TECNOLGICO NACIONAL DE MXICOINSTITUTO TECNOLGICO DE TUXTLA GUTIRREZ

INGENIERA ELCTRICA

Materia: TECNOLOGIA DEL LOS MATERIALES

Trabajo a realizar:INVESTIGACION 5 UNIDAD

Alumno:LUIS ALEJANDRO VELAZCO ORTIZ

Profesor:MTRO. PEDRO CRUZ FARRERA

Tuxtla Gutirrez, Chiapas, a 21 de Mayo del 2015

INDICE:

INTRODUCCION..3

DESARROLLO..4

CONCLUSION..... 15

BIBLIOGRAFIA....16

INTRODUCCION:En el presente trabajo investigativo, se da a conocer la temtica de los dielctricos, en un campo electrosttico donde los medios dielctricos, o aislantes, no son portadores de carga libres, capaces de desplazarse a travs del medio bajo la influencia de campos elctricos, tambin se tratara acerca del vector de polarizacin y el de desplazamiento elctrico y sobre la ley de Gauss.Un dielctrico o aislante es caracterizado por presentar un volumen sin cargas libres. En estos materiales los electrones permanecen ligados a los tomos o molculas a los cuales ellos pertenecen. Podemos considerar dentro de estos materiales al vaco, al vidrio, la mica y ciertos plsticos cuyos enlaces qumicos mantienen todos los electrones ligados a sus tomos.El uso de los dielctricos es muy amplio, en el caso de los capacitores dichos materiales son utilizados por ejemplo para mantener la separacin fsica de las placas. Por otro lado, debido a que la ruptura dielctrica de mucho de ellos es mucho menor que la del aire, permiten reducir al mnimo la fuga de carga, especialmente cuando se le aplica altos voltajes. Permitiendo de este modo una mayor acumulacin de carga en las placas del capacitor

DESARROLLO:DIELECTRICOS1) PERMITIVIDADLa permisividad (o impropiamente constante dielctrica) es una constante fsica que describe cmo un campo elctrico afecta y es afectado por un medio. La permisividad del vaco es 8,8541878176x10-12 F/m.La permisividad est determinada por la tendencia de un material a polarizarse ante la aplicacin de un campo elctrico y de esa forma anular parcialmente el campo interno del material. Est directamente relacionada con la susceptibilidad elctrica. Por ejemplo, en un condensador una alta permisividad hace que la misma cantidad de carga elctrica se almacene con un campo elctrico menor y, por ende, a un potencial menor, llevando a una mayor capacitancia del mismo.ExplicacinEn electromagnetismo se define un campo de desplazamiento elctrico D, que representa cmo un campo elctrico E influir la organizacin de las cargas elctricas en el medio, por ejemplo, redistribucin de cargas y reorientacin de dipolos elctricos. La relacin de ambos campos (para medios lineales) con la permisividad es Donde es un escalar si el medio es istropo o una matriz de 3 por 3 en otros casos.La permitividad, tomada en funcin de la frecuencia, puede tomar valores reales o complejos. Generalmente no es una constante ya que puede variar con la posicin en el medio, la frecuencia del campo aplicado, la humedad o la temperatura, entre otros parmetros. En un medio no lineal, la permitividad puede depender de la magnitud del campo elctrico.La unidad de medida en el Sistema Internacional es el faradio por metro (F/m). El campo de desplazamiento D se mide en culombios por metro cuadrado (C/m2), mientras que el campo elctrico E se mide en voltios por metro (V/m).D y E representan el mismo fenmeno, la interaccin entre objetos cargados. D est relacionado con las densidades de carga asociada a esta interaccin. E se relaciona con las fuerzas y diferencias de potencial involucrada. La permitividad del vaco, es el factor de escala que relaciona los valores de D y E en ese medio. es igual a 8.8541878176...10-12 F/m. Las unidades de en el Sistema Internacional de Unidades es farad por metro (F/m). En el Sistema Internacional de Unidades, la fuerza se mide en newtons (N), la carga en coulombs (C), la distancia en metros (m), y la energa en julios (J). Como en todas las ecuaciones que describen fenmenos fsicos, usar un sistema consistente de unidades es esencial.Permitividad del vaco La permitividad del vaco es el cociente de los campos D/E en ese medio. Tambin aparece en la ley de Coulomb como parte de la constante de fuerza de Coulomb, , que expresa la atraccin entre dos cargas unitarias en el vaco.

