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INTERCAMBIAR DOS COLUMNAS EN LA HOJA DE CÁLCULO. C Ortega

 Partimos de este ejemplo, queremos intercambiar las dos primeras columnas:

Para permutar o intercambiar dos columnas.

1)  Seleccionamos la cabecera de la primera. (Donde está la letra)

2) Pulsando la tecla Mayusc nos vamos al borde derecho de la primera columna. El cursor aparecerá como una cruz terminada en flecha. 

3) Sin soltar la tecla Mayusc se arrastra el borde hasta donde debe quedar cuando se realice el intercambio. En este caso se indica C:C

4) Ahora soltamos y se lleva a cabo el intercambio.

CIRCUITOS ELÉCTRICOS. C. Ortega.

 ELECTRICIDAD

Chispa creada en un generador de Winshurt

EL ÁTOMO Y LA CARGA ELÉCTRICA.

La materia está formada por átomos. Sabemos que el átomo esta formado por:

• El núcleo: donde hay:
• NEUTRONES: Sin carga eléctrica.
• PROTONES: Con carga positiva.
• La corteza: donde se encuentran en movimiento los electrones que tienen carga eléctrica negativa.

Los responsables de la corriente eléctrica son los electrones, que en determinadas condiciones podemos hacer que abandonen el átomo y se muevan estableciendo la corriente eléctrica. 

También sabemos que cargas eléctricas:

• De distinto signo se atraen.
• De igual signo se repelen.

La carga eléctrica se mide en Coulombios C. Recibe ese nombre en honor a Charles Augustin de Coulomb, científico francés que estudió las cargas eléctricas en el siglo XIX, antes que se descubriera la existencia de electrones y protones. 

• 1 Coulombio equivale  6,241509629152650×10¹⁸  electrones  

La magnitud carga eléctrica se indica con la letra Q.

TIPOS DE ELECTRICIDAD

¿QUE ES ELECTRICIDAD?

Por electricidad entendemos todos los fenómenos asociados a la presencia de carga eléctrica.

Así distinguiremos 2 tipos de electricidad, que se denominan:

• Electricidad estática.
• Corriente eléctrica.

Electricidad estática.

Es acumulación de carga que no se mueve (estática), se dan fenómenos de atracción o repulsión de cargas. 

Si se acumula carga en gran cantidad y hay cerca un cuerpo sin carga,  puede que salte un arco eléctrico, o si se tocan se produce un trasvase de carga al cuerpo descargado.

Es muy común recibir descargas en los centros comerciales con los carros de la compra. Se debe al efecto triboeléctrico originado por el rozamiento con otras superficies, el viento etc. El roce hace que se acumule carga negativa o positiva en un material que tenga tendencia a ello. 

Aqui podemos ver un experimento muy fácil de realizar en casa.

Los rayos se deben a la descarga violenta de enorme cantidad de cargas eléctricas acumulada en las nubes por el roce del viento.  

Los fenómenos de atracción y repulsión originan fuerzas que vienen dadas lor la ley de Coulomb.

La fuerza que se da entre dos cargas Q1  y Q2 separadas una distancia r vale:

Donde K es una constante que depende del medio en que se encuentran las cargas. Para el vacio K = 9×10⁹    (N·m²/C²)       

Se define el campo eléctrico como la zona del espacio donde se notan los efectos de una carga. El valor del campo eléctrico a una distancia r de una carga es Q:

El campo elétrico se expresa en las unidades (Newton/Coulombio) o en (Voltios x metro). 

Corriente Eléctrica.

En los metales los átomos se ordenan formando una red espacial. En esta red los electrones más lejanos al núcleo (de valencia) se encuentran  libres saltando de un átomo a otro y sin perderse ninguno. Así el metal está en estado neutro.  

Pero si se aplica un campo eléctrico, por ejemplo conectando una pila a los extremos del objeto metálico, es muy fácil conseguir que los electrones circulen formando una corriente eléctrica. 

Cuando cerramos el interruptor conseguimos que los electrones del metal vayan al polo + de la pila y del polo - de la pila se reponen electrones que siguen circulando hacia el polo +. Así la corriente eléctrica se mantiene constante.

