CONDUCTIVIDAD
ELÉCTRICA
Es la
medida de la capacidad (o de la aptitud) de un material para dejar pasar (o dejar circular)
libremente la corriente eléctrica. La conductividad depende de la
estructura atómica y molecular del material. Los metales son
buenos conductores porque tienen una estructura con muchos electrones con vínculos débiles, y esto permite su
movimiento. La conductividad también depende de otros factores físicos del
propio material, y de la temperatura.
La conductividad es la inversa de la resistividad;
por tanto, σ=1/p ,
y su unidad es el S/m (siemens por metro) o Ω−1·m−1. Usualmente,
la magnitud de
la conductividad (σ) es la proporcionalidad entre el campo eléctrico E y la densidad de corriente de conducción J:
J=σE
La resistividad es una característica propia de un material y tiene unidades de ohmios–metro. La resistividad indica que tanto se opone el material al paso de la corriente.
La resistividad [ρ] (rho) se define como:
ρ = R *A / L
donde:
- ρ es la resistividad medida en ohmios-metro
- R es el valor de la resistencia eléctrica en Ohmios
- L es la longitud del material medida en metros
- A es el área transversal medida en metros2
- ρ es la resistividad medida en ohmios-metro
- R es el valor de la resistencia eléctrica en Ohmios
- L es la longitud del material medida en metros
- A es el área transversal medida en metros2
De la anterior fórmula se puede deducir que el valor de un resistor, utilizado normalmente en electricidad y electrónica, depende en su construcción, de la resistividad (material con el que fue fabricado), su longitud, y su área transversal.
RESISTENCIA ELÉCTRICA
Se le denomina resistencia eléctrica a la
igualdad de oposición que tienen los electrones al moverse a través de un
conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio,
que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán Georg Ohm, quien
descubrió el principio que ahora lleva su nombre.
Por otro lado, de acuerdo con la ley de
Ohm la
resistencia de un material puede definirse como la razón entre la diferencia de
potencial eléctrico y la corriente en que atraviesa dicha resistencia, así:1
R=V/I
Donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I es la intensidad de corriente en amperios.
También puede decirse que "la intensidad de la
corriente que pasa por un conductor es directamente proporcional a la
diferencia de potencial e inversamente proporcional a su resistencia"
QUÉ ES LA CONDUCTANCIA
|
De acuerdo con la Ley de Ohm, el valor de la resistencia “R” se
obtiene dividiendo el voltaje o tensión en volt “E” del circuito, por
el valor de la intensidad “I” en ampere, como se muestra en el
ejemplo siguiente:
|
|||||||
R=E/I
|
Si representamos la conductancia eléctrica con la letra “G”(sabiendo que es lo opuesto a la resistencia y que podemos representarla matemáticamente como 1/R), es posible hallar su valor invirtiendo los valores de la tensión y la intensidad en la fórmula anterior, tal como se muestra a continuación: |
1/R = I/E
|
Por tanto, sustituyendo por “G” el resultado de la operación, tendremos: |
G = I/E
|
O también:
|
G=1/R
|
es decir, lo inverso a la resistencia. |
El valor de la conductancia “G” de un material se indica en “siemens” y se identifica con la letra "S". Un siemens equivale a, 1/ohm o también a ohm a la -1 . |
MODELO MATEMATICO
Un
modelo matemático describe teóricamente un objeto que existe fuera del campo de
las Matemáticas. Las previsiones del tiempo y los pronósticos económicos, por
ejemplo, están basados en modelos matemáticos. Su éxito o fracaso depende de la
precisión con la que se construya esta representación numérica, la fidelidad
con la que se concreticen hechos y situaciones naturales en forma de variables relacionadas entre sí.
Básicamente,
en un modelo matemático advertimos 3 fases:
*
la construcción, proceso en el que se convierte el objeto a lenguaje
matemático;
* el análisis o estudio del modelo confeccionado;
* la interpretación de dicho análisis, donde se aplican los resultados del estudio al objeto del cual se partió.
* el análisis o estudio del modelo confeccionado;
* la interpretación de dicho análisis, donde se aplican los resultados del estudio al objeto del cual se partió.
