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Blog de Mercedes González Mas

ondas electromagnéticas

Maxwell (1837-1879) sintetizó las leyes básicas de la electricidad y el magnetismo en unas ecuaciones conocidas como ecuaciones de Maxwell.
I. La ley de Gauss para el campo eléctrico. El flujo eléctrico a través de una superficie cerrada depende solo de la carga eléctrica que contiene esta superficie.
II. La ley de Gauss del magnetismo. El flujo magnético a través de una superficie cerrada siempre es nulo, lo que es consecuencia de la no existencia de polos magnéticos aislados.
III: La ley de Faraday-Lenz. Los flujos magnéticos variables con el tiempo originan fuerza electromotriz inducida que , a su vez, genera un campo eléctrico.
IV. La ley de Ampère-Maxwell. Indica la relación de simetría de los dos campos. Los campos eléctricos variables también origina campos magnéticos.

Las ecuaciones de Maxwell muestran que se genera una onda electromagnética cuando cargas eléctricas son aceleradas. Si las cargas eléctricas se mueven con velocidad constante no se genera una onda, aún cuando existe un campo eléctrico y un campo magnético.

“Las cargas eléctricas al ser aceleradas originan ondas electromagnéticas.”

Una consecuencia fundamental es que los campos eléctricos y magnéticos son capaces de propagarse en forma de onda, cuya velocidad en el vacío fue calculada por Maxwell,

Cuando Maxwell reemplazó los valores de la permitividad y la permeabilidad del vacío, conocidos usando experimentos con bobinas y condensadores, obtuvo que

c = 3 × 10^8 m/s .

La velocidad de la luz en el vacío.
Basado en esto, Maxwell propuso que la luz es una onda electromagnética.

Un campo eléctrico variable engendra un campo magnético variable y este a su vez uno eléctrico, de esta forma las ondas electromagnéticas (o.e.m.) se propagan en el vacío sin soporte material.

La carga eléctrica en movimiento crea a su alrededor un campo electromagnético, cuyas componentes E y B son perpendiculares . Sus valores en cada punto y en función del tiempo son:

E = Eo sen( wt -kx)
B = Bo sen( wt -kx)

Entonces, ¿cómo se generan las ondas electromagnéticas(o.e.m.)?

Así pues, parece que si aceleramos una carga ya tenemos lo suficiente para poder generar un campo magnético variable y, como podemos ver a partir de la ley de Faraday, si tenemos un campo magnético que varía en el tiempo, podemos inducir un campo eléctrico. Si la variación es tal que el campo eléctrico inducido también varía en el tiempo, por la ley de Ampère se inducirá un campo magnético, y así sucesivamente.

En resumen, a partir de la carga acelerada podemos tener un campo eléctrico y un campo magnético que se alimentan mutuamente y dan lugar, así, a una onda electromagnética.

A partir de las ecuaciones de Maxwell; Hertz describe teoricamente (calcula y representa gráficamente) el proceso de formación de ondas elecotromagnéticas en torno a un dipolo oscilante, que constituye su emisor.
El dipolo oscilante, también conocido como antena dipolo de Hertz, idealmente está formado por dos cargas eléctricas opuestas que oscilan armónicamente con cierta frecuencia a lo largo de un segmento, estando siempre simétricamente situadas respecto al centro. El orden de magnitud de la frecuencia del dipolo de Hertz era de 100 MHz, que se correspondía con la frecuencia de las oscilaciones eléctricas con las que realizó.

Podemos elegir como modelo de formación de ondas electromagnéticas al dipolo eléctrico oscilante (dos cargas iguales y opuestas cuya separación varía armónicamente con el tiempo). Según la teoría electromagnética clásica una carga que oscila con Movimiento Armónico Simple de frecuencia ” f ” radia energía de la misma frecuencia. La energía que emite la transporta un campo eléctrico y otro magnético. Veamos como son y como se forman

El ejemplo más simple cuando hablamos de dipolo eléctrico es que hay una carga positiva y una carga negativa del mismo valor separadas una determinada distancia. Así, podéis tener una situación como la de la figura 1, donde tenemos dos alambres, cada uno con una carga diferente, separados una cierta distancia.

Los dos alambres están conectados a un generador de corriente alterna de alta frecuencia. Esto quiere decir, básicamente, que el generador hace circular las cargas “muy deprisa”. Por lo tanto, en un instante hay arriba las positivas y abajo las negativas; y en el instante siguiente la situación es la inversa.

La idea básica es que el generador crea una diferencia de potencial que “saca” los electrones de la porción A y los lleva a la porción B. Acto seguido, el efecto se invierte y “saca” los electrones de la porción B y los trae, otra vez, hacia la porción A, y así sucesivamente.

