lunes, 31 de enero de 2011

Tarea 2: Conceptos Básicos

Sistema Internacional de Unidades (SI)

El Sistema Internacional de Unidades (abreviado SI del francés: Le Système International d'Unités), también denominado Sistema Internacional de Medidas, es el nombre que recibe el sistema de unidades que se usa en todos los países y es la forma actual del sistema métrico decimal. El SI también es conocido como «sistema métrico», especialmente en las naciones en las que aún no se ha implantado para su uso cotidiano. Fue creado en 1960 por laConferencia General de Pesos y Medidas, que inicialmente definió seis unidades físicas básicas. En 1971 se añadió la séptima unidad básica, el mol.


Una de las principales características, que constituye la gran ventaja del Sistema Internacional, es que sus unidades están basadas en fenómenos físicos fundamentales. La única excepción es la unidad de la magnitud masa, el kilogramo, que está definida como «la masa del prototipo internacional del kilogramo» o aquel cilindro de platino e iridio almacenado en una caja fuerte de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas.


Las unidades del SI son la referencia internacional de las indicaciones de los instrumentos de medida y a las que están referidas a través de una cadenaininterrumpida de calibraciones o comparaciones. Esto permite alcanzar la equivalencia de las medidas realizadas por instrumentos similares, utilizados y calibrados en lugares apartados y por ende asegurar, sin la necesidad de ensayos y mediciones duplicadas, el cumplimiento de las características de los objetos que circulan en el comercio internacional y su intercambiabilidad.

Unidades básicas del Sistema Internacional

El Sistema Internacional de Unidades (SI) define ´unidades básicas' o unidades físicas fundamentales, las cuales son descritas por una definición operacional y son independientes desde el punto de vista dimensional.


  • Unidad de longitud: metro (m): El metro es la longitud de trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un tiempo de 1/299 792 458 de segundo.
  • Unidad de masa: El kilogramo (kg) es igual a la masa del prototipo internacional del kilogramo
    Unidad de tiempo: El segundo (s) es la duraciónde 9 192 631 770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133.
  • Unidad de intensidad de corriente eléctrica: El ampere (A) es la intensidad de una corriente constante que manteniéndoseen dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro en el vacío, produciría una fuerza igual a 2·10-7 newton por metro de longitud.
  • Unidad de temperatura termodinámica: El kelvin (K), unidad de temperatura termodinámica, es la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua. Observación: Además de la temperatura termodinámica (símbolo T) expresada en kelvins, se utiliza también la temperatura Celsius (símbolo t) definida por la ecuación t = T - T0 donde T0 = 273,15 K por definición.
  • Unidad de cantidad de sustancia: El mol (mol) es lacantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12. Cuando se emplee el mol, deben especificarse las unidades elementales, que pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones u otras partículas o grupos especificados de tales partículas.
  • Unidad de intensidad luminosa: La candela (cd) es la unidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540·1012 hertz y cuya intensidad energética en dicha dirección es 1/683 watt por estereorradián.
Prefijos del Sistema Internacional
Los prefijos del SI se emplean para nombrar a los múltiplos y submúltiplos de cualquier unidad del Sistema Internacional (SI), ya sean unidades básicas o derivadas. Estos prefijos se anteponen al nombre de la unidad para indicar el múltiplo o submúltiplo decimal de la misma; del mismo modo, los símbolos de los prefijos se anteponen a los símbolos de las unidades.
Los prefijos pertenecientes al SI los fija oficialmente la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (Bureau International des Poids et Mesures).







La carga eléctrica
 Es una propiedad física intrínseca de algunas partículas, que las caracteriza y por la cual sufren la interacción electromagnética. En el Sistema Internacional de Unidades se mide en culombios y en las fórmulas físicas suele representarse con la letras q o Q.
La esencia de la electricidad es la carga eléctrica. Esta cualidad existe en dos clases distintas, que se denominan cargas positivas y negativas. Las cargas eléctricas de la misma clase o signo se repelen mutuamente y las de signo distinto se atraen.
En realidad, la carga eléctrica de un cuerpo u objeto es la suma de las cargas de cada uno de sus constituyentes mínimos: moléculas, átomos y partículas elementales. Por ello se dice que la carga eléctrica está cuantizada. Además, las cargas se pueden mover o intercambiar, pero sin que se produzcan cambios en su cantidad total (ley de conservación de la carga).
En el estado normal de los cuerpos materiales, las cargas eléctricas mínimas están compensadas, por lo que dichos cuerpos se comportan eléctricamente como neutros. Hace falta una acción externa para que un objeto material se electrice.
La electrización de un cuerpo se consigue extrayendo del mismo las cargas de un signo y dejando en él las de signo contrario. En tal caso, el cuerpo adquiere una carga eléctrica neta no nula.
Propiedades de la carga eléctrica

  • La carga eléctrica no se crea ni se destruye, sólo se transforma (conservación de la energía).
  • La carga eléctrica siempre está cuantizada. Se representa en cantidades enteras de la unidad fundamental de carga.



