Grado 10
  1. Mecánica  1.1. Dinámica  1.1.1. Movimiento en una dimensión  1.1.2. Movimiento en dos dimensiones  1.1.3. Desplazamiento y Distancia  1.1.4. Velocidad y Rapidez  1.1.5. Aceleración  1.1.6. Representación gráfica del movimiento  1.1.7. Ecuaciones de movimiento  1.1.8. Caída libre y aceleración debido a la gravedad  1.1.9. Movimiento de un proyectil  1.1.10. Velocidad relativa  1.2. Dinámica  1.2.1. Leyes del movimiento de Newton  1.2.2. Inercia y masa  1.2.3. Fuerza y sus tipos  1.2.4. fuerza de acción y reacción  1.2.5. La fricción y sus efectos  1.2.6. Coefficient of friction  1.2.7. Movimiento circular  1.2.8. Fuerza centrípeta y aceleración centrípeta  1.2.9. Momentum e Impulso  1.2.10. Conservación del momento  1.2.11. Tercera ley de Newton y aplicaciones  1.3. Trabajo, Energía y Potencia  1.3.1. Trabajo realizado por la fuerza  1.3.2. Teorema trabajo-energía  1.3.3. Energía cinética  1.3.4. Energía potencial  1.3.5. Energía mecánica  1.3.6. Conservación de la Energía  1.3.7. Poder y eficiencia  1.3.8. Fuentes de energía renovables y no renovables  1.4. Fuerza gravitacional  1.4.1. La ley de gravitación universal de Newton  1.4.2. Campo gravitacional y fuerza del campo  1.4.3. Aceleración debida a la gravedad en diferentes planetas  1.4.4. Leyes del movimiento planetario de Kepler  1.4.5. Órbitas y satélites  1.4.6. Peso y peso aparente  1.4.7. Energía potencial gravitacional
  2. Propiedades de la materia  2.1. Estados de la materia  2.1.1. Sólido, líquido y gas  2.1.2. Estructura molecular de la materia  2.1.3. Fuerzas intermoleculares  2.1.4. Plasma y condensado de Bose–Einstein  2.2. Presión  2.2.1. Definición de Presión  2.2.2. Presión en líquidos  2.2.3. Presión atmosférica  2.2.4. Principio de Pascal  2.2.5. El principio de Arquímedes y la flotabilidad  2.2.6. Tensión superficial y capilaridad  2.3. Elasticidad  2.3.1. La ley de Hooke  2.3.2. Tensión y deformación  2.3.3. Límite elástico y módulo de elasticidad  2.3.4. Aplicaciones de la elasticidad
  3. Física térmica  3.1. calor y temperatura  3.1.1. Diferencia entre calor y temperatura  3.1.2. Escala de temperatura  3.1.3. Dilatación térmica  3.1.4. Equilibrio térmico  3.2. Transferencia de calor  3.2.1. Conductividad  3.2.2. Convección  3.2.3. Radiación  3.2.4. Aislamiento y sus aplicaciones  3.3. Propiedades térmicas de la materia  3.3.1. Capacidad calorífica específica  3.3.2. Calor latente y cambio de fase  3.3.3. Punto de ebullición y punto de fusión  3.3.4. Motores térmicos y refrigeración  3.4. Leyes de la Termodinámica  3.4.1. Ley cero de la termodinámica  3.4.2. Primera ley de la termodinámica  3.4.3. Segunda ley de la termodinámica  3.4.4. Ciclo de Carnot
  4. Ondas y óptica  4.1. Nature and properties of waves  4.1.1. Tipos de ondas en la naturaleza y propiedades de las ondas  4.1.2. Olas transversales y longitudinales  4.1.3. Parámetros de las ondas  4.1.4. Reflexión y refracción de ondas  4.1.5. Superposición e Interferencia  4.1.6. Ondas estacionarias y resonancia  4.1.7. Efecto Doppler  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Características de las ondas sonoras  4.2.2. Velocidad del sonido en diferentes medios  4.2.3. Aplicaciones de las ondas sonoras  4.2.4. Ultrasonido y sus usos  4.3. Ondas de Luz y Óptica  4.3.1. Naturaleza de la luz  4.3.2. Reflexión de la luz  4.3.3. Leyes de la reflexión  4.3.4. Espejos y Formación de Imágenes  4.3.5. Refracción de la luz  4.3.6. La Ley de Snell  4.3.7. Lentes y Formación de Imágenes  4.3.8. Reflexión interna total y ángulo crítico  4.3.9. Fibra óptica  4.4. Instrumentos Ópticos  4.4.1. Microscopio  4.4.2. Telescopio  4.4.3. Ojo humano y defectos de visión  4.4.4. Cámara y su principio de funcionamiento
  5. Electricidad y Magnetismo  5.1. Electrostática  5.1.1. Carga eléctrica y sus propiedades  5.1.2. Conductores e Aislantes  5.1.3. La ley de Coulomb  5.1.4. Campo eléctrico y líneas de campo  5.1.5. Potencial eléctrico y diferencia de potencial  5.1.6. Capacitores y Capacitancia  5.2. Electricidad Actual  5.2.1. Corriente eléctrica y su medición  5.2.2. La ley de Ohm  5.2.3. Resistencia y resistividad  5.2.4. Circuitos en Serie y en Paralelo  5.2.5. Energía y potencia eléctricas  5.2.6. Leyes de Kirchhoff  5.3. Magnetismo y Electromagnetismo  5.3.1. Campo magnético y líneas de campo  5.3.2. Efectos magnéticos de la corriente eléctrica  5.3.3. Inducción electromagnética  5.3.4. Leyes de Faraday de la inducción electromagnética  5.3.5. Transformadores y Aplicaciones  5.3.6. Corriente AC y DC
  6. Física Moderna  6.1. Física nuclear  6.1.1. Estructura del átomo  6.1.2. Modelo atómico de Bohr  6.1.3. Niveles de Energía del Electrón  6.1.4. Rayos X y aplicaciones  6.2. Radiactividad  6.2.1. Tipos de radiación  6.2.2. Vida media y desintegración radiactiva  6.2.3. Reacciones nucleares y aplicaciones  6.2.4. Fisión y Fusión  6.3. Física cuántica  6.3.1. Dualidad onda-partícula  6.3.2. Efecto fotoeléctrico  6.3.3. Cuantización de la energía  6.3.4. El principio de incertidumbre de Heisenberg
  7. Electrónica y Comunicación  7.1. Semiconductores  7.1.1. Conductores, aislantes y semiconductores  7.1.2. Diodos y sus aplicaciones  7.1.3. Transistores y Puertas Lógicas  7.1.4. LEDs y fotodiodos  7.2. Sistemas de Comunicación  7.2.1. Fundamentos de la comunicación  7.2.2. Señales analógicas y digitales  7.2.3. Comunicación inalámbrica y fibra óptica  7.2.4. Ondas de radio y modulación