 

El espectro electromagnético.

Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de todas las ondas electromagnéticas. La longitud de una onda (λ) es el período espacial de la misma, es decir, la distancia que hay de pulso a pulso. La frecuencia (f) es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico. Se cumple que c = λ.f
El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de onda, como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz visible y los rayos infrarrojos, las microondas, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio. Se cree que el límite para la longitud de onda más pequeña posible es la longitud de Planck mientras que el límite máximo sería el tamaño del Universo aunque formalmente el espectro electromagnético es infinito y continuo.

En el siguiente video podéis ver un resumen de las ondas electromagnéticas y el espectro electromagnético:

 

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27 marzo 2017 Posted by | ....BIV-Electromagnet, 2n Batxillerat-Física, Uncategorized | , , , , | Deja un comentario

MODELO ESTÁNDAR

Profundizando en el estudio de la materia se llegó a la conclusión de que los protones y los neutrones no podían ser tratados como la parte más pequeña del átomo, ni como indivisibles, ya que los quarks daban estructura a las partículas del núcleo, los nucleones.

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En la actualidad  los físicos han desarrollado una teoría llamada Modelo Estándar. Actualmente se mantiene  como la teoría más aceptada que permite explicar como funciona y como esta formado el universo. Esta  teoría describe las partículas consideradas como fundamentales y las relaciones de estas partículas con las interacciones fundamentales conocidas (las llamadas fuerzas).

En modelo standard existen 2 tipos de partículas:

  • Partículas de materia o Fermiones, formadas por Quarks y Leptones
  • Partículas portadoras de fuerza o Bosonesstandard-model-elementary-particles-diagram-particle-physics-fundamental-make-up-matter-fundamental-force-carriers-36590417

Quarks

Los Quarks junto con los leptones son los constituyentes fundamentales de la materia y las partículas más pequeñas que el hombre ha logrado identificar. En la naturaleza no se encuentran quarks aislados. Estos siempre se encuentran en grupos, llamados Hadrones, de dos o tres quarks, conocidos como mesones y bariones respectivamente.

Los quarks no se encuentran libres en la naturaleza sino que se agrupan formando hadrones. Estos se dividen en dos tipos:

  • Mesones: formados por un Quark y un antiquark (piones, kaones,…)
  • Bariones: formados por tres Quarks (protones, neutrones,…)

Hay 6 tipos distintos de quarks que los físicos han denominado de la siguiente manera:

UP (ARRIBA)
DOWN (ABAJO)
CHARM (ENCANTADO)
STRANGE (EXTRAÑO)
TOP (CIMA)
BOTTOM (FONDO).

Las variedades extraño, encanto, fondo y cima son muy inestables y se desintegraron en una fracción de segundo, pero los físicos de partículas pueden recrearlos y estudiarlos. Las variedades arriba (up) y abajo (down) sí se mantienen, y se distinguen entre otras cosas por su carga eléctrica, 2/3 y -1/3 respectivamente.

En la naturaleza no se encuentran quarks aislados. Esto es una consecuencia directa del confinamiento del color. El color asignado a cada quark no es importante, sólo lo es el que estén presentes los tres colores.

Son los Quarks (unidos por fuerzas nucleares fuertes) los que forman los protones y los neutrones.

proton

Están formados por dos quarks down y un quark up en el caso del neutrón, y dos quarks up y uno down para el protón.

 

Leptones

Los leptones son partículas consideradas como fundamentales en la nueva tabla de partículas elementales. El nombre proviene del griego “leptos” que significa pequeño. La primera partícula de este tipo que se encontró fue el electrón cuya masa, por ejemplo, es aprox. dos mil veces mas pequeña que el protón.

En física, un leptón es una partícula con Spin -1/2, que no experimenta interacción nuclear fuerte. Los Leptones son los fermiones (patículas de materia) más ligeros.

Existen 6 leptones y sus correspondientes antipartículas: el electrón, el muón, el tau y tres neutrinos asociados a cada uno de ellos.

El electrón es el leptón más conocido.

El neutrino es una partícula que al carecer de carga eléctrica es un excelente representante de la interacción débil. Éstas partículas pueden atravesar toneladas de material sin sufrir la mas mínima perturbación. Son “fantasmas” que atraviesan la materia.

Bosones

El modelo estándar explica las fuerzas como el resultado del intercambio de unas partículas portadoras de fuerza, con las partículas de materia. Cuando se intercambian estas partículas es cuando aparecen a nivel macroscópico las fuerzas.

boson

En la naturaleza encontramos que las partículas tiene una característica denominada Spin. Este espín puede tomar valores enteros y semienteros. La diferencia entre Bosones y Fermiones es que los bosones son las partículas de espín entero y los fermiones las partículas de espín semientero.

