EL COMPUTADOR

Una computadora o computador también denominada ordenador, es una máquina electrónica que recibe y procesa datos para convertirlos en información útil. Es una colección de circuitos integrados y otros componentes relacionados ejecutando con exactitud, rapidez y de acuerdo lo indicado por un usuario o por otro programa, una gran variedad de secuencias de instrucciones que son ordenadas organizadas y sistematizadas en función a una amplia gama de aplicaciones prácticas y precisamente determinadas proceso el cual se llama, programación, y el que lo realiza se le llama programador. La computadora necesita de datos específicos estos datos, en conjunto, se le llama  “Input” que es requerido al momento de la ejecución, para proporcionar el producto final del procesamiento de datos, y recibe el nombre de "output". información puede ser entonces utilizada, reinterpretada, copiada, transferida, o retransmitida a otra(s) persona(s), computadora(s) o componente(s) electrónico(s) local o remotamente usando diferentes sistemas de telecomunicación, que puede ser grabada, salvada o almacenada en algún tipo de dispositivo o unidad de almacenamiento

Característica principal que la distingue de otros dispositivos similares es que es una máquina de propósito general, puede realizar tareas muy diversas, de acuerdo a las posibilidades que brinde los lenguajes de programación y el hardware.

HISTORIA DEL COMPUTADOR

El primer artilugio que el hombre uso para hacer cálculos matemáticos fue el ábaco chino, En 1670 el filósofo y matemático alemán Gottfried Wilhelm Leibniz perfeccionó una máquina que podía multiplicar.

El inventor francés Joseph Marie Jacquard diseño un telar automático, utilizó placas de madera perforadas para controlar el tejido. 

En la década de 1880 el estadístico estadounidense Herman Hollerith tuvo la idea de utilizar tarjetas perforadas, similares a las placas de Jacquard, para procesar datos.

Hollerith consiguió compilar la información estadística destinada al censo de población de 1890 de Estados Unidos utilizando un sistema que hacía pasar tarjetas perforadas sobre contactos eléctricos.

También en el siglo XIX el matemático e inventor británico Charles Babbage elaboró los principios de la computadora digital moderna. Inventó unas máquinas, diseñadas para solucionar problemas matemáticos complejos.

La matemática británica Augusta Ada Byron y su hija del poeta inglés Lord Byron, fueron los verdaderos inventores de la computadora digital moderna. La tecnología de aquella época no era capaz de trasladar a la práctica sus conceptos; pero su invención, la máquina analítica, tenía muchas de las características de un ordenador moderno, Incluía una corriente de paquete de tarjetas perforadas, una memoria, un procesador para las operaciones matemáticas y una impresora.

Los ordenadores analógicos se empezaron a construir principios del siglo XX. Los primeros modelos realizaban cálculos mediante ejes y engranajes giratorios. Con estas máquinas se evaluaban las aproximaciones numéricas de ecuaciones difíciles  para poder ser resueltas mediante otros métodos. Durante las dos guerras mundiales se utilizaron sistemas informáticos analógicos, mecánicos eléctricos, para predecir la trayectoria de los torpedos de los submarinos y para el manejo de las bombas en la aviación.

Durante la II Guerra Mundial un equipo de científicos y matemáticos al norte de Londres, crearon el primer ordenador digital totalmente electrónico llamado el Colossus. Hacia diciembre de 1943 el Colossus, incorporaba 1.500 válvulas de vacío, era ya operativo. Fue utilizado por el equipo dirigido por Alan Turing para descodificar los mensajes de radio cifrados de los alemanes.

En 1939 y con independencia de este proyecto, John Atanasoff y Clifford erry habían construido un prototipo de máquina electrónica. Este prototipo y las investigaciones se realizaron en el anonimato, quedaron eclipsadas por el desarrollo del Calculador e integrador numérico electrónico ENIAC, (Electronic Numerical Integrator and Computer) en 1946. El ENIAC, que se basaba en gran medida en el ordenador Atanasoff-Berry, obtuvo una patente que caducó en 1973.

El ENIAC contenía 18.000 válvulas de vacío y tenía una velocidad de varios cientos de multiplicaciones por minuto, pero su programa estaba conectado al procesador y debía ser modificado manualmente. Se construyó un sucesor del ENIAC con un almacenamiento de programa que estaba basado en los conceptos del matemático húngaro-estadounidense John von Neumann. Las instrucciones se almacenaban dentro de una llamada memoria, lo que liberaba al ordenador de las limitaciones de velocidad del lector de cinta de papel durante la ejecución y permitía resolver problemas sin necesidad de volver a conectarse al ordenador.