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Corriente AC y DC


En el mundo de la electricidad, existen dos tipos principales de corriente eléctrica: corriente alterna (AC) y corriente continua (DC). Ambos tipos de corriente juegan un papel importante en el uso de la electricidad en nuestras vidas diarias. Para entender su impacto, necesitamos saber qué son, cómo funcionan y qué los hace diferentes entre sí.

Conceptos básicos de AC y DC

La electricidad es el flujo de carga eléctrica. Esta carga es transportada por electrones, que se mueven a través de un conductor como un cable de cobre. La dirección y el comportamiento de este movimiento determina si la corriente es AC (corriente alterna) o DC (corriente continua).

Corriente continua (DC)

La corriente continua es el flujo unidireccional de carga eléctrica. En términos simples, DC es cuando la carga eléctrica (o corriente) fluye en una dirección. La fuente más común de DC son las baterías.

Cuando conectas una batería a un circuito, los electrones fluyen continuamente desde el terminal negativo al terminal positivo, creando un flujo constante de electricidad. El voltaje en un circuito DC permanece constante en el tiempo.

V (voltaje) = I (corriente) × R (resistencia)

A continuación se muestra una representación visual simple de DC:

DC

Como se muestra arriba, la línea representa el flujo constante de corriente en una dirección. La línea es recta, lo que representa un flujo constante sin fluctuaciones.

Corriente alterna (AC)

La corriente alterna, por otro lado, ocurre cuando el flujo de electrones cambia de dirección periódicamente. En la mayoría de las casas y negocios, la electricidad suministrada es AC. Esto se debe a que es más eficiente para transmitir energía a largas distancias.

En corrientes AC, el voltaje oscila en un patrón de onda sinusoidal. Esto significa que el voltaje comienza desde cero, sube a un valor máximo, baja de nuevo a cero, se invierte, alcanza un máximo en la dirección opuesta y vuelve al punto de partida nuevamente.

V(t) = V max × sin(2πft)

Dónde: V(t) es el voltaje en el tiempo t, V max es el voltaje máximo, y f es la frecuencia.