Cada tipo de fuerza es transportada por una de estas partículas:gluon

– El fotón es la portadora la interacción electromagnética.

– El gluón es la partícula portadora de la interacción nuclear fuerte que mantiene unidos a los quarks en el núcleo. Los Gluones son bosones. Al igual que el fotón, el gluón es un bosón sin masa ni carga de Spin 1. Existen asimismo 8 tipos de Gluones, siendo cada uno de ellos una combinación color-anticolor. Los quarks y los Gluones forman partículas compuestas con carga de color total neutra (se suele decir que las partículas compuestas son blancas).

– Los bosones W+, W- y Z son las partículas portadoras de la interacción nuclear débil, una de las cuatro interacciones fundamentales de la naturaleza. Son tres tipos de partículas fundamentales muy masivas que se encargan en general de cambiar el sabor de otras partículas, los leptones y los quarks.

– El gravitón ???. A nivel de partículas fundamentales la fuerza gravitatoria es despreciable.

En resumen

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23 abril 2016 Posted by | ....BV-Quàntica-nuclear, 2n Batxillerat-Física | , , , , | Deja un comentario

Daltonismo

Los objetos absorben y reflejan la luz de forma distinta dependiendo de sus características físicas, como su forma, composición, etc. El color que percibimos de un objeto es el rayo de luz que rechaza. Nosotros captamos esos “rebotes” con diferentes longitudes de onda, gracias a la estructura de los ojos. Si los rayos de luz atraviesan al objeto, éste es invisible.

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Las células de la retina son de dos tipos: conos y bastones.

– Los bastones se activan en la oscuridad y sólo permiten distinguir el negro, el blanco y los distintos grises. Nos permiten percibir el contraste.bastones-y-conos1

– Los conos, en cambio, funcionan de día y en ambientes iluminados y hacen posible la visión de los colores. Existen tres tipos de conos; uno especialmente sensible a la luz roja, otro a la luz verde y un tercero a la luz azul (RGB). La combinación de estos tres colores básicos: rojo, verde y azul permite diferenciar numerosos tonos. El ojo humano puede percibir alrededor de 8000 colores y matices con un determinado nivel de iluminación. Es en el cerebro donde se lleva a cabo esta interpretación.

Tanto los conos como los bastones se conectan con los centros cerebrales de la visión por medio del nervio óptico.

Daltonismo

El daltonismo es un defecto genético que ocasiona dificultad para distinguir los colores. La palabra daltonismo proviene del químico y matemático John Dalton que padecía este trastorno.

Esta deficiencia visual consistente en la incapacidad para distinguir diferentes colores y se transmite genéticamente a través del cromosoma X lo que provoca una mayor presencia entre los hombres. El ocho por ciento de los hombres padece esta anomalia y rara vez afecta a las mujeres. Este defecto genético es hereditario y se transmite generalmente por un alelo recesivo ligado al cromosoma X. Si un varón hereda un cromosoma X con esta deficiencia será daltónico. En cambio en el caso de las mujeres, que poseen dos cromosomas X, sólo serán daltónicas si sus dos cromosomas X tienen la deficiencia.

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Los daltónicos no distinguen bien los colores debido al fallo de los genes encargados de producir los pigmentos de los conos. Así, dependiendo del pigmento defectuoso, la persona confundirá unos colores u otros. Por ejemplo si el pigmento defectuoso es el del rojo, el individuo no distinguirá el rojo ni sus combinaciones.

Hay diferentes tipos de daltoniso:

-Dicromatismo
Las personas que presentan este tipo de daltonismo tienen sólo dos tipos de conos, por lo que al faltar uno de los tipos celulares, el otro se encargará de recoger los estímulos que corresponderían al primero. De esta forma, presentan dificultad para establecer la diferencia entre el rojo y el verde o entre el azul y el amarillo.
Deficiencia rojo-verde, es la deficiencia más común. Las personas con esta deficiencia tiene dificultad para diferenciar estos dos colores.daltonismo

-Tricromatismo anómalo
Otra de las formas de daltonismo que tiene efectos similares, aunque más leves. En este caso el individuo presenta los tres tipos de conos, pero existe alguna deficiencia en los mismos que impide un funcionamiento totalmente normal.
-Acromatopsia
Es el caso más grave de daltonismo y provoca que el individuo que la padece aprecie únicamente diferencias en la escala de grises.

El daltonismo en general pasa inadvertido en la vida diaria, aunque puede suponer un problema para los afectados en ámbitos tan diversos como identificar códigos de colores de planos o elegir determinadas profesiones para las que es preciso superar un reconocimiento médico que implica identificar correctamente los colores (militar de carrera, piloto, capitán de marina mercante, policía, árbitro de fútbol, etc.). Puede detectarse mediante test visuales.