A finales de la década de 1950 el uso del transistor en los ordenadores marcó el advenimiento de elementos lógicos más pequeños, rápidos y versátiles que permitían las máquinas con válvulas. Como los transistores utilizan mucha menos energía y tienen una vida más prolongada, a su desarrollo se debió el nacimiento de máquinas más perfeccionadas, que fueron llamadas ordenadores o computadoras de segunda generación. Los componentes se hicieron más pequeños, así como los espacios entre ellos, por lo que la fabricación del sistema resultaba más barata.

LOS COMPONENTES DE UNA PC

PLACA MADRE (MOTHER BOARD)

Es la placa de circuitos más grande existente en un computador, Porque usualmente está en el fondo o espalda de los gabinetes del PC. En ella se insertan el procesador, la memoria, los conectores IDE, las tarjetas PCI, la tarjeta AGP y la BIOS. Es comúnmente conocida como: placa base, placa principal, placa madre Motherboard y mainboard.

EL PROCESADOR

El microprocesador es el circuito integrado central complejo de un sistema informático; se le suele llamar por analogía, «cerebro» de un computador.

Es el encargado de ejecutar los programas, desde el sistema operativo hasta las aplicaciones de usuario; ejecuta instrucciones programadas en lenguaje de bajo nivel, operaciones aritméticas y lógicas simples, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lógicas binarias y accesos a memoria.

El microprocesador está conectado generalmente mediante un zócalo en la placa base de la computadora; para su correcto y estable funcionamiento, se le incorpora un sistema de refrigeración, consta de un disipador de calor de alta conductividad térmica, como cobre o aluminio. , y de un ventilador que eliminan el exceso del calor absorbido por el disipador. Entre el disipador y la cápsula del microprocesador se coloca pasta térmica para mejorar la conductividad del calor. Existen otros métodos más eficaces, como la refrigeración líquida o el uso de células peltier para refrigeración extrema, aunque estas técnicas se utilizan casi exclusivamente para aplicaciones especiales,  como en las prácticas de overclocking.

MEMORIA RAM Y ROM

RAM: En este tipo de memoria, cada byte individual de información puede ser introducido o extraído de manera independiente del resto de la información contenida en la memoria. Los componentes de almacenamiento primario, son llamados también chips de acceso de memoria al azar (Ram), el programdor puede seleccionar y usar de manera aleatoria cualquiera de las posiciones de dicha memoria para introducir o almacenar datos de manera directa.

ROM: Es un chip de memoria permanente en el cual son grabadas instrucciones, no puede modificarse, esta memoria la utilizan generalmente los módulos para juegos y algunas calculadoras programables. Es un tipo de memoria que tienen integrado un programa, está almacenado de forma tal, que solo podrá ser leído pro al computadora, de ninguna manera nos permitirá modificarlo. Las memorias Rom son utilizadas para almacenar la información básica de la computadora para que pueda ser arrancada.

SLOTS O RANURAS DE EXPANSIÓN:

Ranura dentro de la consola de una computadora, diseñada para contener tarjetas de expansión y conectarlas al bus del sistema, la mayoría de los equipos informáticos personales tiene entre 3 y 8 zócalos de expansión. Los zócalos ofrecen un medio para añadir características nuevas o mejoradas al sistema, así como también memoria.

FUENTE DE PODER

Es uno de los componentes más importantes ya que es el encargado de suministrarle la energía a todos los componentes del computador.

La fuente de poder de una computadora convierte la electricidad que viene desde él toma corriente en una energía manejable. La fuente toma la energía de 120 voltios y la convierte a corriente DC de 5 y 12 voltios (positivo, negativo).  Usualmente, los componentes electrónicos como la tarjeta madre, tarjetas adaptadoras, utilizan energía +5voltios. Otros componentes como los discos duros y los ventiladores (cooling fans), utilizan energía de +12 voltios.

Las fuentes de poder trabajan para asegurarle al sistema que existe la energía suficiente para que los componentes del computador funcionen adecuadamente. La fuente envía una señal especial a la tarjeta madre, esta se llama "Power-Good signal”. Esta está encargada de que la energía corra dentro del circuito de la tarjeta madre. Si esta señal no es la apropiada el sistema no arrancará. Esta protege al sistema para que funcione aun cuando haiga cambios repentinos de corriente.

Por último la fuente de poder cuenta con un ventilador interno para ayudar a mantener la temperatura controlada en el sistema.

DISCO DURO

El disco duro es una unidad de almacenamiento de gran capacidad en un computador u ordenador. Este está formado por varios discos apilados (2 o más), estos discos son generalmente de aluminio o vidrio, recubiertos de un material ferromagnético. Como en los disquetes, una cabeza de lectura/escritura permite grabar la información, y leerla posteriormente; esta operación se puede hacer un gran número de veces.