EL CIRCUITO ELÉCTRICO

Un circuito eléctrico es el conjunto de elementos por el que circula la corriente eléctrica. Los circuitos que se fabrican son circuitos cerrados. Está formado por tipos diferentes de elementos atendiendo a su función. Los tipos de elementos son:

• Generadores.
• Receptores.
• Conductores.
• Elementos de control.
• Elementos de protección.

 Los elementos de circuitos se representan por su simbolo esquemático. y los circuitos se representan por su esquema.

GENERADORES

Son los responsables de aportar energía a los electrones libres de los conductores para que se muevan formando la corriente eléctrica. Esta energía la obtienen transformando en su interior otro tipo de energía en energía eléctrica. Sabemos que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma de un tipo a otro.  

Por ejemplo en una pila se obtiene energía de una reacción química que se da en su interior, transforman pues energía química que tienen las sustancias que hay en su interior,  en energía eléctrica.

Reacción Química dentro de una pila.

Un alternador de un coche o una moto transforma energía cinética (de movimiento) en energía eléctrica. 

Una célula fotovoltáica transforma energía lumínica en eléctrica.

SÍMBOLOS DE GENERADORES:

La línea vertical mayor indica el polo +.

Cuando asociamos pilas se denomina una batería.

Se utiliza cuando se alimenta desde una fuente de alimentación.

Ya hablaremos más adelante de la coriente alterna. 

 

RECEPTORES

En ellos se transforma la energía eléctrica que transportan los electrones de la corriente en otro tipo de energía que nos da un efecto útil, por ejemplo una bombilla transforma energía eléctrica en energía lumínica, o sea luz.

 

Electrones como camiones que transportan energía.

Los electrones son transportadores de energía. Si pensamos en ellos como camiones que transportan energía, en los generadores se cargan de energía y la llevan hasta los receptores donde la descargan, para volver a ir al generador a volverse de cargar de energía.  

SÍMBOLOS DE RECEPTORES:

Las resistencias producen calor. 

Resistencia fija electrónica

Resistencia calefactora de una vitrocerámica

Resistencia variable, para regular el volumen de sonido por ejemplo.

CONDUCTORES

Son los hilos, cables y pistas de circuitos electrónicos por los que circula la corriente  de un elemento a otro. Se fabrican con metales, que son buenos conductores,  como cobre para cables, cobre, estaño, plata y oro para pistas de circuitos electrónicos, y aluminio para las líneas de alta tensión.

Cables de cobre aislados.

Pistas de un circuito electrónico.

Los conductores se indican en esquemas mediante líneas. Donde hay conexiones se indican con puntos.

ELEMENTOS DE CONTROL

Abren y cierran el paso a la corriente eléctrica. Un ejemplo son los interruptores.

Los interruptores mantienen la posición en que los dejamos.

Los comnutadores permiten seleccionar entre dos caminos para la corriente. Se mantienen en la posición en que los dejemos.

Permiten unir dos caminos de entrada y dos de salida para la corriente en las dos formas posibles.

Los pulsadores vuelven a su posición de reposo cuando dejamos de accionarlos. Para llamar a un timbre utilizamos el normalmente abierto.

Los relés son interruptores o conmutadores accionados por la misma corriente eléctrica mediante un electroimán. Permiten crear automatismos. Si has oido como funciona una lavadora, oirás un "clic" característico cuando se activa el motor o la bomba de agua, eso es un relé accionándose y dejando pasar la corriente al motor.

Relé. Se obseva a la izquierda el electroimán y a la derecha los contactos.

ELEMENTOS DE PROTECCIÓN

Tienen la función de proteger a los circuitos y a las personas.

Son los fusibles y interruptores automáticos de los cuadros de protección (que son relés).

Los fusibles contienen un hilo de cobre que cuando por él circula más corriente de la que debe se funde y corta el paso a la corriente. Este es su símbolo.

Interruptor automático de un cuadro eléctrico.

MAGNITUDES ELÉCTRICAS

Las magnitudes eléctricas son muy importantes puesto que le electricidad no se puede ver, por ejemplo en mecánica de examinar un mecanismo se sabe qué es lo que hace. Para entender como funcionan los circuitos hemos de basarnos en estas magnitudes.

Las magnitudes eléctricas fundamentales son:

• Voltaje
• Intensidad de corriente
• Resistencia

VOLTAJE V

El voltaje es la energía por unidad de carga. Como sabemos, el generador da energía a las cargas para que circulen. Cuanta más energía por unidad de carga más tendencia hay a que se establezca una corriente eléctrica.