La prueba de daltonismo más famosa se basa en las Cartas de Ishihara, una serie de tarjetas donde aparecen círculos rellenos de múltiples puntos de diferentes colores.
Cada tarjeta está especialmente diseñada para que una persona sin daltonismo sea capaz de identificar el texto dibujado en su interior, normalmente un número. Sin embargo una persona que sufra daltonismo no conseguirá distinguir nada.

Captura de pantalla 2014-05-21 a la(s) 11.38.39

Haz la prueba tu mismo.

15 diciembre 2015 Posted by | ....BIII-Óptica, 2n Batxillerat-Física | , , | Deja un comentario

TEMARI FÍSICA 2n BAT

En el curs actual està en vigor la nova llei d’educació, la LOMQE. En la comunitat valenciana està publicada aquesta llei en el decret 87/2015 del 5 de juny, del consell, pel qual s’estableix el currículum i l’ordenació general de l’educació secundaria obligatòria i del Batxillerat (DOCV 7554 de 10/06/15).

Blocs de continguts
Bloc 1: L’activitat científica
Bloc 2: Interacció gravitatòria
Bloc 3: Interacció electromagnètica
Bloc 4: Ones
Bloc 5: Òptica geomètrica
Bloc 6: Física del segle XX

Examen de selectivitat de Física81bwKt3FGYL

L’exercici de Física s’estructurarà en sis blocs, corresponent a cada bloc la matèria següent:

Bloc I: interacció gravitatòria
Bloc II: vibracions i ones
Bloc III: òptica

Bloc IV: interacció electromagnètica
Blocs V i VI: elements de relativitat, física quàntica o física nuclear i de partícules

Les dos opcions d’examen seran tancades. Cada opció d’examen estarà constituïda per dos problemes i quatre qüestions. Dos qualssevol dels sis blocs seran problemes, i els quatre restants, qüestions. Cada problema valdrà 2 punts i cada qüestió 1,5 punts.
El el quadre següent teniu la equivalència dels blocs d l’examen de selectiu amb els temes del llibre de text que utilitzarem durant el curs

Examen Llibre: “Éter. Física 2 batxillerat. Editorial: Ecir
Bloc I TEMA 2: Interacció gravitatòria
Bloc II TEMA 1: Vibracions i ones
Bloc III TEMA 5: òptica
Bloc IV TEMA 3 i 4: Interacció electromagnètica
Bloc V/VI TEMA 6: Física relativista
Bloc V/VI TEMA 7: Física quàntica
Bloc V/VI TEMA 8: Física nuclear

2 septiembre 2015 Posted by | 2n Batxillerat-Física | , , | Deja un comentario

Transfomador eléctrico

Un transformador  eléctrico es un dispositivo capaz de convertir una diferencia de potencial alterna en otra diferencia de potencial alterna de las mismas caracteristicas que la anterior pero de distinto voltaje o intensidad. Se utilizan para producir variaciones de tensión.

El tranformador está formado por:transformador_3d

– un núcleo, construido con finas láminas de acero dispuestas en forma de marco i pegadas entre si. Las láminas están aisladas entre ellas. El núcleo se utiliza para conducir el flujo magnético, ya que es un gran conductor magnético.

– Dos arrollamientos eléctricos, que son un hilo de cobre enrollado a través del núcleo en uno de sus extremos y recubierto por una capa aislante, que suele ser barniz. Está compuesto por dos bobinas, la primaria y la secundaria. La relación de vueltas del hilo de cobre entre el primario y el secundario nos indicará la relación de transformación. El nombre de primario y secundario es totalmente simbólico. Por definición allá donde apliquemos la tensión de entrada será el primario y donde obtengamos la tensión de salida será el secundario.

 

Funcionamiento.

Los transformadores se basan en la inducción electromagnética . Al aplicar una fuerza electromotriz en el arrollamiento primario, es decir una tensión o voltaje V1, se origina un flujo magnético en el núcleo de hierro. Al pasar la corriente por este primer arrollamiento, genera un campo magnético alrededor del núcleo de hierro. Dicho campo magnético es variable, pues ha sido creado por una corriente alterna, y dará lugar a la generación de una fuerza electromotriz , es decir tensión o voltaje V2 inducida en el segundo arrollamiento, llamado secundario.

Según la Ley de Lenz, necesitamos que la corriente sea alterna para que se produzca esta variación de flujo. En el caso de corriente continua el transformador no se puede utilizar.

Para calcular la relación de transformación (r), de acuerdo con la ley de Faraday-Henry, la fuerza electromotriz inducida en cada arrollamiento será:

V1 = – N1 ΔΦ/Δt

V2=  – N2 ΔΦ/Δt

Como la variación de flujo es la misma, al dividir las dos expresiones.