La mayoría de los discos duros son fijos, es decir, están alojados en el ordenador de forma permanente. Existen también discos duros removibles, estos se utilizan generalmente para hacer copias de seguridad de los discos duros  o para pasar información de un ordenador a otro.

El primer disco duro que se instaló en un ordenador personal fue en 1979; el cual era un Seagate su capacidad de almacenamiento era de 5 MB. Hoy en día, la capacidad de almacenamiento de un disco duro puede superar los 500 TB.

CARCASA O GABINETE DE LA COMPUTADORA

El gabinete de una computadora, es uno de los elementos más importantes de la PC, ya que su principal tarea es guardar los elementos como la motherboards y demás elementos que van conectados a esta y también nos sirve para cubrir estos componentes del polvo. Se dice que el gabinete es importante, ya que no todo los gabinetes nos sirven para conectar cualquier computador, esto se da porque cada una de las motherboards y sus procesadores necesitan de requerimientos específicos como el tamaño, la disipación de calor que ofrece, etc. para su buen funcionamiento.

Tenemos que tener en cuenta aspectos importantes a la hora de comprar un gabinete, ya que si nos gusta un gabinete del tipo AT, no podremos conectar n una motherboard Mini ATX debido a tres factores importantes, el tamaño, la disipación de calor que ofrece y el consumo necesario para que sus componentes funcionen bien. Estas características se deben tener en cuenta al momento de comprar un gabinete.

El gabinete esta hecho principalmente por  plástico y metales como el aluminio y el acero, estas son hechas especialmente para colocar en su interior todos los componentes que conforman una PC, es decir discos rígidos, unidades ópticas, motherboards, procesadores, memorias, placas de video y audio y demás, se diferencian entre sí por su tamaño y al tipo de computadora a la que está destinada.

CD-ROM

El CD-ROM es un dispositivo que se proyectó desde su inicio para solo lectura de datos digitales.

El CD ROM, según sus iniciales significa Compact Disk-Read Only Memory (Disco Compacto de solo Lectura), este  es un dispositivo de almacenamiento de datos permanentes que no pueden ser modificados, cuya capacidad permite almacenar grandes cantidades de información en forma digital.

El material del que está hecho un CD ROM es policarbonato, una fibra plastificada resistente,  igualmente es utilizado en la fabricación de ventanas contra balas y cascos protectores. El CD ROM tiene una capacidad de almacenamiento de 650, 700, 800 y 900 Mbytes, existe también el DVD-ROM con capacidades de 4.5 GBytes, 9.0 GBytes y más GBytes, la capacidad depende  de la marca y modelo del fabricante. Su principal ventaja es que el método de grabación es óptico.

Como tiene sus ventajas también tiene sus desventajas, su principal desventaja es que el acceso es secuencial, es decir, la búsqueda se efectúa a lo largo de toda la grabación en espiral por lo que la recuperación de datos es más lenta.

Un tipo muy utilizado de CD-ROM es el CD-RW, el cual permite almacenar y borrar información un sin número de veces.

TECLADO (ELEMENTO EXTERNO - INTEGRADO EN LOS PORTÁTILES)

El teclado es un periférico de entrada o dispositivo, este fue inspirado por el teclado de las máquinas de escribir, los botones que tiene el teclado son palancas mecánicas o interruptores electrónicos que envían información a la computadora. El teclado es el principal elemento de entrada de las computadoras. El teclado tiene entre 99 y 147 teclas aproximadamente, y lo dividieron en cuatro bloques:

BLOQUE DE FUNCIONES: este bloque hace referencia a las teclas del F1 al F12 y se divide en tres bloques de cuatro teclas: de F1 a F4, F5 a F8 y de F9 a F12, su función depende del programa que se está ejecutando en el momento por ejemplo el F1 en muchos programas nos muestra la ayuda.

BLOQUE ALFANUMÉRICO: está ubicado en la parte inferior del bloque de funciones, contiene los números arábigos del 1 al 0 y el alfabeto organizado como en una máquina de escribir, además de algunas teclas especiales.

BLOQUE ESPECIAL: está ubicado a la derecha del bloque alfanumérico, contiene algunas teclas especiales como ImprPant, Bloq de desplazamiento, pausa, inicio, fin, insertar, suprimir, RePág, AvPág, y las flechas direccionales que permiten mover el punto de inserción en las cuatro direcciones.

