
En innumerables ocasiones hemos escuchado que se pronostica que en el día hará mucho calor, pues el termómetro alcanzará los 38°C. Ya que hemos aclarado la diferencia entre calor y temperatura, procederemos a establecer las unidades que empleamos para medir la "cantidad de calor" de un cuerpo. En general, las unidades de calor toman como referencia al agua y relacionan su cambio de temperatura con la energía requerida para que se produzca tal efecto.
Las unidades de uso común son las siguientes:
* La caloría (cal) se define como la cantidad de calor necesaria para que un gramo de agua eleve su temperatura en 1°C.
* La Unidad Térmica Británica (BTU, por sus siglas en inglés) del Sistema Inglés de Unidades se define como la cantidad de calor requerida para que una libra de agua eleve su temperatura en un 1°F.
* En el Sistema Internacional de Unidades (sI) emplearemos el joule, el cual se emplea además para medir el trabajo mecánico y la ener-gía, pues no olvidemos que el calor es energía en movimiento. joule (l) = N. m = trabajo requerido para mover un cuerpo la distancia de un metro al aplicarle una fuerza de un newton Algunas equivalencias entre estas unidades son las siguientes: 1 cal = 4.186 J 1 cal = 3.968 x 10-3 BTU
1 BTU = 1055 J
1 BTU = 252 cal
El fundamento físico de la escala Fahrenheit (°F) es un tanto diferen-te: los puntos fijos se establecieron considerando el punto de fusión de una mezcla de cloruros (de amonio y de sodio) y hielo fundente como referencia inferior (0°F), y la temperatura del cuerpo humano como valor superior (100°F), de tal manera que en este caso, la temperatura de congelación del agua corresponde a 32°F y el punto de ebullición se asocia a 212°F, ya que la división de la escala contiene 180 partes igua-les. Gabriel D
Fahrenheit es el inventor del termómetro, de ahí que en
su honor la escala de temperaturas que estableció lleve su apellido.

¿Como se mide la temperatura?
La escala Celsius (°C):
También se conoce como “escala centígrada”, y es la más utilizada para medir la temperatura. En ella, el punto de congelación del agua equivale acero grados centígrados y su punto de ebullición a cien grados centígrados.

La escala Fahrenheit (°F):
Es la medida utilizada por los países de habla inglesa. En esta escala, el punto de congelación del agua ocurre a los treinta y dos grados Fahrenheit y su punto de ebullición a los doscientos doce grados Fahrenheit.

La escala Kelvin (K):
Es la medida que se utiliza en la ciencia y establece el “cero absoluto” como un punto que indica que el objeto no desprende ningún calor y equivale a menos doscientos setenta y tres coma quince grados centígrados.

La escala Kelvin (K):
Es la medida que se utiliza en la ciencia y establece el “cero absoluto” como un punto que indica que el objeto no desprende ningún calor y equivale a menos doscientos setenta y tres coma quince grados centígrados.

DILATACIÓN TÉRMICA

Cuando un cuerpo aumenta su temperatura, las partículas se mueven más deprisa, por lo que necesitan más espacio para desplazarse. Es por ello que el cuerpo necesita aumentar su volumen.
Cuando en lugar de aumentar, la temperatura disminuye, el volumen del cuerpo también lo hace, hablándose en estos casos de contracción térmica.
Estos fenómenos son especialmente importantes a la hora de fabricar determinadas estructuras como por ejemplo las vías de tren. Las industrias que fabrican los rieles los entregan con una longitud de unos 12 m. Es necesario unirlos (generalmente abulonados) para formar las vías. Durante el día la temperatura ambiente que pueden llegar a soportar ronda entorno a los 40° e incluso el acero puede alcanzar una temperatura muy superior. Dicha temperatura provoca dilataciones en las vías favoreciendo que en las uniones se provoquen deformaciones. Por esta razón, justamente en dichas uniones se deja una separación de unos 5 mm denominado junta de dilatación.
El problema de esta separación es que es incompatible con el desplazamiento de los trenes de alta velocidad (250 km/h) ya que generan mucho ruido al circular el tren por ellas y las ruedas y rieles sufrirían roturas. La tecnología moderna ha logrado soldaduras especiales que absorben las dilataciones, por lo tanto hay tramos de muchos kilómetros (varias decenas) sin separaciones aunque en las cercanías de las estaciones de ferrocarril se siguen utilizando ya que por esas zonas los trenes deben disminuir mucho su velocidad.

Dilatación térmica lineal
La dilatación lineal es aquella en la cual predomina la variación en una única dimensión, es decir, en el ancho o en altura del cuerpo. El coeficiente de dilatación para una dimensión lineal cualquiera se puede medir experimentalmente comparando el valor de dicha magnitud antes y después del calentamiento:
El aumento de temperatura en una sustancia origina que las moléculas de la misma se agiten más rápido y tiendan a separarse; lo cual origina una expansión de dicha sustancia, así en los sólidos, líquidos o gases al aumentar su temperatura estos se expanden o dilatan o en caso contrario al disminuir la temperatura estos se contraen.
Para presiones y temperaturas comparables los gases se expanden más que los líquidos y sólidos, a su vez los líquidos se expanden más que los sólidos.

Dilatación térmica superficial
La dilatación térmica superficial es un tipo de dilatación que afecta principalmente al área de una superficie cuando se calienta o se enfría. Se produce en materiales bidimensionales, como láminas, placas o superficies planas. El cambio en el área de una superficie debido a la dilatación térmica superficial está relacionado con el coeficiente de dilatación térmica superficial del material y la variación de temperatura experimentada. Este coeficiente representa la cantidad de cambio en área por unidad de área original por cada grado Celsius de cambio de temperatura. La dilatación térmica superficial es un fenómeno importante en aplicaciones como la construcción de estructuras expuestas a cambios de temperatura, la fabricación de dispositivos ópticos y la ingeniería de materiales compuestos.

Dilatación térmica volumétrica:
La dilatación térmica volumétrica es un tipo de dilatación que afecta al volumen de un objeto cuando se calienta o se enfría. Ocurre en materiales tridimensionales, como sólidos, líquidos o gases. El cambio en el volumen de un material debido a la dilatación térmica volumétrica está relacionado con el coeficiente de dilatación térmica volumétrica del material y la variación de temperatura experimentada. Este coeficiente representa la cantidad de cambio en volumen por unidad de volumen original por cada grado Celsius de cambio de temperatura. La dilatación térmica volumétrica es un fenómeno importante en numerosas aplicaciones, desde la ingeniería estructural hasta la termometría y la fabricación de dispositivos como termómetros de líquido en vidrio.

CALORIMETRIA

La calorimetría es una rama de la física que se enfoca en el estudio de la transferencia de calor entre los sistemas y su entorno. Este campo es fundamental para comprender cómo se intercambia y se transforma la energía térmica en diversos procesos y sistemas físicos. La calorimetría se aplica en una amplia variedad de disciplinas, desde la química y la física hasta la ingeniería y la medicina.
En su esencia, la calorimetría se basa en el principio de conservación de la energía, que establece que la energía no puede ser creada ni destruida, solo transformada de una forma a otra. Al aplicar este principio al estudio del calor, la calorimetría nos permite comprender cómo la energía térmica fluye entre los sistemas y cómo este flujo afecta a las propiedades de los materiales y a los procesos físicos.
Uno de los instrumentos fundamentales en calorimetría es el calorímetro, un dispositivo diseñado para medir la cantidad de calor absorbido o liberado por un sistema durante una reacción o un proceso físico. Los calorímetros pueden variar en diseño y complejidad según la aplicación específica, pero todos operan según el mismo principio básico: aislar el sistema de interés del entorno y medir los cambios de temperatura asociados con la transferencia de calor.
La calorimetría tiene numerosas aplicaciones prácticas en campos como la química, donde se utiliza para determinar la entalpía de reacciones químicas y para estudiar la cinética de las mismas. En la física, la calorimetría se utiliza para investigar las propiedades térmicas de los materiales y para estudiar fenómenos como la transición de fase. Además, la calorimetría encuentra aplicaciones en la ingeniería, donde se utiliza para diseñar sistemas de refrigeración y calefacción eficientes, así como en la medicina, donde se emplea para estudiar el metabolismo humano y diagnosticar enfermedades.
En resumen, la calorimetría es una herramienta poderosa que nos permite comprender cómo se transfiere y se transforma la energía térmica en una variedad de sistemas y procesos. Su aplicación abarca numerosos campos del conocimiento y juega un papel fundamental en nuestra comprensión del mundo físico que nos rodea.