Tipos de transformadores

 – Los transformadores eléctricos elevadores tienen la capacidad de aumentar el voltaje de salida en relación al voltaje de entrada. En estos transformadores el número de espiras del arrollamiento secundario es mayor al del arrollamiento primario.

– Los transformadores eléctricos reductores tienen la capacidad de disminuir el voltaje de salida en relación al voltaje de entrada. En estos transformadores el número de espiras del arrollamiento primario es mayor al secundario.

Usos

Uno de los principales usos del transformador eléctrico es transformar la corriente alterna de entrada a nuestras viviendas de 220 v a corriente continua comprendida entre los 3 V y los 25 V, que es la que utilizan la mayoría de los circuitos electrónicos, de televisores, ordenadores, radios, cargadores…. Estos aparatos normalmente funcionan con pilas o baterías, pero cuando los conectamos a la red necesitamos transformadores.

En general, los transformadores que usamos en casa son reductores: el voltaje de salida es menor que el de entrada (220 V).

La corriente que sale del arrollamiento secundario es alterna. Para convertir la corriente alterna en continua necesitamoas cuatro diodos configurados para formar un circuito “rectificador de onda completa”.

El rectificador de onda completa, rectifica el semiciclo negativo de tensión y lo convierte en positivo, para conseguirlo uno de los métodos es utilizar un puente de diodos. La eficiencia de éste montaje es muy alta por lo que es muy utilizado.

Se trata de un montaje con cuatro diodos, en el semiciclo positivo los diodos D1 y D3 permiten el paso de la corriente hasta la carga, con la polaridad indicada. En el semiciclo negativo son D2 y D4 los que permiten el paso de la corriente y la entregan a la carga con la misma polaridad que en el caso anterior.rectificador_onda_completa

Observa el video

23 marzo 2015 Posted by | ....BIV-Electromagnet, 2n Batxillerat-Física | , , , , , , | Deja un comentario

Inducción electromagnética

La inducción electromagnética es el proceso mediante el cual campos magnéticos generan campos eléctricos. La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o tensión) en un conductor, de modo que las cargas del conductor se mueven generando una corriente, se produce una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday en 1831, quien lo expresó indicando que la magnitud de la tensión inducida es proporcional a la variación del flujo magnético (Ley de Faraday).

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Podemos observar que si acercamos o alejamos un imán a un conductor que no está conectado a ninguna fuente de fuerza electromotriz, se detecta con un amperímetro que aparece una corriente eléctrica en el conductor. La corriente desaparece si el imán se mantiene en la misma posición, por lo que se llega a la conclusión de que sólo una variación del flujo del campo magnético con respecto al tiempo genera corriente eléctrica.

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Por otra parte,  Lenz comprobó que la corriente debida a la f.e.m. inducida se opone al cambio de flujo magnético, de forma tal que la corriente tiende a mantener el flujo. Esto es válido tanto para el caso en que la intensidad del flujo varíe, o que el cuerpo conductor se mueva respecto de él.

El signo menos de la ley de Faraday indica el sentido que va a llevar la corriente inducida y se conoce como Ley de Lenz: “El sentido de la corriente inducida es tal que tiende a oponerse a la causa que lo produce”.

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Aplicaciones de la inducción electromagnética

1.- Quizá una de las aplicaciones más inadvertidas sea la de control y vigilancia. 

– Las tarjetas de crédito (con banda magnética) nos permiten pagar en el supermercado, la autopista o la gasolina. La banda magnética que tarjetas-banda-magneticaestá compuesta por partículas ferromagnéticas incrustadas en una matriz de resina (generalmente epoxi) y que almacenan cierta cantidad de información mediante una codificación determinada que polariza dichas partículas. La banda magnética es grabada o leída mediante contacto físico pasándola a través de una cabeza lectora/escritora gracias al fenómeno de la inducción magnética.

–  En el autobús o el metro los billetes son “inteligentes” y saben cuanto tienen que cobrarnos y cuanto crédito nos queda para seguir viajando.

– Una “llave“ magnética permite abrir la puerta de la habitación del hotel, aparcar en zonas reservadas o entrar en nuestro garaje de casa, subir al telesilla en la estación de eskí, etc…

– Las de vigilancia son las de las etiquetas antihurto en los grandes almacenes, en las bibliotecas, tiendas de discos, etc… Se trata de etiquetas magnetoacústicas que se basan en excitar magnéticamente una vibración elástica resonante en un material magnetostrictivo que se estira y se encoge cuado está inmerso en un campo magnético alterno. Este sistema es particularmente fiable y sensible y permite cumplir la labor de vigilancia al dar la alarma en caso  de hurto.