El voltaje se mide en Voltios V. 

Puedes tocar los terminales de una pila que tiene 1,5 V y no notas nada, sin embargo si tocas los terminales de una toma de corriente de enchufe que tienen 220 V te electrocutarías.

Por eso los juguetes y objetos eléctricos portátiles llevan pilas o baterías de bajo voltaje.

El voltaje también se llama TENSIÓN o DIFERENCIA DE POTENCIAL.

INTENSIDAD DE CORRIENTE  I

Mide la cantida de carga que pasa por la sección de un conductor en 1 segundo.

Se mide en Amperios A. Y corresponde a 1C/1s  (Coulombios/segundos).

En la imagen la sección se identifica por A. Si cada bolita es una carga de 1 coulombio, en un segundo puedes ver que pasan 4 coulombios. 

Entonces la corriente es de 4 C/1s = 4 Amperios.

IMPORTANTE: SENTIDO DE LA CORRIENTE

Se define como sentido de la corriente el sentido contrario al del movimiento de los electrones. Por tanto se considera que la corriente va del polo + al polo -.

Esto puede chocarte, pero se debe a que se estableció el sentido de la corriente antes de descubrirse los electrones y que éston eran los responsables de la corriente eléctrica. 

RESISTENCIA  R

Es la oposición que muestran los materiales a que los atraviese la corriente eléctrica. 

Se mide en Ohmios Ω  (letra griega omega)

Así los materiales aislantes de la corriente presentan una resistencia altísima de miles de millones de ohmios, casi infinita; y los materiales conductores tienen una resistencia muy baja casi 0 ohmios.

LEY DE OHM

La ley de Ohm relaciona las tres magnitudes eléctricas. Si tenemos un material de resistencia R y los conectamos a un generador de V voltios, la corriente que circula se relaciona con V y R de la siguiente manera.

 Si queremos averiguar I o R solo hemos de despejarlas. Así: 

                    I  = V/R

Lo que podemos leer como que la corriente que circula es tanto mayor cuanto mayor sea el voltaje aplicado y tanto menor cuanto mayor sea la resistencia eléctrica.

RESISTIVIDAD

Un conductor tiene una resistencia baja que se puede deterninar conociendo qué material es y a partir de sus dimensiones. 

El conductor mostrará menos resistencia cuanto más grueso sea, y más resistencia cuanto más largo. Si a la superficie del conductor la llamamos S, esto se expresa mediante:

Donde ρ    (letra ro griega) es la resistividad del material que se expresa en Ω m (ohmios x metro). Si bien en la práctica se utilizan las resistividades para trabajar con longitudes en metros y areas de sección de conductor en milímetros cuadrados.

MECANISMOS AUXILIARES. C. Ortega.

DIFERENCIA ENTRE EJE Y ÁRBOL 

Un eje es el soporte de los elementos mecánicos que no transmite potencia. Árbol es el que sí transmite potencia. Muchas veces nos referimos a ejes que en realidad deberíamos llamar árboles. 

TRINQUETES Y RUEDAS LIBRES

Los trinquetes permiten el giro en un sentido y no en el otro gracias a la forma inclinada de sus dientes. Cuando gira en sentido antihorario el gatillo sube y baja, pero en sentido contrario se encaja.

Trinquete

También se consigue lo mismo con las Ruedas Libres que llevan bolas de acero.

Rueda libre

FRENOS

Reducen la velocidad de giro de los ejes, pudiendo llegar a detenerlos. Los más utilizados utilizan la fricción (rozamiento). En ellos toda la energía cinética de las partes en movimiento se transforma en calor que debe ser disipado adecuadamente.

Hay varios tipos de freno:

FRENOS DE CINTA.

Freno de cinta

FRENOS DE ZAPATA:

Freno de zapata

FRENOS DE TAMBOR

Dos zapatas se aprietan contra la superficie interna de un tambor conectado al eje.

Freno de tambor

Funcionamiento del freno de tambor

FRENOS DE DISCO

Dos pastillas de freno se aprietan contra el disco de freno que está sujeto al eje.

Freno de disco

Funcionamiento del freno de disco

FRENOS DE RECUPERACIÓN.