A continuación se muestra una representación visual simple de AC:

AC

La onda anterior representa la oscilación de AC, donde el camino de la corriente es periódico y puede graficarse como una onda sinusoidal.

Fuentes y usos

Fuentes de corriente continua

La corriente continua proviene principalmente de baterías, paneles solares y celdas de combustible. Estas fuentes de energía proporcionan voltaje y corriente estables y constantes:

  • Baterías: Usadas comúnmente en pequeños electrónicos, automóviles y dispositivos portátiles.
  • Paneles solares: Generan electricidad DC, que a menudo se convierte en AC para uso doméstico.
  • Celdas de combustible: Usadas en una variedad de aplicaciones especializadas debido a su eficiencia.

Usos de la corriente continua

DC es importante en aplicaciones que requieren voltajes estables y consistentes:

  • Dispositivos electrónicos como laptops y smartphones.
  • Iluminación LED.
  • Baterías de vehículos eléctricos.

Fuentes de corriente alterna

Generalmente, la corriente alterna es producida por generadores en centrales eléctricas. Se distribuye a hogares e industrias a través de la red eléctrica.

Usos de la corriente alterna

AC se utiliza en escenarios donde se requiere alta potencia:

  • Proporcionar energía a electrodomésticos como refrigeradores y aires acondicionados.
  • Maquinaria y equipos industriales.
  • Transmisión a través de líneas eléctricas.

Comparación entre AC y DC

Entender las diferencias entre AC y DC ayuda a entender sus ventajas únicas:

Propiedad AC DC
Dirección del flujo Cambia de vez en cuando Fluye en una dirección
Voltaje Varía como una onda sinusoidal Constante
Transferencia Más eficiente a largas distancias Menos eficiente a largas distancias
Cambio Puede ser convertido a DC Puede ser convertido a AC
Uso general Suministro eléctrico a hogares e industrias Electrónicos portátiles y vehículos

Ejemplo práctico

Uso de AC en hogares

Cuando conectas una tostadora en casa, probablemente estás usando AC del tomacorriente. AC se suministra con un estándar de frecuencia y voltaje para tu área (por ejemplo, 50Hz y 220-240V en Europa, 60Hz y 110-120V en EE. UU.).

Uso de DC en electrónica

Tu smartphone es un ejemplo de un dispositivo que funciona con DC. Aunque lo cargas con AC de un enchufe de pared, el cargador en sí convierte el AC a DC para alimentar el teléfono. Esta conversión es necesaria porque la mayoría de los circuitos electrónicos funcionan con DC.

AC y DC en electromagnetismo

Creación de campo magnético

Tanto AC como DC pueden crear campos magnéticos. Sin embargo, lo hacen de diferentes maneras:

  • Campo magnético de DC: Un campo magnético estacionario se produce cuando la corriente eléctrica fluye en una sola dirección, como en un electroimán alimentado por una fuente de corriente continua.
  • Campo magnético de AC: Un campo magnético alterno es producido por AC. Este campo cambiante puede inducir corrientes en conductores cercanos, que es el principio detrás de los transformadores y la carga inductiva.
B = μ₀ × (N × I / L)

Donde: B es el campo magnético, μ₀ es la permeabilidad del espacio libre, N es el número de vueltas de la bobina, I es la corriente, y L es la longitud de la bobina.

Inducción con AC y DC

Según la ley de inducción electromagnética de Faraday, los cambios en el campo magnético dentro de un lazo cerrado de alambre producen una fuerza electromotriz (EMF) en el alambre.

  • Inducción de AC: El campo magnético alterno en AC es efectivo para inducir electricidad en la bobina. Este principio se utiliza en los transformadores para aumentar o disminuir el nivel de voltaje.
  • Inducción de DC: DC no se utiliza comúnmente para aplicaciones de inducción a menos que se use un medio mecánico para cambiar el campo magnético, como en motores de DC.
emf = -n × (ΔΦ/Δt)

Dónde: EMF es la fuerza electromotriz, N es el número de vueltas, y ΔΦ/Δt es la tasa de cambio del flujo magnético.

Conclusión

Las corrientes AC y DC son componentes esenciales del uso moderno de la electricidad. Cada tipo de corriente tiene sus propias ventajas y aplicaciones específicas. La corriente continua es ideal para dispositivos electrónicos pequeños, mientras que la corriente alterna alimenta eficientemente hogares e industrias. Comprender cómo funcionan ambas corrientes y sus roles en el electromagnetismo y la inducción nos ayuda a aprovechar la energía eléctrica para una variedad de aplicaciones tecnológicas.


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