Donde c es la velocidad de la luz y 0 es la permeabilidad magntica del vaco. Estas tres constantes estn totalmente definidas en unidades del SI.Permitividades absoluta y relativa La permitividad de un material se da normalmente en relacin a la del vaco, denominndose permitividad relativa, (tambin llamada constante dielctrica en algunos casos). La permitividad absoluta se calcula multiplicando la permitividad relativa por la del vaco:

donde es la susceptibilidad elctrica del material. En la siguiente tabla se muestran las permitividades absolutas de algunos dielctricos:Material(pF/m)Material(pF/m)

Aceite mineral19,5Cauchode 20 a 50

Acetona191Maderade 10 a 60

Aire8,84Papel duro49,5

Agua destilada81PVCde 30 a 40

Baquelitade 50 a 80Vidriode 40 a 60

La permitividad en los medios En el caso comn de un medio istropo, D y E son vectores paralelos y es un escalar, pero en medios anistropos, este no es el caso y es un tensor de rango 2 (lo que causa birrefringencia). La permitividad elctrica y la permeabilidad magntica de un medio determinan la velocidad de fase v de radiacin electromagntica dentro del mismo: Cuando un campo elctrico es aplicado a un medio, una corriente fluye. La corriente total que discurre por un material real est, en general, compuesta de dos partes: una corriente de conduccin y una de desplazamiento. La corriente de desplazamiento puede pensarse como la respuesta elstica de un material al campo elctrico aplicado. Al aumentar la magnitud del campo elctrico, la corriente de desplazamiento es almacenada en el material, y cuando la intensidad del campo disminuye, el material libera la corriente. El desplazamiento elctrico se puede separar entre una contribucin del vaco y una del material:

Donde P es la polarizacin del medio y es la susceptibilidad elctrica. Se deduce que la permitividad relativa y la susceptibilidad de un material estn relacionadas,.

2) BOMBAS DE ENERGIA (TIPOS DE BOMBAS)Tipos de bombas Segn el principio de funcionamiento

Bomba de lbulos dobles.

Bomba de engranajes.

Bomba rotodinmica axial.

Bomba centrfuga de 5 etapas.

La principal clasificacin de las bombas segn el funcionamiento en que se base:

Bombas de desplazamiento positivo o volumtrico, en las que el principio de funcionamiento est basado en la hidroesttica, de modo que el aumento de presin se realiza por el empuje de las paredes de las cmaras que varan su volumen. En este tipo de bombas, en cada ciclo el rgano propulsor genera de manera positiva un volumen dado o cilindrada, por lo que tambin se denominan bombas volumtricas. En caso de poder variar el volumen mximo de la cilindrada se habla de bombas de volumen variable. Si ese volumen no se puede variar, entonces se dice que la bomba es de volumen fijo. A su vez este tipo de bombas pueden subdividirse en Bombas de mbolo alternativo, en las que existe uno o varios compartimentos fijos, pero de volumen variable, por la accin de un mbolo o de una membrana. En estas mquinas, el movimiento del fluido es discontinuo y los procesos de carga y descarga se realizan por vlvulas que abren y cierran alternativamente. Algunos ejemplos de este tipo de bombas son la bomba alternativa de pistn, la bomba rotativa de pistones o la bomba pistones de accionamiento axial. Bombas volumtricas rotativas o rotoestticas, en las que una masa fluida es confinada en uno o varios compartimentos que se desplazan desde la zona de entrada (de baja presin) hasta la zona de salida (de alta presin) de la mquina. Algunos ejemplos de este tipo de mquinas son la bomba de paletas, la bomba de lbulos, la bomba de engranajes, la bomba de tornillo o la bomba peristltica. Bombas rotodinmicas, en las que el principio de funcionamiento est basado en el intercambio de cantidad de movimiento entre la mquina y el fluido, aplicando la hidrodinmica. En este tipo de bombas hay uno o varios rodetes con labes que giran generando un campo de presiones en el fluido. En este tipo de mquinas el flujo del fluido es continuo. Estas turbomquinas hidrulicas generadoras pueden subdividirse en: Radiales o centrfugas, cuando el movimiento del fluido sigue una trayectoria perpendicular al eje del rodete impulsor. Axiales, cuando el fluido pasa por los canales de los labes siguiendo una trayectoria contenida en un cilindro. Diagonales o helicocentrfugas cuando la trayectoria del fluido se realiza en otra direccin entre las anteriores, es decir, en un cono coaxial con el eje del rodete. Segn el tipo de accionamiento Electrobombas. Genricamente, son aquellas accionadas por un motor elctrico, para distinguirlas de las motobombas, habitualmente accionadas por motores de explosin Bombas neumticas que son bombas de desplazamiento positivo en las que la energa de entrada es neumtica, normalmente a partir de aire comprimido. Bombas de accionamiento hidrulico, como la bomba de ariete o la noria. Bombas manuales.