Calor específico
El calor específico es una propiedad física que describe la capacidad de un material para almacenar calor por unidad de masa y por grado de temperatura. En otras palabras, indica cuánto calor se requiere para elevar la temperatura de una cierta cantidad de material en una cantidad determinada.
El calor específico se denota comúnmente con la letra \( c \) y se expresa en unidades de energía por unidad de masa y por grado de temperatura, como julios por kilogramo por grado Celsius (J/kg°C) o calorías por gramo por grado Celsius (cal/g°C).
Los materiales con un alto calor específico requieren más calor para elevar su temperatura, mientras que aquellos con un calor específico más bajo requieren menos calor para alcanzar la misma temperatura. Esta propiedad es importante en una variedad de aplicaciones, desde la ingeniería hasta la climatización y la cocina, ya que afecta la forma en que los materiales almacenan y liberan energía térmica.

Conductividad térmica
La conductividad térmica es una propiedad física que describe la capacidad de un material para conducir el calor a través de él. Se refiere a la velocidad con la que el calor se transfiere a través de un material cuando existe una diferencia de temperatura entre dos puntos del mismo.
La conductividad térmica se denota comúnmente con la letra \( k \) y se mide en unidades de potencia por unidad de área por unidad de diferencia de temperatura, como vatios por metro por grado Celsius (W/m°C) o calorías por segundo por centímetro por grado Celsius (cal/s·cm·°C).
Los materiales con alta conductividad térmica, como los metales, son buenos conductores de calor y permiten que el calor se transfiera rápidamente a través de ellos. Por otro lado, los materiales con baja conductividad térmica, como el aire o los materiales aislantes, son malos conductores de calor y dificultan la transferencia de calor a través de ellos.
La conductividad térmica es una propiedad importante en numerosas aplicaciones, desde la ingeniería de materiales y la construcción de edificios hasta el diseño de dispositivos electrónicos y sistemas de refrigeración. Comprender la conductividad térmica de los materiales es crucial para optimizar el rendimiento y la eficiencia de estos sistemas y aplicaciones.

Calor latente
El calor latente es una forma de energía térmica que se intercambia durante un cambio de fase de un material, como la fusión o la vaporización, a una temperatura constante y sin cambio en la temperatura del material. Se llama "latente" porque está "oculto" o "encubierto" durante el proceso de cambio de fase, ya que no se manifiesta como un cambio de temperatura, sino que se utiliza para romper o formar enlaces moleculares sin afectar la temperatura del material.
Existen dos tipos principales de calor latente: el calor latente de fusión, que es la energía necesaria para cambiar un sólido a un líquido sin cambiar su temperatura, y el calor latente de vaporización, que es la energía necesaria para cambiar un líquido a un gas sin cambiar su temperatura.
El calor latente se expresa comúnmente en unidades de energía por unidad de masa, como julios por kilogramo (J/kg) o calorías por gramo (cal/g). Esta propiedad es fundamental en una variedad de aplicaciones, como la climatización, la refrigeración y la calefacción, así como en la ingeniería de procesos y la meteorología, donde se utiliza para entender y predecir los cambios de fase en los sistemas materiales.

MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DE CALOR

El mecanismo de transmisión de calor es el proceso mediante el cual la energía térmica se transfiere de un cuerpo a otro, o dentro de un mismo cuerpo, debido a una diferencia de temperatura. Este proceso es fundamental para comprender cómo se distribuye y se equilibra la energía térmica en diversos sistemas físicos y naturales.
Existen tres principales mecanismos de transmisión de calor: conducción, convección y radiación.
La conducción es el proceso de transferencia de calor a través de un material, como un sólido, en el que la energía térmica se transmite de una partícula a otra mediante colisiones moleculares. Este proceso es más efectivo en materiales conductores, como los metales, y su velocidad depende de la conductividad térmica del material y del gradiente de temperatura.
La convección es el proceso de transferencia de calor a través de un fluido, como un líquido o un gas, en el que la energía térmica se transporta por el movimiento de las moléculas del fluido. Este proceso puede ser natural, como en el caso del movimiento de aire caliente que genera corrientes ascendentes, o forzado, como en el caso de un ventilador o una bomba.
La radiación es el proceso de transferencia de calor en el que la energía térmica se transmite en forma de ondas electromagnéticas, como la luz infrarroja, sin necesidad de un medio material. Este proceso es especialmente importante en el espacio, donde no hay aire u otros medios para conducir el calor, y es la principal forma de transferencia de calor desde el Sol hasta la Tierra.
La comprensión de estos mecanismos de transmisión de calor es crucial en una variedad de aplicaciones, desde el diseño de sistemas de calefacción y refrigeración hasta la ingeniería de materiales y la predicción del clima. Al comprender cómo se transfiere y se distribuye la energía térmica, podemos diseñar sistemas más eficientes y prever cómo se comportarán los materiales y sistemas en diferentes condiciones ambientales.

Conducción
La conducción es uno de los mecanismos de transmisión de calor y se refiere al proceso mediante el cual la energía térmica se transfiere a través de un material sin que este material se desplace físicamente. En la conducción, la energía térmica se transmite de partícula a partícula a medida que chocan entre sí.
Este proceso ocurre principalmente en materiales sólidos, aunque también puede ocurrir en líquidos y gases, aunque en menor medida. En un material sólido, como un metal, por ejemplo, las partículas están unidas firmemente entre sí y pueden vibrar en su posición. Cuando se aplica calor a un extremo del material, las partículas cercanas a esta región adquieren energía térmica y comienzan a vibrar con mayor amplitud. Estas vibraciones se transmiten a las partículas adyacentes, y así sucesivamente, a lo largo del material, lo que resulta en una transferencia neta de energía térmica a lo largo de toda la muestra.
La conducción es más eficiente en materiales que son buenos conductores de calor, como los metales, y su velocidad de transferencia de calor depende de la conductividad térmica del material y del gradiente de temperatura a lo largo del material.
La conducción térmica juega un papel crucial en una variedad de aplicaciones, desde la transferencia de calor en los sistemas de calefacción y refrigeración hasta la disipación de calor en dispositivos electrónicos y la conducción de calor en la Tierra a través de la corteza terrestre.

Convección
La convección es uno de los mecanismos de transmisión de calor y se refiere al proceso mediante el cual la energía térmica se transfiere a través de un fluido (ya sea líquido o gas) debido al movimiento de dicho fluido. Este movimiento puede ser generado por diferencias de temperatura, densidad o presión en el fluido.
En la convección natural, el fluido caliente tiende a ascender y el fluido más frío tiende a descender, creando corrientes de convección que transportan calor. Por ejemplo, cuando calientas agua en una olla, las capas de agua cercanas al fondo se calientan y se vuelven menos densas, lo que hace que asciendan hacia la superficie. Al mismo tiempo, las capas más frías en la superficie se vuelven más densas y descienden hacia el fondo, creando un ciclo de convección que distribuye el calor por toda la olla.
En la convección forzada, el movimiento del fluido es inducido por una fuerza externa, como un ventilador, una bomba o un movimiento mecánico. Por ejemplo, los radiadores en los sistemas de calefacción central utilizan un ventilador para hacer circular el aire caliente por una habitación, distribuyendo así el calor de manera más eficiente.
La convección juega un papel crucial en una variedad de fenómenos naturales y aplicaciones tecnológicas, desde la formación de nubes y la circulación atmosférica hasta la transferencia de calor en sistemas de refrigeración y la dispersión de contaminantes en el aire. Es un mecanismo importante para redistribuir la energía térmica en diferentes entornos y sistemas.

