TÉRMINOS BÁSICOS

TERMINOS

CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA: Es la propiedad natural característica de cada cuerpo que representa la facilidad con la que los electrones pueden pasar por él. Varía con la temperatura.

La conductividad es la inversa de la resistividad, por tanto σ = 1/ρ, y su unidad es el S/m (siemens por metro).

La representación matemática es: La magnitud de la conductividad (σ) es la proporcionalidad entre el campo eléctrico E y la densidad de corriente de conducción J:

J= σE

RESISTIVIDAD ELÉCTRICA: Es el grado de dificultad que encuentran los electrones en sus desplazamientos. Se designa por la letra griega rho minúscula (ρ) y se mide en ohm por metro (Ω·m, a veces también en Ω·mm²/m).

Su valor describe el comportamiento de un material frente al paso de corriente eléctrica, por lo que da una idea de lo buen o mal conductor que es. Un valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que uno bajo indicará que es un buen conductor.

Generalmente la resistividad de los metales aumenta con la temperatura, mientras que la resistividad de los semiconductores disminuye ante el aumento de la temperatura.

La representación matemática es: Si se pasa una corriente eléctrica por un objetos en forma de cilindro de largo L y sección A tenemos,

R = ρ.(L/A)

donde ρ es la resistividad eléctrica de la materia.

La resistividad eléctrica es directamente proporcional a la corriente I y al factor geométrico G que depende de la forma del objeto, e inversa a la diferencia de la potencial V:

Ρ = G.(V/I)

RESISTENCIA: Todas las sustancias se oponen en mayor o menor grado al paso de la corriente eléctrica, esta oposición es a la que se llama resistencia eléctrica. Se representa por una R, su valor viene dado en ohmios, se designa con la letra griega omega mayúscula, Ω, y se mide con el ohmímetro.

Esta definición es válida para la corriente continua y para la corriente alterna cuando se trate de elementos resistivos puros, esto es, sin componente inductiva ni capacitiva. De existir estos componentes reactivos, la oposición presentada a la circulación de corriente recibe el nombre de impedancia.

Según sea la magnitud de esta oposición, las sustancias se clasifican en conductoras, aislantes y semiconductoras. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nulo.

La representación matemática es: Una resistencia real en corriente continua (CC) se comporta prácticamente de la misma forma que si fuera ideal, esto es, transformando la energía eléctrica en calor. Su ecuación pasa es:

R = V/I

que es la conocida ley de Ohm para CC, donde V es Tensión e I es Corriente.

CONDUCTANCIA: Es la capacidad que posee cualquier material para conducir la electricidad es la inversa de la resistencia eléctrica, por lo que:

G = 1/R

donde: G es la Conductancia en Siemens y R es Resistencia en Ohmios.

La unidad de medida de la conductancia es el Siemens.

MODELO MATEMATICO: Es un patrón teórico ó experimental que permite interpretar mediante métodos matemáticos fenómenos reales o problemas técnicos a través de relaciones, proposiciones sustantivas de hechos, variables, parámetros, entidades y relaciones entre variables y/o entidades u operaciones, para hacer inferencia y tomar decisiones.

Los modelos matemáticos son de dos clases:

Deterministas: Se conoce de manera puntual la forma del resultado ya que no hay incertidumbre. Además, los datos utilizados para alimentar el modelo son completamente conocidos y determinados.

Aleatorios o Estocásticos: Cuando no se conoce el resultado esperado, sino su probabilidad y existe por tanto incertidumbre.

Un modelo matemático debe ser simple e involucrar las variables que lo hacen completo.

SISTEMA INTERNACIONAL DE MEDIDAS: Abreviatura SI, también es denominado Sistema Internacional de Medidas (una medición es la técnica por medio de la cual asignamos un número a una propiedad física, como resultado de una comparación de dicha propiedad con otra similar tomada como patrón, la cual se ha adoptado como unidad), es el nombre que recibe el sistema de unidades que se usa en la mayoría de los países y es la forma actual del sistema métrico decimal. Fue creado en 1960 por la Conferencia General de Pesos y Medidas.

Una de las principales características, que constituye la gran ventaja del SI, es que sus unidades están basadas en fenómenos físicos fundamentales.

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 cadena ininterrumpida 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.

Las unidades básicas son:

• Kelvin (K): Unidad de temperatura termodinámica. Es la temperatura termodinámica correspondiente a la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.

• Segundo (s): Unidad de tiempo. Es la duración de 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.

• Metro (m): Unidad de longitud. Es la longitud de trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un tiempo de 1/299 792 458 de segundo.

• Kilogramo (kg): Unidad de masa. Es una masa igual a la almacenada en un prototipo.

• Amperio (A): Unidad de intensidad de corriente eléctrica. Es la intensidad de una corriente constante que manteniéndose en 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.

• Mol (mol): Unidad de cantidad de sustancia. Es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12. Cuando se emplea el mol, es necesario especificar las unidades elementales, que pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones u otras partículas o grupos especificados de tales partículas.

• Candela (cd): Unidad de intensidad luminosa. Es la intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540•10¹² hercios y cuya intensidad energética en dicha dirección es 1/683 vatios por estereorradián.

UNIDADES DIMENSIONALES: Son expresiones que tienen como variables a las unidades fundamentales, las cuales se usan para probar fórmulas, equivalencias o para dar unidades a una respuesta.

Las unidades de base se pueden combinar libremente para formas otras unidades. Las más importantes son:

Unidad de área: Es el área equivalente a la de un cuadrado de 1 metro de lado.

m²

Unidad de volumen: Es el volumen equivalente al de un cubo de 1 metro de lado.

m³

Unidad de velocidad o rapidez: Un metro por segundo es la velocidad de un cuerpo que, con movimiento uniforme, recorre una longitud de un metro en 1 segundo.

m/s

Unidad de aceleración: Es el aumento de velocidad regular que sufre un objeto, equivalente a un metro por segundo cada segundo.

m/s²

Unidad de número de onda: Es el número de onda de una radiación monocromática cuya longitud de onda es igual a 1 metro.

1/m

Unidad de velocidad angular: Es la velocidad de un cuerpo que, con una rotación uniforme alrededor de un eje fijo, gira en 1 segundo, 1 radián.

rad/s = 1/s

Unidad de aceleración angular: Es la aceleración angular de un cuerpo animado de una rotación uniformemente variada alrededor de un eje fijo, cuya velocidad angular varía 1 radián por segundo, en 1 segundo.

rad/s² = 1/s²

Unidad de momento de fuerza y torque: Es el torque producido cuando una fuerza de un newton actúa a un metro de distancia del eje fijo de un objeto, impulsando la rotación del mismo.

(N).(m) = (m².kg)/(s²)

Unidad de conductividad térmica: Es la conductividad térmica de un cuerpo homogéneo isótropo, en la que una diferencia de temperatura de 1 kelvin entre dos planos paralelos, de área 1 metro cuadrado y distantes 1 metro, produce entre estos planos un flujo térmico de 1 vatio.

(W)/(m.K) = (m.kg)/(s³.K)

Unidad de intensidad del campo eléctrico: Es la intensidad de un campo eléctrico, que ejerce una fuerza de 1 newton sobre un cuerpo cargado con una cantidad de electricidad de 1 culombio.

V/m = (m.kg)/(s³.A)