Apuntes, resúmenes, trabajos, exámenes y ejercicios de Física de Universidad

Pérdidas y Rendimiento en Transformadores

El rendimiento de un transformador es el cociente entre la potencia entregada a la carga y la potencia consumida por la red. El rendimiento de un transformador es elevado, situándose generalmente en torno al 90 %. Sin embargo, este elevado rendimiento no exime al equipo de presentar pérdidas; ninguna máquina trabaja sin producir pérdidas de potencia.

Aunque las pérdidas en los transformadores son pequeñas, se producen principalmente por dos factores:

1. Pérdidas por histéresis (Pérdidas en el hierro)

Estas pérdidas ocurren en el núcleo de hierro. Dependen directamente del flujo magnético, el cual solo varía con la tensión. Dado que la tensión suele ser constante, esto implica que las pérdidas... Continuar leyendo "Eficiencia y Pérdidas en Transformadores Eléctricos: Funcionamiento y Protección" »

1. ¿Qué es la hidrodinámica?

Es el estudio de la dinámica de los líquidos.

2. Aproximaciones en el estudio de fluidos

• Fluido incompresible: La densidad no varía con el cambio de presión, a diferencia de lo que ocurre con los gases.
• Despreciabilidad de la viscosidad: Se considera que la pérdida de energía por viscosidad es mínima en comparación con la inercia del movimiento.
• Régimen estable o estacionario: La velocidad del fluido en un punto determinado es independiente del tiempo.

3. Ecuación de Bernoulli

La fórmula se expresa como:

P1/ρ + V1²/2 + g·z1 = P2/ρ + V2²/2 + g·z2

Definición de Bernoulli

Relaciona los cambios de presión con la velocidad y la altura a lo largo de una corriente que fluye.

4. Diferencia entre fluidos reales

Introducción a la Fotometría y Radiometría

Las siguientes fórmulas y definiciones establecen las bases para comprender las magnitudes radiométricas y fotométricas, así como su relación con la percepción visual humana.

Fórmulas Fundamentales

• L = m · ng + b
• 1 W (555 nm) = 680 lm (Esto implica que 0.62 · 680 lm/W · 10 W = 4216 lm)
• L = Le · V · Km
• 1 td = 1 cd/m² por una superficie pupilar de 1 mm²

Magnitudes Fundamentales

A continuación, se detallan las principales magnitudes utilizadas en radiometría y fotometría, destacando sus unidades y la diferencia entre la energía radiante (física) y la energía luminosa (percibida por el ojo humano).

Radiometría vs. Fotometría

• Flujo Radiante (Fe): Se mide en vatios (W). Representa la potencia

Modelo Atómico de Thomson

Thomson demostró que dentro de los átomos existen unas partículas diminutas con carga eléctrica negativa, llamadas electrones. Pensó que el átomo consistía en una esfera de carga positiva en la cual se encontraban los electrones en un número suficiente para neutralizar la carga positiva.

Aciertos

• Incorpora la idea de que la materia está formada por partículas diferentes, unas con carga positiva y otras con negativa.
• Con ello justifica los experimentos en los que se manifiesta una interacción de la materia con la electricidad, por ejemplo, la conductividad de los metales.

Errores

• El átomo no era exactamente una masa sólida.
• No distribuyó correctamente las cargas en el átomo.
• No podía justificar la generación

Clasificación y Propiedades de los Materiales

Clasificación de los Materiales

• Naturales: Obtenidos de nuestro entorno, solo son tratados mecánicamente.
• Artificiales o Sintéticos: Aquellos que se obtienen mediante un tratamiento físico o químico (ej. hierro).
• Reciclados: Se obtienen a partir de otros materiales ya usados con anterioridad. Son tratados física y químicamente (ej. aglomerados).