Radiación
La radiación es uno de los mecanismos de transmisión de calor y se refiere al proceso mediante el cual la energía térmica se transfiere en forma de ondas electromagnéticas a través del vacío o de un medio material. A diferencia de la conducción y la convección, la radiación no requiere un medio material para propagarse, lo que significa que puede ocurrir en el espacio, donde no hay aire u otros materiales para conducir el calor.
La radiación térmica se emite continuamente por todos los objetos con una temperatura superior al cero absoluto (-273.15°C). Cuanto mayor sea la temperatura de un objeto, mayor será la cantidad de radiación térmica que emita. Por ejemplo, el Sol emite radiación térmica en forma de luz visible e infrarroja, que viaja a través del espacio y calienta la Tierra.
Los objetos absorben y emiten radiación térmica de acuerdo con su temperatura y propiedades ópticas. Los materiales oscuros tienden a absorber más radiación térmica que los materiales claros, mientras que los materiales reflectantes pueden reflejarla.
La radiación térmica juega un papel crucial en una variedad de fenómenos naturales y aplicaciones tecnológicas, desde el calentamiento de la Tierra por la radiación solar hasta el funcionamiento de los sistemas de calefacción por infrarrojos y la detección remota en la astronomía y la meteorología. Es un mecanismo importante para transferir energía térmica en diversas condiciones y entornos.

ELECTROESTÁTICA

La electrostática es una rama de la física que se enfoca en el estudio de las interacciones entre cargas eléctricas en reposo. Se centra en entender los fenómenos eléctricos que ocurren cuando las cargas están en equilibrio y no se están moviendo.
En el corazón de la electroestática se encuentra la ley fundamental de Coulomb, que establece que las fuerzas entre dos cargas eléctricas son directamente proporcionales al producto de sus magnitudes y inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia que las separa. Esta ley nos permite comprender cómo las cargas interactúan entre sí, atrayéndose si tienen signos opuestos y repeliéndose si tienen el mismo signo.
La electroestática tiene numerosas aplicaciones prácticas en la vida cotidiana y en la tecnología moderna. Por ejemplo, es fundamental en el diseño y funcionamiento de dispositivos electrónicos, como circuitos eléctricos y componentes electrónicos. Además, es crucial en la comprensión de fenómenos naturales, como las tormentas eléctricas y las auroras, así como en aplicaciones médicas, como la electrocardiografía.
Uno de los conceptos importantes en electroestática es el de campo eléctrico, que describe la influencia que una carga eléctrica ejerce sobre las demás cargas en su entorno. Los campos eléctricos pueden ser calculados y representados gráficamente, lo que nos permite predecir el comportamiento de las cargas en presencia de otros campos eléctricos.
En resumen, la electroestática es una disciplina fascinante que nos ayuda a entender cómo interactúan las cargas eléctricas en reposo y cómo estas interacciones influyen en una amplia gama de fenómenos físicos y aplicaciones tecnológicas. Su estudio es fundamental para comprender el mundo que nos rodea y para desarrollar nuevas tecnologías que mejoren nuestras vidas.

Carga térmica
La carga térmica se refiere a la cantidad de calor que debe ser añadida o eliminada de un espacio, sistema o proceso para lograr o mantener una determinada temperatura. En otras palabras, es la cantidad de energía térmica que necesita ser transferida para cambiar la temperatura de un objeto o sistema.
La carga térmica puede ser positiva o negativa, dependiendo de si se requiere añadir o eliminar calor del sistema. Por ejemplo, en un sistema de calefacción, la carga térmica puede ser positiva ya que se necesita añadir calor al ambiente para mantener una temperatura confortable. En cambio, en un sistema de refrigeración, la carga térmica puede ser negativa ya que se necesita eliminar el exceso de calor del ambiente para mantener una temperatura fresca.
La carga térmica se calcula teniendo en cuenta diversos factores, como la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior del sistema, las propiedades térmicas de los materiales involucrados y las tasas de transferencia de calor. Es una consideración importante en el diseño y la operación de sistemas de calefacción, refrigeración y ventilación, así como en la planificación de edificios y en la ingeniería de procesos industriales.

Ley de cargas eléctricas
La ley fundamental que describe las interacciones entre cargas eléctricas se conoce como la Ley de Coulomb, nombrada en honor al físico francés Charles-Augustin de Coulomb, quien la formuló en el siglo XVIII. Esta ley establece que la fuerza entre dos cargas eléctricas es directamente proporcional al producto de sus magnitudes y inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. Matemáticamente, la Ley de Coulomb se expresa de la siguiente manera:

F= K • q1 •q2 / r2

Donde:
- F es la fuerza eléctrica entre las cargas,
- k es la constante de Coulomb, que depende del medio en el que se encuentran las cargas y del sistema de unidades utilizado,
- q_1 y q_2 son las magnitudes de las cargas,
- r es la distancia entre las cargas.
La fuerza eléctrica es atractiva si las cargas tienen signos opuestos (una positiva y otra negativa), y repulsiva si tienen el mismo signo (ambas positivas o ambas negativas).
La Ley de Coulomb es fundamental en el estudio de la electroestática y proporciona una base sólida para comprender cómo interactúan las cargas eléctricas en el universo. Se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones, desde la física y la ingeniería hasta la tecnología moderna, y es esencial para comprender fenómenos naturales como la electricidad atmosférica y el funcionamiento de dispositivos electrónicos.

DIFERENTES FORMAS DE ELECTRIZAR UN CUERPO

Electrizar un cuerpo es el proceso de cargarlo eléctricamente, es decir, de darle un exceso o déficit de electrones. Este fenómeno es fundamental en el estudio de la electrostática y puede ocurrir de varias formas. Las tres principales formas de electrizar un cuerpo son la electrificación por frotamiento, la electrificación por contacto y la electrificación por inducción.
La electrificación por frotamiento es el proceso más simple y común. Ocurre cuando dos objetos se frotan entre sí, lo que provoca la transferencia de electrones de uno a otro. Por ejemplo, al frotar un globo contra un suéter de lana, el globo adquiere una carga negativa debido a la transferencia de electrones desde el suéter hacia el globo. Este tipo de electrificación se basa en la diferencia de afinidad electrónica entre los materiales involucrados.
La electrificación por contacto ocurre cuando un objeto cargado eléctricamente entra en contacto con otro objeto neutro. Al hacerlo, los electrones se transfieren de manera directa entre los dos objetos. Si un objeto con carga positiva toca un objeto neutro, algunos electrones se transfieren del objeto neutro al objeto cargado, dejando al primero con una carga positiva. Por el contrario, si un objeto con carga negativa toca un objeto neutro, algunos electrones se transfieren del objeto cargado al objeto neutro, dejando al primero con una carga negativa.
La electrificación por inducción es un proceso más complejo que implica la redistribución de las cargas eléctricas sin contacto directo entre los objetos. En este proceso, un objeto cargado eléctricamente se acerca a un objeto neutro, induciendo la separación de las cargas en el objeto neutro. Por ejemplo, si un objeto con carga positiva se acerca a un objeto neutro, atraerá los electrones en el objeto neutro hacia la región más cercana al objeto cargado, dejando la región opuesta con una carga positiva neta. Este proceso se utiliza en aplicaciones como la carga de objetos metálicos sin contacto directo.
En resumen, existen varias formas de electrizar un cuerpo, cada una con sus propias características y aplicaciones. Comprender estos procesos es fundamental en el estudio de la electrostática y en numerosas aplicaciones tecnológicas que dependen de la carga eléctrica.

Contacto
Electrizar un cuerpo por contacto es un proceso mediante el cual un objeto neutro adquiere una carga eléctrica al entrar en contacto con un objeto cargado eléctricamente. Hay dos formas principales de electrizar un cuerpo por contacto:

1. Electrificación por contacto con carga positiva: En este proceso, un objeto cargado eléctricamente positivamente se coloca en contacto con un objeto neutro. Cuando los dos objetos entran en contacto, los electrones en el objeto neutro son atraídos hacia el objeto cargado positivamente. Como resultado, el objeto neutro pierde algunos de sus electrones, adquiriendo así una carga positiva neta.

2. Electrificación por contacto con carga negativa: En este caso, un objeto cargado eléctricamente negativamente se coloca en contacto con un objeto neutro. Al entrar en contacto, los electrones del objeto cargado negativamente son repelidos hacia el objeto neutro, dejando al objeto neutro con un exceso de electrones y, por lo tanto, con una carga negativa neta.