3) TERCERA LEY DE COULOMBLa ley de Coulomb puede expresarse como:La magnitud de cada una de las fuerzas elctricas con que interactan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Desarrollo de la leyCoulomb desarroll la balanza de torsin con la que determin las propiedades de la fuerza electrosttica. Este instrumento consiste en una barra que cuelga de una fibra capaz de torcerse. Si la barra gira, la fibra tiende a regresarla a su posicin original, con lo que conociendo la fuerza de torsin que la fibra ejerce sobre la barra, se puede determinar la fuerza ejercida en un punto de la barra.La ley de Coulomb tambin conocida como ley de cargas tiene que ver con las cargas elctricas de un material, es decir , depende de sus cargas sean negativas o positivas.

Variacin de la Fuerza de Coulomb en funcin de la distancia.En la barra de la balanza, Coulomb coloc una pequea esfera cargada y a continuacin, a diferentes distancias, posicion otra esfera tambin cargada. Luego midi la fuerza entre ellas observando el ngulo que giraba la barra.Dichas mediciones permitieron determinar qu: La fuerza de interaccin entre dos cargas y duplica su magnitud si alguna de las cargas dobla su valor, la triplica si alguna de las cargas aumenta su valor en un factor de tres, y as sucesivamente. Concluy entonces que el valor de la fuerza era proporcional al producto de las cargas: y En consecuencia:

Si la distancia entre las cargas es , al duplicarla, la fuerza de interaccin disminuye en un factor de 4 (2); al triplicarla, disminuye en un factor de 9 (3) y al cuadriplicar , la fuerza entre cargas disminuye en un factor de 16 (4). En consecuencia, la fuerza de interaccin entre dos cargas puntuales, es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia:

Asociando ambas relaciones:

Finalmente, se introduce una constante de proporcionalidad para transformar la relacin anterior en una igualdad:

Enunciado de la leyLa ley de Coulomb es vlida slo en condiciones estacionarias, es decir, cuando no hay movimiento de las cargas o, como aproximacin cuando el movimiento se realiza a velocidades bajas y en trayectorias rectilneas uniformes. Es por ello que es llamada fuerza electrosttica.En trminos matemticos, la magnitud de la fuerza que cada una de las dos cargas puntuales y ejerce sobre la otra separadas por una distancia se expresa como:

Dadas dos cargas puntuales y separadas una distancia en el vaco, se atraen o repelen entre s con una fuerza cuya magnitud est dada por:

La Ley de Coulomb se expresa mejor con magnitudes vectoriales:

Donde es un vector unitario que va en la direccin de la recta que une las cargas, siendo su sentido desde la carga que produce la fuerza hacia la carga que la experimenta.Al aplicar esta frmula en un ejercicio, se debe colocar el signo de las cargas q1 o q2, segn sean stas positivas o negativas.El exponente (de la distancia: d) de la Ley de Coulomb es, hasta donde se sabe hoy en da, exactamente 2. Experimentalmente se sabe que, si el exponente fuera de la forma, entonces.