BLOQUE NUMÉRICO: está ubicado a la derecha del bloque especial, se activa al presionar la tecla Bloq Num, contiene los números arábigos organizados como en una calculadora con el fin de facilitar la digitación de cifras. Además contiene los signos de las cuatro operaciones básicas: suma +, resta −, multiplicación * y división /; también contiene una tecla de Intro o Enter.

RATÓN - MOUSE (ELEMENTO EXTERNO - INTEGRADO EN LOS PORTÁTILES)

El ratón o mouse es un dispositivo que nos facilita el manejo de un entorno gráfico en una computadora. Habitualmente es fabricado en plástico. Detecta el movimiento en dos dimensiones por la superficie plana en la que se apoya, reflejándose habitualmente a través de un puntero o flecha en el monitor.

Hoy en día es un  elemento que no puede faltar en un computador ya que ayuda a las personas hacer el trabajo más fácilmente y con más rapidez y a pesar de que han intentado sacar otras tecnologías con una función similar, como la pantalla táctil, no han sido fácil de manejar y por este motivo el mouse va a tener unos años más de uso, en el futuro podría ser posible mover el cursor o el puntero con los ojos o basarse en el reconocimiento de voz.

MONITOR (ELEMENTO EXTERNO - INTEGRADO EN LOS PORTÁTILES)

El monitor de ordenador es un dispositivo de salida (interfaz), que muestra datos o información al usuario.

Las primeras computadoras se comunicaban con el operador mediante unas pequeñas luces, que se encendían o se apagaban al acceder a determinadas posiciones de memoria o ejecutar ciertas instrucciones.

Años más tarde aparecieron ordenadores que funcionaban con tarjeta perforada, que permitían introducir programas en el computador. Durante los años 60, la forma más común de interactuar con un computador era mediante un teletipo, que se conectaba directamente a este e imprimía todos los datos de una sesión informática.

Estaban expresamente diseñados para modo texto y soportaban subrayado, negrita, cursiva, normal e invisibilidad para textos.

Los televisores de hoy en día se han adaptados para poder conectar los computadores para dar una mejor imagen etc.

CONCEPTOS BÁSICOS DE ELECTRICIDAD

La electricidad es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas. Se manifiesta en una gran cantidad de fenómenos como los rayos, la electricidad estática, la inducción electromagnética o el flujo de corriente eléctrica.

La electricidad se manifiesta mediante varios fenómenos y propiedades físicas:

Carga eléctrica: Es una propiedad de algunas partículas subatómicas, que determina su interacción electromagnética.

Corriente eléctrica: Es el flujo o pasaje de electrones a través de un conductor o cargas eléctricas.

Campo eléctrico: Es un tipo de campo electromagnético producido por una carga eléctrica incluso cuando no se está moviendo o cuando las cargas están en movimiento producen campos magnéticos.

Potencial eléctrico: La potencia eléctrica se define como la cantidad de trabajo realizado por una corriente eléctrica. El campo trata de transporta una unidad de carga positiva desde dicho punto a otro.

Magnetismo: La corriente eléctrica produce campos magnéticos, y los campos magnéticos varían en el tiempo y generan corriente eléctrica.

REDES ELÉCTRICAS:

Es una red interconectada que tiene el propósito de suministrar electricidad desde los proveedores hasta los consumidores. Consiste de tres componentes: las plantas generadoras que producen electricidad de combustibles fósiles (carbón, gas natural, biomasa) o Las líneas de transmisión que llevan la electricidad de las plantas generadoras a los centros de demanda y además los transformadores que reducen el voltaje para que las líneas de distribución puedan entregarle energía al consumidor final.

 La red eléctrica es un término usado para definir una red de electricidad que realizan estas tres operaciones:

Generación de electricidad: Las plantas generadoras están por lo general localizadas cerca de una fuente de agua, y alejadas de áreas pobladas.

Transmisión de electricidad: La red de transmisión transportará  la energía a grandes distancias, hasta que llegue al consumidor final.

Distribución de electricidad: al llegar a la subestación, la energía llegará a una tensión más baja. También  al salir de la subestación, entra a la instalación de distribución. Finalmente al llegar al punto de servicio, la tensión se vuelve a bajar del voltaje de distribución al voltaje de servicio requerido.

SISTEMA MKS DE UNIDADES

Es un sistema de unidades que expresa las medidas, utilizando tales como unidades basadas en metro, kilogramo y segundo (MKS).

El sistema MKS de unidades sentó las bases para el Sistema Internacional de Unidades, que ahora sirve como estándar internacional. El sistema MKS de unidades nunca ha tenido un organismo regulador, por lo que hay diferentes variantes que dependen de la época y el lugar.