Esto se puede visualizar como el espacio (hueco) que deja el electrón al moverse de un potencial negativo a un positivo. Este hueco es positivo (ausencia de un electrón) y circula en sentido opuesto al electrón.
La corriente eléctrica se mide en Amperios (A) y se simboliza con la letra I.
Hasta aquí se ha supuesto un flujo de corriente da va de un terminal a otro en, forma continua. A este flujo de corriente se le llama corriente continua. Hay otro caso en que el flujo de corriente circula, en forma alternada, primero en un sentido y después en el opuesto. A este tipo de corriente se le llama corriente alterna.



Voltaje, tensión o diferencia de potencial

El voltaje, tensión o diferencia de potencial es la presión que ejerce una fuente de suministro de energía eléctrica o fuerza electromotriz (FEM) sobre las cargas eléctricas o electrones en un circuito eléctrico cerrado, para que se establezca el flujo de una corriente eléctrica.


A mayor diferencia de potencial o presión que ejerza una fuente de FEM sobre las cargas eléctricas o electrones contenidos en un conductor, mayor será el voltaje o tensión existente en el circuito al que corresponda ese conductor.



Las cargas eléctricas en un circuito cerrado fluyen del polo negativo al polo positivo de  la  propia  fuente<de fuerza electromotriz.
La diferencia de potencial entre dos puntos de una fuente de FEM se manifiesta como la acumulación de<cargas eléctricas negativas (iones negativos o aniones), con exceso de electrones en el polo negativo (–)<y la acumulación de cargas eléctricas positivas (iones positivos o cationes), con defecto de electrones<en el polo positivo (+) de la propia fuente de FEM.


A la izquierda podemos apreciar la estructura completa de un átomo de cobre (Cu) en estado "neutro",<con un solo electrón girando en su última órbita y a la derecha un "ión" cobre, después que el átomo ha<perdido el único electrón que posee en su órbita más externa. Debido a   que  en  esas  condiciones  la<carga positiva de los protones supera a las cargas negativas  de  los e lectrones  que  aún  continúan<girando en el resto de las órbitas, el ión se denomina en este caso "catión", por tener carga positiva.<
En otras palabras, el voltaje, tensión o diferencia de potencial es el impulso que necesita una carga eléctrica para que pueda fluir por el conductor de un circuito eléctrico cerrado. Este movimiento de las cargas eléctricas por el circuito se establece a partir del polo negativo de la fuente de FEM hasta el polo positivo de la propia fuente.


A continuación una tabla de los múltiplos y submúltiplos del Sistema Internacional de Unidades.
Múltiplos del Sistema Internacional para voltio (V)
SubmúltiplosMúltiplos
ValorSímboloNombreValorSímboloNombre
10–1 VdVdecivoltio101 VdaVdecavoltio
10–2 VcVcentivoltio102 VhVhectovoltio
10–3 VmVmillivoltio103 VkVkilovoltio
10–6 VµVmicrovoltio106 VMVmegavoltio
10–9 VnVnanovoltio109 VGVgigavoltio
10–12 VpVpicovoltio1012 VTVteravoltio
10–15 VfVfemtovoltio1015 VPVpetavoltio
10–18 VaVattovoltio1018 VEVexavoltio
10–21 VzVzeptovoltio1021 VZVzettavoltio
10–24 VyVyoctovoltio1024 VYVyottavoltio
Prefijos comunes de unidades están en negrita.




Voltajes comunes



Multímetro
 donde pueden medirse varios parámetros eléctricos, incluido elvoltaje.
AparatoVoltaje
Potencial de acción de una neuronacerca de 75 mV
Batería de célula simple1,2 V
Batería de mercurio1,355 V
Batería alcalina no recargable1,5 V
Batería recargable de litio3,75 V
Transistor de tecnología TTL5 V
Batería PP39 V
Sistema eléctrico de un automóvil12 V (en algunos casos: 16 V)
Electricidad central de una vivienda240 V en Oceanía;
230 V en Europa, Asia (salvo Japón) y África;
220 V en Sudamérica (menos en Colombia, Ecuador y Venezuela);
120 V en Norteamérica;
110 V en Colombia, Ecuador y Venezuela;
100 V en Japón.
Rieles del tren600 a 700 V
Líneas de corriente de trenes de alto voltajeaprox. 25 kV
Red de transporte de energía eléctrica de alto voltaje110 kV o más
Rayos100 MV
La corriente eléctrica

Es una corriente de electrones que atraviesa un material.
Algunos materiales como los "conductores" tienen electrones libres que pasan con facilidad de un átomo a otro.
Estos electrones libres, si se mueven en una misma dirección conforme saltan de un átomo a átomo, se vuelven en su conjunto, una corriente eléctrica.
Para lograr que este movimiento de electrones se de en un sentido o dirección, es necesario una fuente de energía externa.
Cuando se coloca un material eléctricamente neutro entre dos cuerpos cargados con diferente potencial (tienen diferente carga), los electrones se moverán desde el cuerpo con potencial más negativo hacia el cuerpo con potencia más positivo. Ver la figura
Los electrones viajan del potencial negativo al potencial positivo. Sin embargo se toma por convención que el sentido de la corriente eléctrica va desde el potencial positivo al potencial negativo.

Referencias
http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades
http://satori.geociencias.unam.mx/LGM/Unidades-CENAM.pdf
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/unidades/unidades/unidades.htm

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