Las tiras de estas etiquetas están cortadas con un largo y un ancho calculados para que, de la misma forma que una cuerda de guitarra, vibren a una frecuencia exacta, por un fenomeno de resonancia. Por tanto, si aplicamos un campo magnético de 58kHz a una etiqueta, este campo magnético induce un movimiento en las placas resonadoras. Si la placa polarizadora está imantada, es decir está activada, se produce resonancia y vibran a esta frecuencia de 58kHz, escuchándose un eco tras apagar el campo magnético.

Al pasar por caja, una antena integrada en los lectores de códigos de barras emite un breve pulso magnético de 58kHz y escucha. Si oye un eco magnético tras el pulso significa que hay una etiqueta próxima. En cuanto lee el código de barras comienza el proceso de desactivado. Si la targeta está desimantada no hay eco.Antirrobo magnetoacústico

A la salida de la tienda hay una antena transmisora y otra receptora. La antena transmisora está continuamente emitiendo pulsos magnéticos de 58kHz a razón de 100 pulsos por segundo. Mientras que la antena receptora está escuchando esos pulsos.

Cuando una etiqueta que ha pasado por caja, desactivada, se coloca entre las dos antenas no ocurre nada. Porque al estar el polarizador desimantado no hay resonancia, el campo no le afecta.

Si pasamos con una etiqueta sin desactivar, esta absorbe energía del campo magnético, resuena en 58kHz y emitirá un eco magnético tras cada pulso. Este eco lo captará la antena receptora que inmediatamente hará sonar la alarma.

2.- Una del las principales aplicaciones es la de gererar energia eléctrica.

-La dinamo es un generador eléctrico que transforma la energía mecánica en energía eléctrica, debido a la rotación de cuerpos conductores en un campo magnético. El término “dinamo” es usado especialmente para referirse a generadores de los que se obtiene corriente continua.dinamo

Una espira de hilo de cobre se hace girar, entre los polos de un imán permanente. El giro es producido por una fuente externa. La espira va sujeta al armazón y conectada a unos colectores que se comporta como un conmutador. Los colectores estan cortados y tocan las escobillas fijas, al girar  hacen que la corriente tenga una única dirección, generando de esta manera corriente continua. Un de sus primeros usos fue la instalación en bicicletas para generar energía y poder alumbrar.

-El alternador. Si hacemos girar una espira de  cobre, situada entre los dos polos de un imán, inducimos una corriente eléctrica. Al girar la espira varia el flujo magnético que la atraviesa. Cuando la espira pasa junto al polo norte del imán, corta las líneas magnéticas que éste genera, induciéndose una corriente en las espiras. Si sigue girando cuando la espira pasa frente a la zona neutra, la corriente desaparece hasta que la espira se aproxima al polo sur, donde se vuelve a inducir una corriente de sentido contrario. En un lado de la espira la corriente que se genera es en un sentido y en el otro lado es de sentido contrario.

La corriente recogida, de esta forma, está cambiando constantemente de dirección: cada vez que el rotor gira media vuelta, el alambre positivo se convierte en negativo y viceversa, por este motivo esta corriente recibe el nombre de corriente alterna.17

Como vemos se genera una onda de corriente alterna, cambia el sentido de la corriente y además la intensidad es variable (no siempre es la misma). Si somos capaces de unir los extremos de la espira a un receptor tendremos un generador de corriente eléctrica, en este caso de corriente alterna (alternador). En España los alternadores de las centrales eléctricas giran 50 veces por segundo, es decir la frecuencia de la corriente eléctrica es de 50 Hz (hertzios). Se repite la misma onda 50 veces cada segundo.

3.- Las Placas de inducción, funcionan y, efectivamente, calientan la comida manteniendo fría la superficie, de manera más eficiente, más controlable y más segura que las vitrocerámicas o las cocinas de gas.

Su funcionamiento se basa en obtener calor a partir de un campo magnético variable en un material conductor.

induccion-2-300x223Una diferencia de potencial de corriente alterna es aplicada a las terminales de un solenoide, la corriente alterna fluye a través de las bobina o solenoide creando un campo magnético variable. Si un cuerpo conductor es insertado cerca de la bobina, la variación en el flujo magnético que pasa a través del cuerpo y, de acuerdo con la ley de Lenz, induce una fuerza electromotriz (fem), que actua sobre las cargas creando corrientes inducidas, que son convertidas en calor debido al efecto Joule y calentado el cuerpo.

La tecnología de inducción funciona cuando el recipiente con el contenido de hierro adecuado se coloca sobre la superficie de cocción. Y solo entonces: si no hay cazuela la placa no funciona. Por eso es una tecnología tan segura. El único calor de la superficie de cristal es el que se transfiere de la cazuela. Nada más. Y no vale cualquier recipiente porque los recipientes tienen que tener elementos ferromagnéticos que se vean afectados por el campo magnético. Para que la placa de inducción funcione es necesario que el menaje tenga los elementos de hierro justos.