El nombre del sistema está formado por las iniciales de sus unidades fundamentales.

La unidad de longitud del sistema M.K.S. es el metro

SIMBOLOGÍA ELÉCTRICA 

Se define Simbología Eléctrica a la representación gráfica que se realiza de cada elemento de un circuito.

Los símbolos eléctricos se rigen por la UNE-EN-60617, que fue aprobada en 1996 y está en concordancia con la norma europea.

• 60617-2 Elementos de símbolos, símbolos distintivos y otros símbolos de carácter general.
• 60617-3 Conductores y dispositivos de conexión.
• 60617-4 Componentes pasivos básicos.
• 60617-5 Semiconductores y tubos catódicos.
• 60617-6 Producción y transformación de la energía eléctrica
• 60617-7 Aparatos y dispositivos de control y protección.
• 60617-8 Instrumentos de medida, lámparas y dispositivos de señalización.
• 60617-9 Telecomunicaciones. Conmutación y equipos.
• 60617-10 Telecomunicaciones. Transmisión.
• 60617-11 Esquemas y planos. Arquitectura y topografía.
• 60617-12 Operadores lógicos.
• 60617-13 Operadores analógicos

CONCEPTOS DE ELECTRICIDAD ESTÁTICA

Se refiere a la acumulación de un exceso de carga eléctrica en una zona con poca conductividad eléctrica, un aislante, de manera que la acumulación de carga persiste. Los efectos de la electricidad estática son familiares para la mayoría de las personas porque pueden ver, notar e incluso llegar a sentir las chispas de las descargas que se producen cuando el exceso de carga del objeto cargado se pone cerca de un buen conductor eléctrico o como también otro objeto con un exceso de carga pero con la polaridad opuesta.

Los cabellos de la niña se repelen entre sí por causa de la carga eléctrica positiva adquirida por medio del contacto con el tobogán.

CORRIENTE ELÉCTRICA - ALTERNA Y CONTINÚA

CORRIENTE CONTINUA

La corriente continua la producen las baterías, las pilas y las dinamos. Entre los extremos de cualquiera de estos generadores se genera una tensión constante que no varia con el tiempo, por ejemplo si la pila es de 12 voltios, todo los receptores que se conecten a la pila estarán siempre a 12 voltios. Además de estar todos los receptores a la tensión de la pila, al conectar el receptor (una lámpara por ejemplo) la corriente que circula por el circuito es siempre constante (mismo número de electrones)  y no varia de dirección de circulación, siempre va en la misma dirección.

En Conclusión, la C.C. o DC la Tensión siempre es la misma y la Intensidad también.

CORRIENTE ALTERNA

Esta corriente es producida por los alternadores y es la que se genera en las centrales eléctricas. La corriente que usamos en las viviendas es corriente alterna como (enchufes).

Este tipo de corriente la intensidad varia con el tiempo (numero de electrones), además cambia de sentido la circulación a razón de 60 veces por segundo. Según esto también la tensión generada entre los dos bornes o polos varia con el tiempo en forma de onda senoidal (ver gráfica), no es constante.

Esta onda senoidal se genera 50 veces cada segundo, es decir tiene una frecuencia de 50Hz, en EEUU y Colombia  es de 60Hz. Como vemos pasa 2 veces por 0V  y 2 veces por la tensión máxima que es de 325V. Es tan rápido cuando no hay tensión que los receptores no lo aprecian y no se nota, excepto los fluorescentes (efecto estroboscópico). Además vemos como a los 10ms (milisegundos) la dirección cambia y se invierten los polos, y ahora llega a una tensión máxima de -325V (tensión negativa).

Esta onda se conoce como onda alterna senoidal y es la más común ya que es la que tenemos en nuestras casas. La onda de la intensidad sería de igual forma pero con los valores de la intensidad lógicamente en lugares de la tensión.

FUENTES DE ELECTRICIDAD

ELECTRICIDAD POR FROTAMIENTO

Las primeras observaciones sobre fenómenos eléctricos se realizaron ya en la antigua Grecia, cuando el filósofo Tales de Mileto (640-546 a.c.) comprobó que al frotar barras de ámbar contra pieles curtidas, se producía en ellas características de atracción.

Es el mismo experimento que ahora se puede hacer frotando una barra de plástico con un paño; acercándola luego a pequeños pedazos de papel, los atrae hacia sí, como es característico en los cuerpos electrizados.

Ciertos usuarios de automóviles sienten sus efectos al cerrar con la llave o al tocar la chapa del coche.

Creamos electricidad estática, cuando frotamos un bolígrafo con nuestra ropa.