Ambos procesos involucran la transferencia de electrones de un objeto a otro debido a la diferencia de potencial eléctrico entre ellos. Es importante destacar que, en el proceso de electrificación por contacto, la carga total del sistema se conserva, es decir, la cantidad total de carga eléctrica permanece constante. Solo se redistribuyen entre los objetos en contacto.
La electrificación por contacto se utiliza en una variedad de aplicaciones, como la carga de conductores eléctricos, la generación de electricidad estática y la construcción de dispositivos electrónicos. Es un proceso fundamental en el estudio de la electrostática y en el diseño de tecnologías que dependen de la carga eléctrica.

Inducción
La electrificación por inducción es un proceso mediante el cual un objeto neutro adquiere una carga eléctrica debido a la presencia de un objeto cargado eléctricamente sin necesidad de un contacto directo entre los dos objetos. Hay dos formas principales de electrizar un cuerpo por inducción:

1. Inducción por acercamiento de un cuerpo cargado: En este proceso, un objeto cargado eléctricamente se acerca a un objeto neutro sin entrar en contacto directo con él. La carga eléctrica del objeto cargado induce la separación de las cargas en el objeto neutro. Por ejemplo, si un objeto cargado positivamente se acerca a un objeto neutro, los electrones en el objeto neutro serán atraídos hacia la región más cercana al objeto cargado, dejando la región opuesta con una carga positiva neta. Esta separación de cargas resulta en una carga eléctrica neta en el objeto neutro.

2. Inducción por separación de cargas en un conductor: En este proceso, un objeto cargado eléctricamente se coloca cerca de un conductor neutro, pero sin tocarlo. Como los electrones en el conductor son libres de moverse, son repelidos o atraídos dentro del conductor según la carga del objeto cercano. Si el objeto cercano tiene carga negativa, los electrones en el conductor se moverán hacia la región opuesta al objeto, dejando la región más cercana al objeto con una carga positiva neta. Si el objeto cercano tiene carga positiva, los electrones del conductor se moverán hacia la región más cercana al objeto, dejando la región opuesta con una carga negativa neta.

En ambos casos, la carga del objeto neutro es temporal y desaparecerá una vez que se retire el objeto cargado o se elimine la influencia externa que indujo la carga. La electrificación por inducción es un proceso fundamental en la electrostática y se utiliza en numerosas aplicaciones, como la generación de electricidad, la construcción de dispositivos electrónicos y la manipulación de cargas eléctricas en experimentos científicos.

Frotación
La electrificación por frotamiento es un proceso mediante el cual un cuerpo neutro adquiere una carga eléctrica al frotarse contra otro cuerpo y transferirse electrones entre ellos. Existen varias combinaciones de materiales que, al frotarse entre sí, pueden producir diferentes tipos de cargas eléctricas en los objetos. Aquí hay algunas de las combinaciones comunes:

1. Frotamiento de vidrio y seda: Al frotar un trozo de vidrio con un trozo de seda, el vidrio tiende a adquirir una carga positiva, mientras que la seda adquiere una carga negativa. Esto se debe a que el vidrio tiene una afinidad electrónica relativamente alta y tiende a perder electrones, mientras que la seda tiene una afinidad electrónica más baja y tiende a ganar electrones.

2. Frotamiento de goma y lana: Al frotar un objeto de goma con lana, la goma tiende a adquirir una carga negativa, mientras que la lana adquiere una carga positiva. Esto se debe a las diferencias en las propiedades eléctricas y la afinidad electrónica de los materiales.

3. Frotamiento de plástico y pelo: Al frotar un objeto de plástico con cabello o pelo, el plástico tiende a adquirir una carga negativa, mientras que el pelo adquiere una carga positiva. Esto se debe a las diferencias en las propiedades eléctricas y la afinidad electrónica de los materiales.

4. Frotamiento de metal y piel humana: Al frotar un objeto metálico con la piel humana, el metal tiende a adquirir una carga positiva, mientras que la piel humana adquiere una carga negativa. Esto se debe a las diferencias en las propiedades eléctricas y la afinidad electrónica de los materiales.

Estas son solo algunas de las combinaciones comunes de materiales que pueden producir cargas eléctricas por frotamiento. En general, los materiales con una alta diferencia de afinidad electrónica tienden a ganar o perder electrones con mayor facilidad cuando se frotan entre sí, lo que resulta en la transferencia de carga eléctrica y la electrificación de los objetos involucrados.

MATERIALES CONDUCTORES Y AISLANTES

Los materiales conductores y aislantes juegan roles fundamentales en el estudio de la electricidad y la transferencia de calor. Cada uno de ellos tiene propiedades únicas que los hacen adecuados para diferentes aplicaciones en la tecnología moderna y en la vida cotidiana.
Los materiales conductores son aquellos que permiten que las corrientes eléctricas fluyan a través de ellos con facilidad. Esto se debe a que tienen electrones libres que pueden moverse fácilmente a través del material. Los metales, como el cobre, la plata y el aluminio, son ejemplos clásicos de materiales conductores debido a su estructura de red cristalina que permite la libre circulación de electrones. Estos materiales se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, desde cables eléctricos y componentes electrónicos hasta circuitos impresos y sistemas de transmisión de energía.
Por otro lado, los materiales aislantes son aquellos que no permiten que las corrientes eléctricas fluyan a través de ellos fácilmente. Estos materiales tienen una estructura molecular que dificulta el movimiento de electrones. Los plásticos, la cerámica, el vidrio y la madera son ejemplos comunes de materiales aislantes que se utilizan para proteger contra descargas eléctricas, aislar cables y componentes eléctricos, y proporcionar seguridad en aplicaciones de alta tensión.
Además de su conductividad eléctrica, los materiales también pueden clasificarse según su capacidad para conducir o aislar el calor. Los materiales conductores térmicos, como los metales, permiten que el calor se transfiera fácilmente a través de ellos, mientras que los materiales aislantes térmicos, como la fibra de vidrio y la espuma de poliestireno, reducen la transferencia de calor y proporcionan aislamiento térmico en edificios y dispositivos.
En resumen, los materiales conductores y aislantes desempeñan papeles complementarios en la tecnología moderna y en la vida cotidiana. Su comprensión y aplicación son esenciales para el diseño y la operación eficientes de sistemas eléctricos y térmicos, así como para garantizar la seguridad y la funcionalidad en una amplia variedad de aplicaciones industriales y domésticas.

Materiales conductores

Los materiales conductores son sustancias que permiten que la corriente eléctrica fluya a través de ellos con relativa facilidad. Esto se debe a que tienen electrones libres que pueden moverse a través del material con poca resistencia. Los materiales conductores son una parte fundamental de la tecnología moderna y se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, desde la electrónica hasta la transmisión de energía.
Los metales son los ejemplos más comunes de materiales conductores. En los metales, los electrones de valencia están débilmente unidos a los átomos y pueden moverse libremente dentro de la estructura cristalina del material. Esto permite que los metales conduzcan electricidad con facilidad. Algunos de los metales más utilizados como conductores incluyen el cobre, la plata, el aluminio y el oro.
Además de los metales, hay otros materiales que también pueden conducir electricidad, aunque en menor medida. Estos incluyen algunos líquidos, como el agua salada, y ciertos materiales semiconductores, como el silicio y el germanio. Los semiconductores son particularmente importantes en la industria electrónica, ya que se utilizan en la fabricación de dispositivos como transistores y circuitos integrados.
En resumen, los materiales conductores son sustancias que permiten que la corriente eléctrica fluya a través de ellas con relativa facilidad debido a la presencia de electrones libres. Estos materiales desempeñan un papel fundamental en numerosas aplicaciones tecnológicas y son esenciales para el funcionamiento de dispositivos electrónicos y sistemas de transmisión de energía.

Materiales aislantes

Los materiales aislantes son sustancias que tienen una alta resistencia al flujo de corriente eléctrica. A diferencia de los materiales conductores, en los que los electrones pueden moverse libremente, los materiales aislantes tienen una estructura molecular que dificulta el movimiento de los electrones a través del material. Esto significa que los materiales aislantes no permiten que la corriente eléctrica fluya a través de ellos fácilmente.
Los materiales aislantes se utilizan principalmente para proteger contra descargas eléctricas, evitar cortocircuitos y proporcionar aislamiento eléctrico en una variedad de aplicaciones. Algunos ejemplos comunes de materiales aislantes incluyen:

1. Plásticos: Los plásticos, como el PVC (policloruro de vinilo), el polietileno y el polipropileno, son utilizados ampliamente como materiales aislantes en la industria eléctrica y electrónica. Se utilizan para recubrir cables y alambres eléctricos y para fabricar aisladores y componentes eléctricos.