Son frenos electromagnéticos, no de fricción. Se utilizan en camiones, trenes y vehículos eléctricos. Cuando se frena se acciona un generador eléctrico que produce una frenada constante y libre de rozamiento y la coriente generada se utiliza para recargar la batería del vehículo. En trenes y camiones se utiliza cuando la vía tienen bajadas prolongadas para evitar sobrecalentar los frenos de fricción. Si los frenos se sobrecalientan dejan de frenar.

Freno de recuperación

ACOPLAMIENTOS DE EJES

Pueden ser fijos como como los acoplamientos fijos o bridas.

Acoplamiento fijo.

Acoplamiento de bridas

Pueden ser acoplamientos elásticos.

Acoplamiento elástico

Permitiendo un poco de ángulo entre los ejes.

Acoplamiento elástico.

Pueden ser también acoplamientos móviles, que permiten que los ejes no estén en línea e incluso formen un determinado ángulo.

JUNTA OLDHAM

Ejes paralelos pero no en línea.

Junta Oldham

JUNTA CARDAN

Los ejes pueden formar un ángulo.

Junta Cardan

EMBRAGUES

Permiten acoplar y desacoplar ejes y árboles sin necesidad de parar el motor.

Pueden ser:

EMBRAGUES DE FRICCIÓN. 

Uno o varios platos se presionan o no para conectar la transmisión.

Funcionamiento del embrague de discos

EMBRAGUES DE DIENTES. 

Embrague de dientes

MUELLES Y RESORTES

Se fasbrican en acero, material elástico, Se deforman acumulando energía que luego devuelven a retomar su forma. Pueden ser de varios tipos.

MUELLES DE COMPRESIÓN. 

MUELLES DE TRACCIÓN.

MUELLES DE TORSIÓN.

MUELLES DE CINTA.

Muelle de cinta

SISTEMAS DE AMORTIGUACIÓN

Cuando es necesario amortiguar golpes o vibraciones se utilizan estos sistemas. 

BALLESTAS

Son láminas de acero curvadas y sujetas mediante abrazaderas, de modo que pueder curvarse y deslizar un poco entre ellas. 

Suspensión por Ballesta

Suspensión por ballesta de un ferrocarril.

AMORTIGUADORES

Constan de un cilindro que contiene aceite o aire y un muelle de compresión. 

Amortiguador. Detalle del fluido (aceite o aire) en su interior

Amortiguador. Detalle del muelle.

SOPORTES DE EJES Y ÁRBOLES DE TRANSMISIÓN.

Ejes y árboles tienen que estar sujetos de manera que se les permita girar libremente a la vez que mantener su posición. Las partes en contacto con los soportes estarán sometidas a rozamiento y por tanto a desgaste. Para evitar que el eje o árbol se desgaste se utilizan cojinetes y rodamientos, de modo que cuando se desgasten por el uso se cambien estos en vez de todo el eje. 

 COJINETES

Son anillos o casquillos que se montan en el eje en un soporte. Trabajan por fricción, se construyen en materiales que soportan bien el rozamiento.

1 y 3 cojinete, 2 eje,  4 parte inferior del soporte del cojinete

Vemos como el cojinete lleva un orificio para la lubricación.

Detalle de cojinete y soporte

RODAMIENTOS

El rozamiento por rodadura es menor que el de dos superfies planas como ocurre en los cojinetes. Poniendo bolas, rodillos o conos de acero entre dos anillos se consigue un rozamiento menor.

Podemos tener:

RODAMIENTOS DE BOLAS

Admiten esfuerzos perpendiculares el eje.

Rodamiento de bolas

RODAMIENTOS CÓNICOS 

Si el esfuerzo mayor es en la dirección de eje se utilizan troncos de cono en vez de bolas.

Rodamientos cónicos

 

RODAMIENTOS DE CONTACTO ANGULAR  

Si además de los esfuerzos perpendiculares al eje los hay también en la dirección del eje en ambos sentidos se necesitan rodamientos de contacto angular.

Rodamiento de contacto angular

RODAMIENTOS CILÍNDRICOS 

Cuando hay esfuerzos grandes perpendiculares al eje se utilizan cilindos en vez de bolas. Cuando los cilindros son muy finos se denominan rodamientos de agujas.

Rodamiento cilíndrico

BOLAS DE TRANSFERENCIA. 

Para cintas transportadoras o superficies movibles se utilizan las bolas de transferencia.

Bola de transferencia