Para explicar cómo se origina la electricidad estática, podemos considerar que la materia está hecha de átomos, y los átomos de partículas cargadas, un núcleo rodeado de una nube de electrones. Normalmente, la materia es neutra, y tiene el mismo número de cargas positivas y negativas.

Algunos átomos tienen más facilidad para perder sus electrones que otros. Si un material tiende a perder algunos de sus electrones cuando entra en contacto con otro, se dice que es más positivo en la serie tribo - eléctrica.   

Estos son algunos ejemplos de materiales ordenados de más positivo a más negativo:

Piel de conejo, vidrio, pelo humano, nylon, lana, seda, papel, algodón, madera, ámbar, polyester, poliuretano, vinilo (PVC), teflón.

El vidrio frotado con seda provoca una separación de las cargas porque ambos materiales ocupan posiciones distintas.

Cuando dos materiales no son conductores entran en contacto uno de los materiales puede capturar electrones del otro material. La cantidad de carga depende de la naturaleza de los materiales (de su separación en la serie tribo - eléctrica), y del área de la superficie que entra en contacto.

Otro de los factores que intervienen es el estado de las superficies, si son lisas o rugosas (la superficie de contacto es pequeña). La humedad o impurezas que contengan las superficies proporcionan un camino para que se recombinen las cargas.

Hemos observado que frotando un bolígrafo con nuestra ropa atrae a trocitos de papeles.

En las experiencias de aula, se frotan diversos materiales, vidrio con seda, cuero, etc...

Se emplean bolitas de sauco electrizadas para mostrar las dos clases de cargas y sus interacciones.

De estos experimentos se concluye que:

La materia contiene dos tipos de cargas eléctricas denominadas positivas y negativas. Los objetos no cargados poseen cantidades iguales de cada tipo de carga. Cuando un cuerpo se frota la carga se transfiere de un cuerpo al otro, uno de los cuerpos adquiere un exceso de carga positiva y el otro, un exceso de carga negativa.

Los objetos cargados con cargas del mismo signo, se repelen.

Los objetos cargados con cargas de distinto signo, se atraen.

Si antes de empezar las experiencias, se aproximan una barra de ebonita y a otra de vidrio, se comprobará que no existe electrificación ninguna, pues no hay ni atracción ni repulsión.

 De esta manera, se llega a la conclusión de que la electrización se produce por frotamiento y de que existe algún agente común que no se comporta de igual forma en ambos materiales.

Los electrones son idénticos para todas las sustancias (los de cobre son iguales que los del vidrio o la madera), siendo estas, las partículas más importantes de las que se componen a la materia, ya que disponen de carga y movilidad para desplazarse por las sustancias. La diferencia entre dos materiales vendrá dada, entre otras cosas, por la cantidad y movilidad de los electrones que la componen.

A título de curiosidad, comentar que la masa de un electrón es de:

0'0000000000000000000000000000009106 Kg.

Los conceptos de carga y movilidad son esenciales en el estudio de la electricidad, ya que, sin ellos, no podría existir la corriente eléctrica.

ELECTRICIDAD POR ACCIÓN QUÍMICA

Dispositivo que convierte la energía química en eléctrica. Todas las pilas consisten en un electrolito (que puede ser líquido, sólido o en pasta), un electrodo positivo y un electrodo negativo. El electrolito es un conductor iónico; uno de los electrodos produce electrones y el otro electrodo los recibe. Al conectar los electrodos al circuito que hay que alimentar, se produce una corriente eléctrica.

Las pilas en las que el producto químico no puede volver a su forma original una vez que la energía química se ha transformado en energía eléctrica (es decir, cuando las pilas se han descargado), se llaman pilas primarias o voltaicas. Las pilas secundarias o acumuladores son aquellas pilas reversibles en las que el producto químico que al reaccionar en los electrodos produce energía eléctrica.

En la pila de la figura  el zinc “cátodo” adquiere carga negativa, mientras que el cobre “ánodo” adquiere cargas positivas. Así se tiene una fuente de electricidad distinta a la generada por fricción.

La explicación de las reacciones químicas que ocurren en la pila o celda voltaica se dio muchos años después, ya que en la época de Volta la química apenas empezaba a desarrollarse como ciencia moderna. Solamente diremos que, por un lado, el zinc adquiere un exceso de electrones, mientras que por el otro, el ácido con el cobre da lugar a cargas eléctricas positivas. Al unir el cobre con el zinc por medio de un alambre conductor, los electrones del zinc se mueven a través del alambre, atraídos por las cargas del cobre y al llegar a ellas se les unen formando hidrógeno.