La
utilidad de estos modelos radica en que ayudan a estudiar cómo se comportan las estructuras complejas frente a aquellas situaciones que no
pueden verse con facilidad en el ámbito real. Existen modelos que funcionan en
ciertos casos y que resultan poco precisos en otros, como ocurre con la
mecánica newtoniana, cuya fiabilidad fue cuestionada por el propio Albert
Einstein.
Puede
decirse que los modelos matemáticos son conjuntos con ciertas relaciones ya definidas, que posibilitan
la satisfacción de proposiciones que derivan de los axiomas teóricos. Para
ello, se sirven de diversas herramientas, como ser el álgebra lineal que, por
ejemplo, facilita la fase de análisis, gracias a la representación gráfica de
las distintas funciones.
Clasificaciones
según diversos criterios
De
acuerdo a la proveniencia de la información en que se basa el modelo, podemos
distinguir entre modelo heurístico, que se apoya en las definiciones de las
causas o los mecanismos naturales que originan el fenómeno en cuestión, y modelo empírico, enfocado
en el estudio de los resultados de la experimentación.
Asimismo,
con respecto al tipo de resultado pretendido, existen dos clasificaciones
básicas:
* modelos cualitativos,
que pueden valerse de gráficos y que no buscan un resultado de tipo exacto, sino
que intentan detectar, por ejemplo, la tendencia de un sistema a incrementar o
disminuir un determinado valor;
* modelos cuantitativos,
que, por el contrario, necesitan dar con un número preciso, para lo cual se
apoyan en fórmulas matemáticas de variada complejidad.
Otro
factor que divide los tipos de modelos matemáticos es la aleatoriedad de la
situación inicial; así distinguimos entre los modelos estocásticos,
que devuelven la probabilidad de que se obtenga un cierto resultado y no el
valor en sí, y los deterministas, cuando los datos y
los resultados se conocen, por lo que no existe incertidumbre.
Según
el objetivo del modelo, podemos describir los siguientes tipos:
* Modelo de simulación,
que intenta adelantarse a un resultado en una determinada situación, sea que
ésta se pueda medir en forma precisa o aleatoria;
* Modelo de optimización,
que contempla distintos casos y condiciones,
alternando valores, para encontrar la configuración más satisfactoria;
* Modelo de control, a
través del cual se pueden determinar los ajustes necesarios para obtener un
resultado particular.
Los
modelos matemáticos como sostén del consumismo
Dados
distintos factores culturales y educativos, las Matemáticas resultan la
ciencia menos atractiva para un gran porcentaje de personas, que la
relacionan con recuerdos nefastos de su época estudiantil. Muchas de ellas
dedican sus vidas a tareas humanísticas o artísticas, y creen vivir al margen
de los números y de las complejas funciones que un día amenazaran con el
fracaso escolar; pero estas fórmulas son los pilares del sistema y, si se
presentaran de una manera amigable y cercana, no generarían ese típico rechazo,
a menudo justificado en una falta de capacidad.
Los
teléfonos móviles con pantallas táctiles, la televisión paga con cientos de
canales y servicios virtuales de alquiler de películas, o Internet mismo, con
su infinidad de posibilidades, son las formas de entretenimiento favoritas de
la actualidad a nivel global. Ahora bien, si visitáramos las compañías que
fabrican los dispositivos, o que diseñan y desarrollan los servicios antes
mencionados, nos encontraríamos con grandes departamentos de control de calidad, que no hacen
otra cosa que analizar, a través de modelos matemáticos, posibles interacciones
entre usuarios y sistemas, potenciales fallas, y que buscan mejorar el producto
final, tan sólo basados en pruebas y sus números resultantes.
Supongamos
que disponemos de un servicio de video bajo demanda, y que, a la hora de pagar
por una determinada película, se nos pregunta si tenemos un cupón de descuento.
En ese momento, asimismo, se nos comunica que, dado que estamos en una semana
de promoción, se aplicará una bonificación de una equis cantidad. Todo esto, si
tuviéramos que hacerlo a mano, para un cliente en particular, no sería muy
complicado; con papel, lápiz y una calculadora, resolveríamos el precio final.
Pero en el caso de una plataforma con la que interactúan millones de
personas por día, es necesario confeccionar y testear rigurosamente todas las
posibles combinaciones para
evitar, por ejemplo, que un cupón se utilice más de una vez, o después de su
vencimiento, entre otras potenciales violaciones al sistema.