Propiedades de los Materiales

Propiedades Tecnológicas

• Maleabilidad: Facilidad para extenderse en láminas cuando se le comprime. (Ej: Oro)
• Ductilidad: Bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse, permitiendo obtener alambres, hilos, etc.
• Fusibilidad: Capacidad de un material para derretirse o fundirse.
• Soldabilidad: Mayor

Conceptos Fundamentales en Operaciones Mineras

Definiciones de Recursos y Sistemas de Manejo

• RnI especulativo: Son aquellos que pueden existir como depósitos conocidos en un marco geológico favorable.
• Dilución de reemplazo: Si el contacto estéril/mineral es muy irregular, el resultado será un volumen equivalente de material estéril que sustituirá al mineral.

Sistemas de Transporte y Arranque

• Sistema de Carga Continua con Trituración Móvil y Arranque Discontinuo: El transporte con volquetes acompaña la trituración, constituyendo un equipo de arranque y carga discontinuo.
• Sistema de Transporte Mixto y Arranque Continuo: Arranque discontinuo por una retroexcavadora o equipo similar. Sistema poco utilizado.
• Sistema de Arranque y Transporte

Flujo Eléctrico y Ley de Gauss: Principios Fundamentales

La Ley de Gauss relaciona el flujo del campo eléctrico a través de una superficie cerrada con la carga total contenida en su interior. Esta ley es fundamental porque vincula el campo eléctrico directamente con sus fuentes de origen.

Para comprender esta ley, se suele considerar el caso más simple: un campo eléctrico creado por una carga puntual Q. El objetivo es calcular el flujo de este campo a través de una superficie cerrada (como se ilustra en representaciones típicas).

Definición de Flujo Eléctrico

Anteriormente, hemos explorado la descripción cualitativa del campo mediante líneas de fuerza. Existe una magnitud matemática directamente relacionada con el número de líneas

El Campo H

En la lección anterior se estableció que las fuentes de B eran las corrientes libres de portadores de carga. Sin embargo, acabamos de ver que la imanación de un material produce también corrientes cautivas equivalentes que son fuente, a su vez, de campo magnético. Por tanto, parece claro que la generalización de la expresión ∇∧B=μ₀J, obtenida para corrientes libres, se puede conseguir incluyendo en J tanto las corrientes libres como las cautivas inducidas en los materiales.

Si J representa la densidad total de corriente en un punto, la representaremos como suma de la densidad de corriente libre, J_f, y de la densidad de corriente de imanación, J_m:

J = J_f + J_m

El vector H recibe el nombre de intensidad de campo magnético... Continuar leyendo "Campo H: Intensidad de Campo Magnético y Susceptibilidad Magnética" »

*Se entiende por conservación de la energía que es la conservación de la *calidad* y no de la *cantidad* de energía.

Formas de Energía

*Las diferentes formas de energía son: térmica, mecánica, cinética, potencial, eléctrica, magnética, química y nuclear.

Análisis Termodinámico: Perspectivas Macroscópicas y Microscópicas

*Grupos que se consideran en el análisis térmico: macroscópicos y microscópicos.

Energía Macroscópica

*La energía macroscópica es la que cambia con la velocidad y la altura.

*Ejemplos de energía macroscópica: Energía cinética y potencial.

Energía Microscópica (Energía Interna)

*Las formas microscópicas se relacionan con la estructura del sistema y el grado de la actividad molecular.

*La suma de todas las... Continuar leyendo "Fundamentos de la Energía: Tipos, Conservación y Aplicaciones" »

Densidad de Carga, Potencial Eléctrico y Radio de Curvatura

CUESTIÓN 1: La densidad superficial de carga del conductor esférico es proporcional al potencial eléctrico e inversamente proporcional al radio del conductor: *e* = *σ*/ε₀ = *V*/ *r*. Para un conductor irregular cargado a un potencial *V*, la densidad superficial de carga y el campo en las proximidades del conductor son diferentes en los distintos puntos de la superficie, atendiendo al radio de curvatura de la superficie en un punto concreto. Podemos conocer cómo es dicha variación (dibujo 1). En *a*, la densidad de carga y el campo serán similares al de un conductor eléctrico de similar radio. *V* = (*k*_elec * q₁)/ *r₁* = (*k*_elec * q₂)/ *r₂* => *q₁*/ *r₁*... Continuar leyendo "Densidad de Carga, Potencial Eléctrico y Flujo: Análisis Detallado" »