ELECTRICIDAD POR ACCIÓN DE LA LUZ

A medida que la luz solar se hace más intensa, el voltaje que se genera entre las dos capas de la célula fotovoltaica aumenta.

Cuando la luz solar incide sobre la placa, la célula empieza a funcionar. Los fotones de la luz solar interaccionan con los electrones disponibles e incrementan su nivel de energía.

ELECTRICIDAD TÉRMICA POR ACCIÓN DEL CALOR (CENTRALES ATÓMICAS)

CENTRAL DE GENERACIÓN TÉRMICA:

Es el tipo de central donde se usa una turbina accionada por vapor de agua inyectado a presión para mover el eje de los generadores eléctricos. Se puede producir desde los 5 hasta los 5000 k watts.

Las centrales térmicas convencionales y las térmicas nucleares utilizan la energía contenida en el vapor a presión. El ejemplo más sencillo consiste en conectar una tetera llena de agua hirviendo a una rueda de paletas, enlazada a su vez a un generador. El chorro de vapor procedente de la tetera mueve las paletas, y estas, el rotor.

Podemos conseguir vapor de muchas maneras: quemando carbón, petróleo, gas o residuos urbanos, o bien aprovechando la gran cantidad de calor que generan las reacciones de fisión nuclear. Incluso se puede producir vapor concentrando la energía del sol.

El proceso seguido en todas las centrales térmicas (convencionales o nucleares) tiene cuatro partes principales:

1. Generador de calor (puede ser una caldera para quemar carbón, combustible, gas, biogás, biomasa o residuos urbanos, o bien un reactor nuclear).
2. Circuito cerrado por donde circula el fluido (gas en combustión) que porta la energía cinética necesaria (agua en fase líquida y en fase de vapor). El generador de vapor tiene una gran superficie de contacto para facilitar la transferencia de calor de la caldera.
3. Condensador o circuito de enfriamiento. Convierte el vapor "muerto" de baja densidad en agua líquida de alta densidad, apta para ser convertida de nuevo en vapor "vivo". El calor residual del vapor "muerto" se transfiere a otro medio (generalmente un río o un embalse).
4. La turbina convierte la energía cinética del vapor "vivo" en movimiento rotatorio. Las ruedas de paletas se disponen una tras otra, con diferentes configuraciones, para aprovechar toda la energía contenida en el vapor a presión a medida que se expande y pierde fuerza. El generador convierte el giro en corriente eléctrica, gracias al proceso de inducción electromagnética.

CONCEPTOS ELÉCTRICOS DE: INTENSIDAD, TENSIÓN, RESISTENCIA

TENSIÓN O VOLTAJE

La Tensión es la diferencial de potencial entre dos puntos. Por eso en física se llama d.d.p (diferencia de potencial) y en tecnología Tensión o Voltaje. La tensión es la causa que hace que se genere corriente por un circuito.

En un enchufe hay tensión (diferencia de potencial entre sus dos puntos) pero OJO no hay corriente. Solo cuando conectemos el circuito al enchufe empezará a circular corriente (electrones) por el circuito y eso es gracias hay que hay tensión.

La tensión se mide en Voltios. Cuando la tensión es de 0V (cero voltios, no hay diferencia de potencial entre un polo y el otro) ya no hay posibilidad de corriente y si fuera una pila diremos que la pila se ha agotado.

Pero ¿Quién hace que se mantenga una tensión entre dos puntos? Pues los Generadores (dinamos, alternadores, pilas, baterías y acumuladores), que son los aparatos que mantienen la d.d.p o tensión entre dos puntos para que al conectar el circuito se genere corriente.

INTENSIDAD DE CORRIENTE

Es la cantidad de electrones que pasan por un punto en un segundo. Imaginemos que pudiésemos contar los electrones que pasan por un punto de un circuito eléctrico en un segundo. Pues eso sería la Corriente eléctrica. Se mide en Amperios (A). Por ejemplo una corriente de 1 A (amperio) equivale a 6,25 trillones de electrones que han pasado en un segundo.

RESISTENCIA ELÉCTRICA

Los electrones cuando en su movimiento se encuentran con un receptor (por ejemplo una lámpara) no lo tienen fácil para pasar por ellos, es decir les ofrecen una resistencia. Por el conductor van muy a gusto porque no les ofrecen resistencia a moverse por ellos, pero los receptores no. Por ello se llama resistencia a la dificultad que se ofrece al paso de la corriente.

Todos los elementos de un circuito tienen resistencia, excepto los conductores que se considera caso cero. Se mide en Ohmios (Ω). La resistencia se representa con la letra R.