2. Cerámica: La cerámica es otro material aislante comúnmente utilizado en aplicaciones eléctricas. Los materiales cerámicos tienen una alta resistencia eléctrica y térmica y se utilizan en la fabricación de aisladores, resistencias y componentes de circuitos eléctricos.

3. Vidrio: El vidrio es un material aislante transparente que se utiliza en aplicaciones donde se requiere aislamiento eléctrico y transparencia, como ventanas, aisladores y componentes de equipos electrónicos.

4. Madera: La madera es un material aislante natural que se utiliza en la construcción de estructuras eléctricas, como postes y cruces de líneas eléctricas, debido a su alta resistencia eléctrica y aislamiento térmico.

Los materiales aislantes juegan un papel crucial en la seguridad y el funcionamiento de sistemas eléctricos y electrónicos, ya que ayudan a prevenir cortocircuitos, descargas eléctricas y otros problemas relacionados con la conducción no deseada de corriente eléctrica.

LEY DE COULOBM

La Ley de Coulomb es un principio fundamental en el estudio de la electrostática que describe las fuerzas eléctricas entre partículas cargadas. Esta ley, formulada por el físico francés Charles-Augustin de Coulomb en el siglo XVIII, establece que la fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de sus magnitudes de carga e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. Matemáticamente, la Ley de Coulomb se expresa como:

F= K • q1 • q2 / r2

Donde:
- F es la fuerza eléctrica entre las cargas,
- k es la constante de Coulomb, que depende del medio en el que se encuentran las cargas y del sistema de unidades utilizado,
- q_1 y q_2 son las magnitudes de las cargas,
- r es la distancia entre las cargas.

Esta ley establece que las cargas del mismo signo se repelen entre sí, mientras que las cargas de signos opuestos se atraen. La fuerza eléctrica entre las cargas disminuye a medida que aumenta la distancia entre ellas, siguiendo una relación inversa cuadrática.
La Ley de Coulomb es fundamental en la comprensión y predicción de una amplia variedad de fenómenos electrostáticos, desde la interacción entre partículas cargadas en laboratorios de física hasta la comprensión de los procesos fundamentales que gobiernan la estructura atómica y molecular de la materia. Además, es esencial en el diseño y funcionamiento de numerosos dispositivos eléctricos y electrónicos, desde los circuitos integrados hasta los sistemas de transmisión de energía.
En resumen, la Ley de Coulomb es un pilar fundamental en la física, que proporciona una comprensión cuantitativa de las fuerzas eléctricas entre partículas cargadas y es crucial para el desarrollo de la tecnología moderna y la comprensión del mundo que nos rodea.

CAMPO ELÉCTRICO

El campo eléctrico es uno de los conceptos fundamentales en la física que describe la influencia que una carga eléctrica ejerce sobre otras cargas en su entorno. Se define como la fuerza eléctrica experimentada por una carga de prueba positiva colocada en un punto específico del espacio. Este concepto es esencial para comprender cómo interactúan las cargas eléctricas y cómo se propagan las fuerzas eléctricas en un sistema.
Matemáticamente, el campo eléctrico E en un punto del espacio se define como la fuerza eléctrica F experimentada por una carga de prueba positiva q0 colocada en ese punto, dividida por la magnitud de la carga de prueba:

E= F/q0

El campo eléctrico se expresa típicamente en unidades de newtons por coulomb (N/C). Es una cantidad vectorial, lo que significa que tiene tanto magnitud como dirección. La dirección del campo eléctrico en un punto en el espacio es la dirección en la que una carga de prueba positiva se movería si estuviera libre para hacerlo en ese punto.
El campo eléctrico es creado por cargas eléctricas. Una carga positiva produce un campo eléctrico que se irradia hacia afuera desde la carga, mientras que una carga negativa produce un campo eléctrico que se dirige hacia adentro hacia la carga. Las líneas de campo eléctrico, también conocidas como líneas de fuerza eléctrica, representan la dirección y la intensidad del campo eléctrico en diferentes puntos del espacio.
El campo eléctrico tiene una amplia gama de aplicaciones en la física y la ingeniería. Se utiliza en el diseño y análisis de circuitos eléctricos, en la descripción del comportamiento de partículas cargadas en campos electromagnéticos y en el desarrollo de tecnologías como los aceleradores de partículas y los dispositivos electrónicos.
En resumen, el campo eléctrico es una herramienta fundamental en la descripción y comprensión de fenómenos eléctricos y electromagnéticos. Su estudio nos permite entender cómo las cargas eléctricas interactúan entre sí y cómo se propagan las fuerzas eléctricas en el espacio, lo que es crucial para el desarrollo de la tecnología moderna y la comprensión del mundo natural.

Campo eléctrico de una carga
El campo eléctrico creado por una carga puntual es una representación del efecto que esa carga tiene sobre otras cargas colocadas a su alrededor. La magnitud y la dirección del campo eléctrico en un punto dado del espacio dependen de la distancia desde la carga y de la magnitud de la carga que crea el campo.

Para una carga puntual (q)el campo eléctrico (E)en un punto del espacio se calcula utilizando la Ley de Coulomb y se expresa como:

E= K • q / r2 •r

Donde:
- k es la constante de Coulomb
- q es la magnitud de la carga puntual,
- r al cuadrado es la distancia desde la carga puntual al punto donde se está calculando el campo eléctrico,
- r final es un vector unitario que apunta desde la carga puntual hacia el punto donde se está calculando el campo.

Este resultado muestra que el campo eléctrico creado por una carga puntual es radialmente simétrico alrededor de la carga y disminuye con el cuadrado de la distancia desde la carga.
La dirección del campo eléctrico creado por una carga positiva es radialmente hacia afuera desde la carga, mientras que la dirección del campo eléctrico creado por una carga negativa es radialmente hacia adentro hacia la carga.
El campo eléctrico creado por una carga puntual se expresa en unidades de newtons por coulomb (N/C) y representa la fuerza eléctrica que actuaría sobre una carga de prueba positiva colocada en ese punto del espacio.
En resumen, el campo eléctrico creado por una carga puntual es una medida del efecto eléctrico que esa carga tiene sobre su entorno y se calcula utilizando la Ley de Coulomb. Es una herramienta fundamental en el estudio de la electrostática y tiene numerosas aplicaciones en la física y la ingeniería.

Campo eléctrico de un conjunto de cargas
El campo eléctrico creado por un conjunto de cargas se calcula sumando los campos eléctricos individuales creados por cada carga en el conjunto. Para calcular el campo eléctrico en un punto dado del espacio debido a un conjunto de cargas, se aplica el principio de superposición, que establece que el campo eléctrico total en ese punto es la suma vectorial de los campos eléctricos individuales creados por cada carga.
En resumen, el campo eléctrico total en un punto debido a un conjunto de cargas se calcula sumando los campos eléctricos individuales creados por cada carga en el conjunto utilizando el principio de superposición. Este cálculo es fundamental en el estudio de la electrostática y tiene numerosas aplicaciones en la física y la ingeniería.

ENERGÍA POTENCIAL ELÉCTRICA Y VOLTAJE

La energía potencial eléctrica y el voltaje son conceptos fundamentales en el estudio de la electricidad y la energía eléctrica. Ambos están estrechamente relacionados y juegan roles cruciales en numerosos aspectos de la física y la ingeniería eléctrica.
La energía potencial eléctrica se refiere a la energía almacenada en un sistema de cargas eléctricas debido a su posición relativa y a la configuración del campo eléctrico en el espacio circundante. Esta energía se debe a la interacción entre las cargas eléctricas y se puede liberar o convertir en energía cinética cuando las cargas se mueven bajo la influencia de fuerzas eléctricas. La energía potencial eléctrica (\( U \)) de un sistema de cargas se calcula utilizando la fórmula:

U= k • q1 • q2 / r

Donde k es la constante de Coulomb, q_1 y q_2 son las magnitudes de las cargas, y r es la distancia entre las cargas.