Lee todo en: Definición de modelo matemático - Qué es, Significado y Concepto http://definicion.de/modelo-matematico/#ixzz3lYQgSNsu
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
El nombre Système International d'Unités (Sistema Internacional de
Unidades), y la abreviatura SI, fueron establecidos por la 11e Conferencia General de
Pesas y Medidas (CGPM) en 1960.
Las magnitudes básicas empleadas en el SI son longitud, masa,
tiempo, intensidad de corriente eléctrica, temperatura termodinámica, cantidad
de sustancia e intensidad luminosa. Las magnitudes básicas se consideran
independientes, por convención. Las unidades básicas correspondientes del SI,
elegidas por la CGPM, son el metro, el kilogramo, el segundo, el amperio, el
kelvin, el mol y la candela. Las unidades derivadas del SI se forman como
producto de potencias de las unidades básicas, según las relaciones algebraicas
que definen las magnitudes derivadas correspondientes, en función de las magnitudes
básicas. Cuando el producto de potencias no incluye ningún factor numérico
distinto del uno, las unidades derivadas se llaman unidades derivadas
coherentes.
Los símbolos de las magnitudes están formados generalmente por una
sola letra en cursiva, pero puede especificarse información adicional mediante
subíndices, superíndices o entre paréntesis. Obsérvese que los símbolos
indicados para las magnitudes son simplemente recomendaciones; por el contrario,
los símbolos de las unidades son obligatorios, tanto en estilo como
en forma.
El valor de una magnitud se expresa como el producto de un número
por una unidad; el número que multiplica a la unidad es el valor numérico de la
magnitud expresada en esa unidad. El valor numérico de una magnitud depende de
la unidad elegida. Así, el valor de una magnitud particular es independiente de
la elección de unidad, pero su valor numérico es diferente para unidades
diferentes. El valor de la velocidad de una partícula v = dx/dt puede indicarse mediante las expresiones v = 25 m/s = 90 km/h, donde 25 es el valor numérico de la velocidad
expresada en la unidad metro por segundo y 90 cuando se expresa en kilómetros
por hora.
Los nombres y los símbolos de los múltiplos y submúltiplos
decimales de la unidad de masa se forman añadiendo los nombres de los prefijos
a la palabra 'gramo' y los símbolos de estos prefijos al símbolo de la unidad
'g'.
Los prefijos SI representan estrictamente potencias de 10. No
deben utilizarse para expresar potencias de 2 (por ejemplo, un kilobit
representa 1000 bits y no 1024 bits). Los nombres y símbolos de los prefijos
correspondientes a 210, 220, 230, 240, 250 y 260 son, respectivamente, kibi, Ki; mebi, Mi; gibi, Gi; tebi, Ti;
pebi, Pi; y exbi, Ei. Así, por ejemplo, un kibibyte se escribe: 1 KiB = 210 B = 1024 B, donde B
representa al byte. Aunque estos prefijos no pertenecen al SI, deben emplearse
en el campo de la tecnología de la información a fin de evitar un uso
incorrecto de los prefijos SI.
Concepto y
clasificación de la Mecánica de los Fluidos:
Es la
parte de la mecánica que estudia el comportamiento de los fluidos en equilibrio
(Hidrostática) y en movimiento (Hidrodinámica). Esta es una ciencia básica de
la Ingeniería la cual tomó sus principios de las Leyes de Newton y estudia la
estática, la cinemática y la dinámica de los fluidos.
Se
clasifica en:
- Estática:
De los líquidos llamada Hidrostática.
De los
gases llamada Aeroestática.
- Cinemática:
De los líquidos llamada Hidrodinámica.
De los
gases llamada Aerodinámica.
Concepto
de Fluido: Es una sustancia que se deforma continuamente cuando se somete a un
esfuerzo cortante.
Sistema de
Unidades:
Un sistema
de unidades es un conjunto consistente de unidades de medida.Definen un conjunto básico
de unidades de medida a partir del cual se derivan el resto. Existen varios
sistemas de unidades:
Sistema Internacional de Unidades o SI:
es el sistema más usado. Sus unidades básicas son: el metro, el kilogramo,
el segundo, el ampere,
el kelvin,
la candela y
el mol.
Las demás unidades son derivadas del Sistema Internacional.
Sistema métrico decimal : primer sistema
unificado de medidas.