La resistencia se suele medir con el Multímetro, que es un aparato que mide la intensidad, la tensión y por supuesto también la resistencia entre dos puntos de un circuito o la de un receptor.

LEY DE OHM

CONDENSADORES ELÉCTRICOS (ALMACENA ENERGÍA ELÉCTRICA)

Un condensador (en inglés, capacitor, nombre por el cual se le conoce frecuentemente en el ámbito de la electrónica y otras ramas de la física aplicada), es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacío. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total.

BOBINAS (ALMACENA ENERGÍA MAGNÉTICA)

Un inductor, bobina o reactor es un componente pasivo de un circuito eléctrico que, debido al fenómeno de la autoinducción, almacena energía en forma de campo magnético.

Un inductor está constituido normalmente por una bobina de conductor, típicamente alambre o hilo de cobre esmaltado. Existen inductores con núcleo de aire o con núcleo hecho de material ferroso como el acero magnético), para incrementar su capacidad de magnetismo.

Los inductores pueden también estar construidos en circuitos integrados, usando el mismo proceso utilizado para realizar microprocesadores. En estos casos se usa, comúnmente, el aluminio como material conductor. Sin embargo, es raro que se construyan inductores dentro de los circuitos integrados; es mucho más práctico usar un circuito llamado "girador" que, mediante un amplificador operacional, hace que un condensador se comporte como si fuese un inductor.

VOLTÍMETRO - AMPERÍMETRO - OHMÍMETRO = MULTÍMETRO

AMPERÍMETRO

Es el dispositivo que mide corriente. La corriente que se va a medir debe pasar directamente por el amperímetro, debido a que éste debe conectarse a la corriente. Los alambres deben cortarse para realizar las conexiones en el amperímetro.

Cuando use este instrumento para medir corrientes continuas, asegúrese de conectarlo de modo que la corriente entre en la terminal positiva del instrumento y salga en la terminal negativa. Idealmente, un amperímetro debe tener resistencia cero de manera que no altere la corriente que se va a medir. Esta condición requiere que la resistencia del amperímetro sea pequeña comparada con R, + R2. Puesto que cualquier amperímetro tiene siempre alguna resistencia, su presencia en el circuito reduce ligeramente la corriente respecto de su valor cuando el amperímetro no está presente.

VOLTÍMETRO

Es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico. Idealmente, un Voltímetro debe tener resistencia muy alta del orden de los Megaohmios de manera que no altere el voltaje que se va a medir.

OHMÍMETRO

Un óhmetro, Ohmímetro, u Ohmímetro es un instrumento para medir la resistencia eléctrica.

El diseño de un ohmímetro se compone de una pequeña batería para aplicar un voltaje a la resistencia bajo medida, para luego, mediante un galvanómetro, medir la corriente que circula a través de la resistencia.

La escala del galvanómetro está calibrada directamente en ohmios, ya que en aplicación de la ley de Ohm, al ser el voltaje de la batería fija, la intensidad circulante a través del galvanómetro sólo va a depender del valor de la resistencia bajo medida, esto es, a menor resistencia mayor intensidad de corriente y viceversa.

Existen también otros tipos de óhmetros más exactos y sofisticados, en los que la batería ha sido sustituida por un circuito que genera una corriente de intensidad constante I, la cual se hace circular a través de la resistencia R bajo prueba. Luego, mediante otro circuito se mide   el voltaje en los extremos de la resistencia. De acuerdo con la ley de Ohm el valor de vendrá dado por:

COLORES PARA MEDIR UNA RESISTENCIA:

POTENCIA  ELÉCTRICA

La potencia eléctrica se define como la cantidad de trabajo realizado por una corriente eléctrica.

Potencia en corriente continua

Cuando se trata de corriente continua (DC) la potencia eléctrica desarrollada en un cierto instante por un dispositivo de dos terminales es el producto de la diferencia de potencial entre dichos terminales y la intensidad de corriente que pasa a través del dispositivo. Esto es, P=V x I donde I es el valor instantáneo de la corriente y V es el valor instantáneo del voltaje. Si I se expresa en amperios y V en voltios, P estará expresada en vatios. (Watts)

CONCEPTO DE POLO A TIERRA

Un polo a tierra o puesta a tierra es un mecanismo de protección contra la corriente (una sobrecarga, un corto o un choque eléctrico), su función básicamente es desviar estas sobrecargas asía la tierra y así proteger a las personas o a los aparatos que están conectados a una toma. Un polo a tierra no se puede hacer en un terreno pedregoso ni en uno arcilloso ya que no cumpliría su función como se debe, el mejor terreno para hacerlo es uno que sea bastante húmedo y que sea de pura tierra.