Voltaje
El voltaje, por otro lado, se refiere a la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos en un circuito eléctrico o en el espacio. Es una medida de la energía potencial eléctrica por unidad de carga y se expresa en voltios (V). El voltaje se calcula como el trabajo realizado por una carga positiva para moverse de un punto a otro en un campo eléctrico y se define como:

V= w / q

Donde \( V \) es el voltaje, \( W \) es el trabajo realizado en la carga, y \( q \) es la magnitud de la carga.
El voltaje es una medida fundamental en la electricidad y se utiliza para describir la diferencia de potencial entre dos puntos en un circuito eléctrico, lo que impulsa el flujo de corriente eléctrica. Es esencial para el diseño y análisis de circuitos eléctricos y para comprender cómo se distribuye la energía eléctrica en diferentes componentes de un sistema eléctrico.
En resumen, la energía potencial eléctrica se refiere a la energía almacenada en un sistema de cargas eléctricas debido a su posición relativa, mientras que el voltaje es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos en un circuito eléctrico o en el espacio. Ambos conceptos son cruciales para comprender y analizar el comportamiento de los sistemas eléctricos y tienen numerosas aplicaciones en la física, la ingeniería y la tecnología moderna.

ELECTRODINÁMICA, CORRIENTE ELÉCTRICA CONTINÚA Y ALTERNA

La electrodinámica es una rama de la física que estudia el comportamiento de los sistemas eléctricos en movimiento, es decir, aquellos en los que las cargas eléctricas están en movimiento y generan corrientes eléctricas. Esta disciplina combina los principios de la electricidad y el magnetismo para comprender cómo se generan, se propagan y se utilizan las corrientes eléctricas en diversas aplicaciones tecnológicas y naturales.

Uno de los conceptos fundamentales en electrodinámica es la ley de Ampère-Maxwell, que establece que una corriente eléctrica en movimiento genera un campo magnético a su alrededor. Esta ley unifica los principios de la electricidad y el magnetismo al demostrar cómo una corriente eléctrica puede producir efectos magnéticos, y viceversa. Esto es fundamental para entender fenómenos electromagnéticos como la generación de campos magnéticos alrededor de cables conductores y el funcionamiento de dispositivos electromagnéticos como motores y generadores eléctricos.
Otro aspecto importante de la electrodinámica es el estudio de la inducción electromagnética, descubierta por Michael Faraday en el siglo XIX. Este fenómeno describe cómo un campo magnético variable puede inducir una corriente eléctrica en un circuito conductor cercano, y es la base de la generación de electricidad en generadores eléctricos y transformadores.
La electrodinámica también abarca conceptos como la resistencia eléctrica, la capacitancia y la inductancia, que son fundamentales para el diseño y análisis de circuitos eléctricos y electrónicos. Estos conceptos son cruciales en el desarrollo de tecnologías como la electrónica de potencia, la comunicación inalámbrica, la electromedicina y la energía renovable.
En resumen, la electrodinámica es una disciplina fascinante que explora las interacciones entre la electricidad y el magnetismo en sistemas en movimiento. Su estudio es fundamental para comprender y aplicar una amplia gama de tecnologías en nuestra vida diaria, desde dispositivos electrónicos hasta sistemas de energía avanzados.

Corriente eléctrica continua
La corriente eléctrica continua (CC), también conocida como corriente directa, es un tipo de corriente eléctrica en la que el flujo de carga eléctrica se mantiene constante en una dirección específica a lo largo del tiempo. En una corriente continua, las cargas eléctricas, generalmente electrones, se mueven en una sola dirección a través de un circuito eléctrico, desde el polo negativo de una fuente de alimentación (como una batería o una fuente de CC) hacia el polo positivo.
En un circuito de corriente continua, las polaridades de los componentes eléctricos, como resistencias, diodos y otros dispositivos, permanecen constantes a lo largo del tiempo. Esto significa que la polaridad de los terminales de estos dispositivos se mantiene constante y no cambia con el tiempo.
La corriente eléctrica continua se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones, incluidas la electrónica de potencia, la electrónica de control, la carga de baterías, la alimentación de dispositivos electrónicos y la transmisión de energía en sistemas de CC. Además, la corriente continua es esencial en numerosos dispositivos eléctricos y electrónicos, como computadoras, teléfonos móviles, vehículos eléctricos y sistemas de alimentación de emergencia.
A diferencia de la corriente alterna (CA), en la que la dirección del flujo de corriente cambia periódicamente en un ciclo, la corriente continua mantiene su dirección constante en todo momento. Esto hace que la corriente continua sea adecuada para aplicaciones donde se requiere un flujo de corriente estable y unidireccional.

Corriente eléctrica alterna
La corriente eléctrica alterna (CA) es un tipo de corriente eléctrica en la que la dirección y la magnitud del flujo de corriente cambian periódicamente en un ciclo. En otras palabras, la corriente eléctrica alterna se caracteriza por un cambio de polaridad y magnitud en intervalos regulares a lo largo del tiempo. Este cambio periódico es típicamente sinusoidal, lo que significa que sigue una forma de onda sinusoidal.
En un circuito de corriente alterna, las cargas eléctricas (generalmente electrones) oscilan hacia adelante y hacia atrás, cambiando de dirección en sincronía con la reversión del flujo de corriente. Esto ocurre debido a la variación de la polaridad de la fuente de alimentación de CA en intervalos regulares.
La corriente alterna se utiliza ampliamente en sistemas de generación, transmisión y distribución de energía eléctrica en todo el mundo debido a su eficiencia en la transmisión de grandes cantidades de energía a largas distancias. Además, la corriente alterna es fundamental en una amplia variedad de aplicaciones, incluida la industria, la electrónica de potencia, el hogar y las comunicaciones.
Una de las principales ventajas de la corriente alterna es su capacidad para cambiar fácilmente la tensión y la frecuencia mediante el uso de transformadores y otros dispositivos, lo que la hace adaptable a una variedad de aplicaciones. Además, la corriente alterna es más segura que la corriente continua para la transmisión y distribución de energía debido a la facilidad para reducir su voltaje mediante transformadores.
En resumen, la corriente eléctrica alterna es un tipo de corriente en la que la dirección y la magnitud del flujo de corriente cambian periódicamente en un ciclo. Es ampliamente utilizada en la generación, transmisión y distribución de energía eléctrica, así como en una variedad de aplicaciones en la industria, la electrónica y el hogar.

ELEMENTOS DE UN CIRCUITO

Los circuitos eléctricos están compuestos por varios elementos que interactúan entre sí para permitir el flujo de corriente eléctrica y realizar diversas funciones. Algunos de los elementos más comunes en un circuito incluyen:

1. Fuente de alimentación: Es el componente que suministra energía eléctrica al circuito. Puede ser una batería, un generador o una fuente de alimentación de CA.

2. Cables conductores: Son los medios a través de los cuales la corriente eléctrica fluye de un componente a otro. Generalmente están hechos de cobre o aluminio y proporcionan una ruta para el flujo de electrones.

3. Componentes activos: Son aquellos que pueden controlar el flujo de corriente en el circuito. Incluyen dispositivos como transistores, diodos, amplificadores operacionales y circuitos integrados.

4. Componentes pasivos: Son aquellos que no pueden controlar el flujo de corriente pero que son fundamentales para el funcionamiento del circuito. Los componentes pasivos incluyen resistencias, capacitores, inductores y transformadores.

5. Resistencias: Son dispositivos que limitan el flujo de corriente en un circuito al convertir energía eléctrica en energía térmica. Se utilizan para controlar la corriente y el voltaje en el circuito.

6. Capacitores: Almacenan energía en forma de campo eléctrico y se utilizan para almacenar energía temporalmente, filtrar señales o bloquear corriente continua.

7. Inductores: Almacenan energía en forma de campo magnético y se utilizan para controlar la corriente en un circuito, filtrar señales o crear campos magnéticos.

8. Transformadores: Son dispositivos que se utilizan para aumentar o disminuir la tensión en un circuito mediante la inducción electromagnética.

9. Interruptores y relés: Son dispositivos que permiten abrir o cerrar un circuito eléctrico, controlando así el flujo de corriente.