4.- Detector de metales. Toda corriente eléctrica genera un campo magnético, es decir, la “electricidad” (o sea, los electrones en movimiento) cuando fluye por el cable genera un campo magnético. Los metales son buenos conductores de la electricidad y además todos tienen comportamiento magnético aunque no todos por igual.  Existen tres tipos de magnetismo: ferromagnétismo, diamagnétismo i paramagnetismo.Detector-metales-tesoros-TS20-grande

Un detector de metales corriente es tan sólo una bobina de cable (como la del electroimán) por la que se hace pasar la electricidad. Al ocurrir esto se genera un campo magnético. Este campo magnético atrae a los materiales ferromagnéticos, repele a los antiferromagnéticos y a los diamagnéticos y atrae aunque de una forma más sutil a los paramagnéticos. Cuando el detector “nota” que el campo magnético que genera produce uno de estos efectos pita.

15 marzo 2015 Posted by | ....BIV-Electromagnet, 2n Batxillerat-Física | , , , , , , , , , , | Deja un comentario

Tubo de rayos catódicos

Hace unos años la mayoría de los monitores (pantallas de equipos) o televisores utilizaban tubos de rayos catódicos ( CRT, del inglés Cathode Ray Tube), aunque en la actualidad se está sustituyendo paulatinamente por tecnologías como plasma, LCD, LED.CRT_17
Los tubos de rayos catódicos son tubos de vacío de vidrio dentro de los cuales un cañón de electrones emite una corriente de electrones guiada por un campo magnético hacia una pantalla cubierta de pequeños elementos fosforescentes.
Los rayos catódicos son corrientes de electrones que se producen en tubos de vacío, que se equipan por lo menos con dos electrodos, un cátodo (electrodo negativo) y un ánodo (electrodo positivo) en una configuración conocida como diodo. Cuando se calienta el cátodo, emite electrones que viajan hacia el ánodo.
Un campo magnético va guiando los electrones de derecha a izquierda y de arriba hacia abajo. Se crea con dos placas electrificadas X e Y (llamadas deflectores) que envían la corriente en dirección horizontal y vertical, respectivamente.

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La pantalla está cubierta con una capa fina de elementos fosforescentes, llamados fósforos, que emiten luz por excitación, es decir, cuando los electrones los golpean, creando de esta manera, un punto iluminado llamado píxel. Un monitor CRT contiene millones de pequeños puntos de fósforo rojos, verdes y azules que brillan cuando son alcanzados por un rayo de electrones para crear una imagen visible.

La activación del campo magnético hace que los electrones sigan un patrón de barrido, al ir de izquierda a derecha y luego bajando a la siguiente fila una vez que han llegado al final.pc-images-balai
El ojo humano no es capaz de visualizar este barrido debido a la persistencia de la visión. El ojo tiene la propiedad de persistencia de la imagen. (gracias a esto puede verse el cine o la TV). La imagen se mantiene una décima de segundo en la retina, después de desaparecer ésta. De acuerdo con esto, todo fenómeno luminoso que se produzca con una frecuencia mayor de 10 veces por segundo, el ojo los verá como continuos.

La pantalla está cubierta con fósforo, un material orgánico que brilla cuando es golpeado por el rayo de electrones. una manera de filtrar el rayo de electrones para poder obtener la imagen correcta en la pantalla del monitor es una máscara ensombrecida,

La máscara ensombrecida es una fina pantalla de metal llena de agujeros extremadamente pequeños. Tres rayos de electrones pasan por lo agujeros en un único punto en la pantalla del CRT con superficie de fósforo. La máscara de sombras ayuda a controlar los rayos de electrones para que estos golpeen el fósforo correcto justamente a la intensidad correcta, creando los colores deseados y la imagen en la pantalla. Los rayos que no se desean son bloqueados o “ensombrecidos”.

La gran mayoría de monitores  utilizan gotas circulares de fósforo y los agrupan en formación triangular. Estos grupos son conocidos como tríadas y el ordenamiento es un diseño del trío de puntos. La máscara de sombra está localizada directamente enfrente de la capa de fósforo (cada perforación correspondiendo a tríos de puntos de fósforo) y asisten en enmascarar electrones innecesarios, evitando la sobrecarga y distorsión de la imagen final.

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– Sistema de visión del color:

RGB. Utilizado en pantallas de televisión. Consiste en mezclar colores de manera aditiva supone combinar una determinada cantidad de luz ROJA , VERDE Y AZUL con el fin de crear nuevos colores. Si mezclamos las tres fuentes luminosas en su máxima intensidad, el ojo percibirá el color resultante como blanco.