Sistema
cegesimal o CGS: denominado así porque sus unidades
básicas son el centímetro, el gramo y el segundo.
Sistema Natural: en el cual las unidades se
escogen de forma que ciertas constantes físicas valgan exactamente 1.
Sistema técnico de unidades : derivado del
sistema métrico con unidades del anterior. Este sistema está en desuso.
Sistema anglosajón de unidas: aún utilizado en algunos países anglosajones. Muchos de ellos lo están reemplazando por el Sistema Internacional de Unidades.
Análisis
Dimensional: Es un principio de homogeneidad que establece que cualquier
Ecuación deducible analíticamente y que represente un fenómeno físico debe
satisfacerse en cualquier sistema de unidades. El análisis dimensional permite:
-Expresar magnitudes derivadas en términos de las fundamentales.
-Comprobar la veracidad o falsedad de las formulas físicas.
-Deducir nuevas fórmulas a partir de datos experimentales.
Magnitudes principales para el análisis dimensional:
-Expresar magnitudes derivadas en términos de las fundamentales.
-Comprobar la veracidad o falsedad de las formulas físicas.
-Deducir nuevas fórmulas a partir de datos experimentales.
Magnitudes principales para el análisis dimensional:
SISTEMA
INTERNACIONAL DE UNIDADES (S.I.)
|
||
Magnitud
|
Símbolo
|
Unidad
Básica (Símbolo)
|
Longitud.
|
L
|
Metro
(m)
|
Masa.
|
M
|
Kilogramo
(kg)
|
Tiempo.
|
T
|
Segundo
(s)
|
Intensidad
de corriente eléctrica.
|
I
|
Ampere
o Amperio (A)
|
Temperatura
Termodinámica.
|
q
|
Kelvin
(K)
|
Magnitud
Derivada
|
F.D.
|
Unidad
|
Tipo
|
Área o
Superficie
|
L2
|
m2
|
E
|
Volumen
o Capacidad
|
L3
|
m3
|
E
|
Velocidad lineal
|
LT--1
|
m/s
|
V
|
Aceleración lineal
|
LT--2
|
m/s2
|
V
|
Aceleración
de la Gravedad
|
LT--2
|
m/s2
|
V
|
Fuerza,
Peso, Tensión, Reacción
|
MLT--2
|
kg . m/s2 =
Newton (N)
|
V
|
Torque
o Momento
|
ML-
|
N . m
|
V
|
Trabajo,
Energía, Calor
|
ML2T-2
|
N . m =
Joule (J)
|
E
|
Potencia
|
ML2T-3
|
Joule/s
= Watt (W)
|
E
|
Densidad
|
ML-3
|
kg/m3
|
E
|
Peso
específico
|
ML-2T-2
|
N/m3
|
E
|
Impulso,
ímpetu, Impulsión
|
MLT-1
|
N . s
|
V
|
Cantidad
de Movimiento
|
MLT-1
|
kg .
m/s
|
V
|
Presión
|
ML-1T-2
|
N/m2 =
Pascal (Pa)
|
E
|
Periodo
|
T
|
s
|
E
|
Frecuencia
Angular
|
T-1
|
s-1 =
Hertz (Hz)
|
E
|
Velocidad
Angular
|
T-1
|
rad/s
|
V
|
Aceleración
Angular
|
T-2
|
rad/s2
|
V
|
Caudal
o Gasto
|
L3T-1
|
m3/s
|
E
|
Calor
Latente específico
|
L2T-2
|
cal/g
|
E
|
Capacidad
Calorífica
|
ML2T-2q-1
|
cal/°K
|
E
|
Calor
Específico
|
L2T-2q-1
|
cal/g.°K
|
E
|
Carga
Eléctrica
|
IT
|
A . s =
Coulomb (C)
|
E
|
Potencial
Eléctrico
|
ML2T-3I-1
|
J/C =
Voltio (V)
|
E
|
Resistencia
Eléctrica
|
ML2T-3I-2
|
V/A =
Ohm (W)
|
E
|
Intensidad
de Campo Eléctrico
|
MLT-3I-1
|
N/C
|
V
|
Capacidad
Eléctrica
|
M-1L-2T4I2
|
C/V =
Faradio (f)
|
E
|
Nota: E
= escalar y V = vectorial
|
|||
tablas de clasificación de materiales
materiales aislantes