Estos son solo algunos de los elementos comunes que se encuentran en los circuitos eléctricos. La combinación y disposición de estos componentes varía según el diseño y la función del circuito específico.

LEY DE OHM, CIRCUITOS EN SERIE Y EN PARALELO

La ley de Ohm es uno de los principios fundamentales en el estudio de la electricidad que establece la relación entre la corriente eléctrica, el voltaje y la resistencia en un circuito eléctrico. Formulada por el físico alemán Georg Simon Ohm en el siglo XIX, esta ley proporciona una herramienta fundamental para comprender y analizar el comportamiento de los circuitos eléctricos.

La ley de Ohm se expresa matemáticamente como V= I • R donde:
- V es el voltaje aplicado en el circuito (medido en voltios, V),
- I es la corriente eléctrica que fluye a través del circuito (medida en amperios, A),
- R es la resistencia eléctrica del componente o del circuito completo (medida en ohmios, Ω).

Esta ecuación establece que el voltaje aplicado en un circuito es igual al producto de la corriente eléctrica y la resistencia eléctrica. En otras palabras, el voltaje impulsa la corriente a través del circuito y la cantidad de corriente que fluye depende de la resistencia que encuentre en su camino.
La ley de Ohm es esencial para el diseño, análisis y mantenimiento de circuitos eléctricos en una amplia variedad de aplicaciones, desde la electrónica básica hasta la ingeniería de sistemas de potencia. Permite predecir cómo cambiará la corriente eléctrica en respuesta a cambios en el voltaje o la resistencia, y viceversa. Además, la ley de Ohm se aplica no solo a circuitos simples, sino también a circuitos complejos con múltiples componentes.
En resumen, la ley de Ohm es un principio fundamental en la electricidad que describe la relación entre el voltaje, la corriente y la resistencia en un circuito eléctrico. Su comprensión y aplicación son cruciales para el diseño y el análisis de sistemas eléctricos en una amplia gama de aplicaciones tecnológicas y de ingeniería.

Circuitos en serie
Los circuitos en serie son disposiciones de componentes eléctricos en los que los extremos de cada componente están conectados uno tras otro formando un solo camino cerrado para la corriente eléctrica. En un circuito en serie, la corriente eléctrica que fluye a través de cada componente es la misma y la suma de las caídas de voltaje a través de cada componente es igual al voltaje total aplicado al circuito.

Algunas características importantes de los circuitos en serie son:
1. Corriente constante: La misma corriente eléctrica fluye a través de cada componente en el circuito en serie. Esto se debe a que solo hay un camino para que la corriente fluya desde la fuente de alimentación a través de todos los componentes y vuelva a la fuente.

2. Suma de voltajes: La suma de las caídas de voltaje a través de cada componente en el circuito es igual al voltaje total aplicado al circuito. Esto se debe a que el voltaje total se distribuye entre los componentes en serie en proporción a sus resistencias individuales.

3. Resistencia total: La resistencia total de un circuito en serie es igual a la suma de las resistencias individuales de cada componente en el circuito. Esto se debe a que la corriente eléctrica debe superar la resistencia de cada componente en su camino a través del circuito.

4. Fiabilidad: Los circuitos en serie pueden ser menos confiables que otros tipos de circuitos, ya que si un componente falla o se abre, puede interrumpir todo el circuito y detener el flujo de corriente.

Los circuitos en serie se utilizan en una variedad de aplicaciones, desde luces navideñas hasta electrodomésticos y dispositivos electrónicos. Son útiles cuando se desea que la corriente eléctrica fluya a través de los componentes de manera uniforme y cuando se necesita un control preciso sobre la corriente y el voltaje en el circuito. Sin embargo, es importante tener en cuenta que la adición de más componentes en serie aumentará la resistencia total del circuito, lo que puede afectar la corriente y el rendimiento general del circuito.

Circuitos en paralelo
Los circuitos en paralelo son disposiciones de componentes eléctricos en las que los extremos de cada componente están conectados a los mismos puntos de potencial eléctrico, formando múltiples caminos para que la corriente eléctrica fluya desde la fuente de alimentación y vuelva a ella. En un circuito en paralelo, la corriente total se divide entre los diferentes caminos disponibles, y la misma tensión se aplica a cada componente.

Algunas características importantes de los circuitos en paralelo son:
1. Tensión constante: La misma tensión se aplica a cada componente en el circuito en paralelo. Esto se debe a que todos los componentes están conectados directamente a los mismos puntos de potencial eléctrico.

2. División de corriente: La corriente total suministrada por la fuente de alimentación se divide entre los diferentes caminos disponibles en el circuito en paralelo. La cantidad de corriente que fluye a través de cada componente depende de su resistencia eléctrica.

3. Suma recíproca de resistencias: La resistencia total de un circuito en paralelo es inversamente proporcional a la suma recíproca de las resistencias individuales de cada componente en el circuito. Esto significa que cuanto menor sea la resistencia de un componente, mayor será la corriente que fluirá a través de él.

4. Fiabilidad: Los circuitos en paralelo tienden a ser más confiables que los circuitos en serie, ya que si un componente falla o se abre, los otros componentes aún pueden funcionar y el flujo de corriente no se ve afectado en los caminos restantes.

Los circuitos en paralelo se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, desde sistemas de iluminación y electrodomésticos hasta dispositivos electrónicos y sistemas de distribución de energía eléctrica. Son útiles cuando se requiere alimentar múltiples dispositivos con la misma tensión pero con diferentes corrientes, y cuando se necesita redundancia y fiabilidad en el sistema. Sin embargo, es importante tener en cuenta que la adición de más componentes en paralelo aumentará la corriente total demandada de la fuente de alimentación.

POTENCIA ELÉCTRICA

La potencia eléctrica es una medida de la cantidad de energía eléctrica que se transfiere o se consume en un circuito eléctrico en un período de tiempo específico. Es una cantidad fundamental en el estudio de la electricidad y juega un papel crucial en el diseño, análisis y operación de sistemas eléctricos en una variedad de aplicaciones, desde dispositivos electrónicos hasta sistemas de generación y distribución de energía.

Matemáticamente, la potencia eléctrica
P se define como el producto de la corriente eléctrica I que fluye a través de un dispositivo y la diferencia de potencial o voltaje V a través del cual se mueve la corriente:

P= V • I

La unidad de medida de la potencia eléctrica en el Sistema Internacional (SI) es el vatio (W), que es equivalente a un joule por segundo (J/s). Sin embargo, también se pueden utilizar unidades como el kilovatio (kW) para medidas de potencia más grandes, o el milivatio (mW) para medidas más pequeñas.

La potencia eléctrica se puede clasificar en dos tipos principales:
1. Potencia activa: Es la potencia que realmente se utiliza para realizar trabajo útil en un circuito eléctrico. Se expresa como la multiplicación del voltaje y la corriente en fase en un circuito de corriente alterna.

2. Potencia reactiva: Es la potencia que fluye entre el suministro de energía y el equipo eléctrico pero no realiza trabajo útil. Se debe a la interacción entre los campos magnéticos y eléctricos en un circuito de corriente alterna y se mide en voltiamperios reactivos (VAR).

La potencia eléctrica es esencial para calcular la eficiencia de los dispositivos eléctricos y para dimensionar adecuadamente los componentes de un sistema eléctrico. Además, es fundamental para comprender cómo se utiliza y se distribuye la energía eléctrica en una variedad de aplicaciones, desde la electrónica de consumo hasta la generación de energía en grandes plantas eléctricas. En resumen, la potencia eléctrica es una medida crucial en la electricidad que nos ayuda a comprender y gestionar eficazmente la energía eléctrica en el mundo moderno.

EFECTO JOULE

El efecto Joule es un fenómeno físico que describe la conversión de energía eléctrica en energía térmica cuando una corriente eléctrica pasa a través de un conductor que tiene una resistencia eléctrica. Este efecto fue descubierto por el físico británico James Prescott Joule en el siglo XIX y es fundamental en el estudio de la electricidad y la termodinámica.
Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un conductor con resistencia, los electrones que componen la corriente chocan con los átomos del conductor, lo que genera fricción y, por lo tanto, calor. Este calor es proporcional a la resistencia del conductor y al cuadrado de la corriente que lo atraviesa, como lo describe la ley de Joule:

Q= I2 • R • t

Donde:
- Q es la cantidad de calor producida (medida en julios, J),
- I es la corriente eléctrica que fluye a través del conductor (medida en amperios, A),
- R es la resistencia eléctrica del conductor (medida en ohmios, Ω),
- t es el tiempo durante el cual fluye la corriente (medido en segundos, s).