Representacin grfica de la Ley de Coulomb para dos cargas del mismo signo.Obsrvese que esto satisface la tercera de la ley de Newton debido a que implica que fuerzas de igual magnitud actan sobre y . La ley de Coulomb es una ecuacin vectorial e incluye el hecho de que la fuerza acta a lo largo de la lnea de unin entre las cargas.La ecuacin de la ley de Coulomb queda finalmente expresada de la siguiente manera:

La constante, si las unidades de las cargas se encuentran en Coulomb es la siguiente K = 9 * 109 * N * m2 / C2 y su resultado ser en sistema MKS (N / C) En cambio, si la unidad de las cargas estn en UES (q), la constante se expresa de la siguiente forma K = d * m2 / ues(q) y su resultado estar en las unidades CGS (D / UES(q))Comparacin entre la Ley de Coulomb y la Ley de la Gravitacin UniversalEsta comparacin es relevante ya que ambas leyes dictan el comportamiento de dos de las fuerzas fundamentales de la naturaleza mediante expresiones matemticas cuya similitud es notoria.La ley de la gravitacin universal establece que la fuerza de atraccin entre dos masas es directamente proporcional al producto de las mismas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.Expresndolo matemticamente: siendo la constante de gravitacin universal, y las masas de los cuerpos en cuestin y r la distancia entre los centros de las masas. vale 6,6710-11 Nm2/kg2.A pesar del chocante parecido en las expresiones de ambas leyes se encuentran dos diferencias insoslayables.La primera es que en el caso de la gravedad no se han podido observar masas de diferente signo como sucede en el caso de las cargas elctricas, y la fuerza entre masas siempre es atractiva.La segunda tiene que ver con los rdenes de magnitud de la fuerza de gravedad y de la fuerza elctrica. Para aclararlo analizaremos como actan ambas entre un protn y un electrn en el ncleo de hidrgeno.

4) CLASIFICACIN DE LOS DIELCTRICOSLos dielctricos se clasifican en dos grupos principales: dielctricos polares y dielctricos no polares. Influencia de un campo elctrico en un dielctrico tipo polarLas molculas de algunos dielctricos tienen la propiedad de que la distribucin interna de sus cargas no es simtrica.En estos casos la parte positiva y negativa de cada molcula estn separadas una de otra.Si al dielctrico se le aplica un campo elctrico, estas molculas llamadas dipolos, no se desplazan como lo hacen lo electrones en lo metales, sino que se orientan segun el campo aplicado.Con esta situacin se dice que el dielctrico ha sido polarizado. Cuando el campo elctrico desaparece, las molculas vuelven a su estado original.Influencia de un campo elctrico en un dielctrico tipo no polarEste tipo de dielctrico est constituido por molculas simtricas, desde el punto de vista de distribucin de cargas. Cuando se aplica un campo elctrico intenso a este dielctrico, las molculas se transforman en dipolos orientados segn el campo aplicado.En este tipo de polarizacin, cuando el campo elctrico desaparece, las molculas recobran simetra anterior.De forma similar al caso de la polarizacin de un conductor, la polarizacin de un dielctrico es producida por la energa transportada por el campo elctrico.

CONCLUSION: Un dielctrico es un material aislante o no conductor, y su efecto es el de aumentar la capacidad de un condensador. El campo vectorial de desplazamiento elctrico, se representa por medio de lneas que empiezan en las cargas de la placa positiva y terminan en las cargas de la placa negativa, ya que este campo tiene relacin slo con las cargas libres. Tanto para molculas polares como no polares tienden a momentos dipolares (permanente o inducido) y los materiales quedan "polarizados" en un campo externo. Cuando se sita un dielctrico sobre las placas de un condensador, el campo elctrico polariza sus molculas. La magnitud de D y E en la regin 2 puede determinarse de la manera siguiente:

BIBLIOGRAFIA:

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/064/htm/sec_9.htmhttp://www.astromia.com/glosario/superconductor.htmhttp://www.slideshare.net/salmonete/superconductores-1560825http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/064/htm/sec_9.htmhttp://www.salonhogar.com/ciencias/fisica/supercoductividad/historia.htmhttp://www.arqhys.com/construccion/superconductores-aplicaciones.html

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