CMY. Un sistema diferente se utiliza en impresión, los colores se crean mediante la mezcla de 3 tintas de impresión de colores primarios: CIAN, MAGENTA Y AMARILLO. Este sistema se denomina mezcla substractiva porque la tinta filtra la luz blanca que incide sobre su superficie adsorbiendo todos los colores del espectro, excepto uno, el color que desea que la tinta refleje. El color de la luz reflejada está determinado por las longitudes de onda de la luz blanca. En la practica se utiliza tinta negra para complementar a los otros tres colores CMYK, ja que los tres no pueden combinarse para dar el negro perfecto.

 

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8 febrero 2015 Posted by | ....BIV-Electromagnet | , , , , , | Deja un comentario

Els alumnes de 2n de batxillerat realitzen tallers a l’ETSE-UV

fotos movil mer 3012

Tallers a la ETSE – UV 2015

 

El passat divendres 16 de gener, 44 alumnes de 2n curs de batxillerat científic i tecnològic van visitar l’Escola Tècnica Superior d’Enginyeria de la Universitat de València (ETSE-UV) acompanyats pels seus professors de física, Mercedes González, i de química, Hermenegild Maria. Aquesta Escola desenvolupa en aquestes dates, com ha fet en els últims sis anys, un conjunt de tallers on els estudiants de batxillerat, i també de cicles formatius, poden realitzar pràctiques en els laboratoris adaptades al seu nivell educatiu, tenint a més ocasió de conèixer els estudis i les instal·lacions d’aquesta Escola situada en el campus de Burjassot de la Universitat de València.

En arribar al nou edifici de l’ ETSE-UV els alumnes van ser rebuts en el Saló de Graus pel Sotsdirector de l’Escola que els va fer una curta xarrada d’introducció als estudis que es poden realitzar a la Universitat de València i, més concretament, a l’ETSE en els camps de la informàtica i la tecnologia, per tal de motivar als estudiants cap al treball experimental i l’enginyeria.

Després van començar els tallers on els nostres estudiants participaren en tallers d’informàtica i multimèdia, on es realitzà un taller de desenvolupament de videojocs i un altre de realitat augmentada, o en tallers d’electrònica industrial i de telecomunicacions, amb un taller de Robòtica amb Lego Mindstorms, així com en tallers de tecnologia química i processos industrials, on fabricaren un gel de bany i treballaren les operacions de separació de la indústria obtenint olis essencials, així com les operacions d’assecat d’arròs.

Els alumnes van gaudir molt de l’experiència, tant dels tallers com de poder utilitzar unes instal·lacions universitàries amb les quals es van poder fer una idea versemblant de com serà la seua vida acadèmica en un futur no tan llunyà.

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Fabricació de gel de bany

Taller de realitat augmentada

Taller de realitat augmentada

 

21 enero 2015 Posted by | 2n Batxillerat-Física, Activitats extraescolars | , | Deja un comentario

Superluna

Se denomina superluna  al fenómeno por el cual la luna se encuentra  un 10 por ciento  más cercana a la Tierra en el recorrido de su órbita. Se encuentra en el punto llamado perigeo (punto más próximo a la Tierra) coincidiendo con la fase de Luna llena. Esto se da debido a que la órbita lunar es elíptica y su centro no corresponde con el centro de la Tierra, como se aprecia en la imagen

Apogeo y perigeo

 

Cuando ocurre el fenómeno de la superluna, se la suele apreciar la luna más grande y más brillante de lo normal.

lunaperigeoapogeo

En 2014 se ha dado la circunstancia de que el movimiento orbital que se acerca y se aleja de la Tierra ha coincidido con tres fases de luna llena. En tres meses, tres ‘Lunas de perigeo’. Por ello, este año hubo hasta tres oportunidades para ver la luna con un tamaño extraordinariamente grande y con una mayor luminosidad. La primera fue el sábado 12 de julio, la siguiente el domingo 10 de agosto y la tercera el martes 9 de septiembre de 2014.

La noche del martes 9 de septiembre nos ha regalado la tercera superluna del verano. El satélite se ha podido ver un 14 por ciento más grande y un 30 por ciento más brillante gracias a la proximidad de su órbita alrededor de la Tierra. Ya ocurrió el 12 de julio y el 10 de agosto. Esta última fue, además, una extra-SuperLuna, ya que el satélite estuvo en el punto más cercano a nuestro planeta de los últimos 20 años.

La próxima superluna será el 14 de noviembre 2016.

9 septiembre 2014 Posted by | ....BI-Gravitació, 2n Batxillerat-Física | , , | Deja un comentario