El efecto Joule tiene importantes aplicaciones en la vida cotidiana y en la industria. Por ejemplo, se utiliza en la calefacción eléctrica, en la iluminación incandescente, en el funcionamiento de los electrodomésticos, en la soldadura eléctrica y en la generación de calor en dispositivos electrónicos. También es una preocupación importante en la ingeniería eléctrica y la electrónica, ya que la generación de calor puede afectar la eficiencia y la vida útil de los componentes eléctricos.
Además, el efecto Joule también es una forma de perder energía en sistemas eléctricos, ya que parte de la energía eléctrica se convierte en calor en lugar de realizar trabajo útil. Por esta razón, es importante minimizar la resistencia en los circuitos eléctricos para reducir las pérdidas de energía y aumentar la eficiencia.
En resumen, el efecto Joule es un fenómeno físico que describe la conversión de energía eléctrica en energía térmica cuando una corriente eléctrica pasa a través de un conductor con resistencia. Es fundamental en numerosas aplicaciones tecnológicas y tiene importantes implicaciones en la eficiencia y el diseño de sistemas eléctricos.

LEYES DE KIRCHHOFF

Primera ley - (corrientes)
La primera ley de Kirchhoff, también conocida como la ley de corrientes o la ley de nodos, establece que en cualquier nodo de un circuito eléctrico, la suma algebraica de las corrientes que entran es igual a la suma algebraica de las corrientes que salen. En otras palabras, la cantidad total de corriente que entra en un nodo es igual a la cantidad total de corriente que sale de ese nodo.

Esta ley se basa en el principio de conservación de la carga eléctrica, que establece que la carga eléctrica total en un sistema aislado no cambia con el tiempo. Por lo tanto, la cantidad total de corriente que entra en un nodo debe ser igual a la cantidad total de corriente que sale para que se cumpla este principio.
La primera ley de Kirchhoff es fundamental para el análisis de circuitos eléctricos, ya que permite determinar las corrientes desconocidas en un circuito complejo mediante la aplicación de ecuaciones de corrientes en cada nodo. Esta ley se utiliza en conjunto con la segunda ley de Kirchhoff, también conocida como la ley de tensiones o la ley de mallas, para resolver sistemas de ecuaciones y encontrar las corrientes y tensiones en cada componente del circuito.
En resumen, la primera ley de Kirchhoff es un principio básico en el análisis de circuitos eléctricos que establece que la suma algebraica de las corrientes que entran y salen de un nodo en un circuito eléctrico es igual a cero. Es esencial para resolver y analizar circuitos eléctricos complejos y se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones en ingeniería eléctrica y electrónica.

Segunda ley - (tensiones o voltajes)
La segunda ley de Kirchhoff, también conocida como la ley de tensiones o la ley de mallas, establece que en cualquier lazo cerrado de un circuito eléctrico, la suma algebraica de las caídas de voltaje alrededor del lazo es igual a cero. En otras palabras, la suma de las diferencias de potencial eléctrico alrededor de cualquier lazo cerrado en un circuito es igual a cero.

La segunda ley de Kirchhoff se deriva del principio de conservación de la energía, que establece que la energía total en un sistema aislado no cambia con el tiempo. Por lo tanto, la suma de las diferencias de potencial eléctrico alrededor de cualquier lazo cerrado en un circuito debe ser igual a cero para cumplir con este principio.
La segunda ley de Kirchhoff es fundamental para el análisis de circuitos eléctricos, ya que permite determinar las tensiones desconocidas en un circuito complejo mediante la aplicación de ecuaciones de tensiones en cada lazo cerrado. Esta ley se utiliza en conjunto con la primera ley de Kirchhoff, también conocida como la ley de corrientes o la ley de nodos, para resolver sistemas de ecuaciones y encontrar las corrientes y tensiones en cada componente del circuito.
En resumen, la segunda ley de Kirchhoff es un principio básico en el análisis de circuitos eléctricos que establece que la suma algebraica de las caídas de voltaje alrededor de cualquier lazo cerrado en un circuito eléctrico es igual a cero. Es esencial para resolver y analizar circuitos eléctricos complejos y se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones en ingeniería eléctrica y electrónica.

SOLUCIÓN DE CIRCUITOS DIRECTOS Y COMPLETOS

Directos
Para resolver circuitos eléctricos simples, como los circuitos directos, donde una fuente de energía está conectada directamente a una carga mediante cables conductores, generalmente se sigue un procedimiento básico:

1. Identificar los componentes: Primero, identifica todos los componentes del circuito, incluyendo la fuente de energía (por ejemplo, una batería), la carga (por ejemplo, una bombilla) y los cables conductores.

2. Determinar la configuración: Observa cómo están conectados los componentes entre sí. En un circuito directo, la fuente de energía está conectada directamente a la carga sin otros elementos intermedios.

3. Aplicar la ley de Ohm: Utiliza la ley de Ohm. Por ejemplo, si conoces el voltaje de la fuente de energía y la resistencia de la carga, puedes calcular la corriente que pasa a través de la carga.

4. Aplicar la ley de conservación de la energía: En un circuito cerrado y completo, la energía suministrada por la fuente de energía debe ser igual a la energía consumida por la carga y cualquier otro componente del circuito.

5. Comprobar la continuidad: Asegúrate de que haya continuidad en el circuito, es decir, que los cables conductores no estén rotos ni interrumpidos en ningún punto.

6. Evaluar la seguridad: Antes de aplicar energía al circuito, asegúrate de que todos los componentes estén conectados correctamente y de que el circuito esté configurado de manera segura para evitar cortocircuitos o sobrecargas.

7. Aplicar energía: Una vez que hayas verificado que todo esté en orden, aplica energía al circuito y observa el funcionamiento de la carga.

Recuerda que estos pasos son para circuitos eléctricos simples y que para circuitos más complejos, se pueden requerir técnicas adicionales, como el análisis de nodos o mallas, y el uso de leyes de Kirchhoff.

Completos
Para resolver circuitos eléctricos completos, que pueden incluir múltiples componentes y configuraciones más complejas, se siguen varios pasos:

1. Identificar los componentes: Enumera todos los componentes del circuito, incluyendo fuentes de energía, resistencias, capacitores, inductores, interruptores, etc.

2. Dibujar el diagrama del circuito: Utiliza un diagrama para representar la disposición de los componentes y las conexiones entre ellos. Esto te ayudará a visualizar el circuito y a identificar las relaciones entre los componentes.

3. Aplicar las leyes de Kirchhoff: Utiliza la primera y la segunda ley de Kirchhoff para establecer ecuaciones que describan el comportamiento del circuito. La primera ley de Kirchhoff se aplica a los nodos del circuito, mientras que la segunda ley se aplica a las mallas cerradas.

4. Resolver las ecuaciones: Utiliza las ecuaciones resultantes de las leyes de Kirchhoff para resolver el sistema de ecuaciones y encontrar las corrientes y tensiones desconocidas en el circuito.

5. Comprobar la continuidad y la conservación de la energía: Verifica que la energía suministrada por las fuentes de energía sea igual a la energía consumida por los componentes del circuito. Además, asegúrate de que haya continuidad en el circuito y de que no haya cortocircuitos ni componentes interrumpidos.

6. Evaluar la seguridad: Antes de aplicar energía al circuito, asegúrate de que todos los componentes estén conectados correctamente y de que el circuito esté configurado de manera segura para evitar daños a los componentes o lesiones personales.

7. Aplicar energía: Una vez que hayas verificado que todo esté en orden, aplica energía al circuito y observa el funcionamiento de los componentes.

Recuerda que resolver circuitos eléctricos completos puede requerir conocimientos avanzados de electricidad y análisis de circuitos. Si te encuentras con dificultades, es recomendable buscar ayuda de un profesional en electricidad o ingeniería eléctrica.

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