Como funciona una brújula

Una brújula es un dispositivo compuesto por una flecha que apunta siempre al norte. Entonces, si estamos perdidos, pero sabemos que debemos ir al oeste, utilizando la brújula sabremos para que dirección esta el norte y sabiendo ubicar los puntos cardinales, sabremos en que dirección esta el oeste.

La brújula fue inventada en china, en el siglo IX aproximadamente con el propósito de orientarse y conocer las direcciones cuando se navegaba a mar abierto.

Magnetismo

El funcionamiento de la brújula se basa en el magnetismo. El magnetismo no tiene una explicación, lo mas fácil es suponer que es una perturbación en el aire, que afecta a determinados materiales, generándoles distintos tipos de fuerzas. Tiene dos polos, positivo y negativo. Se demostró que los polos opuestos se atraen.

También debemos saber que la tierra es un gran productor de flujo magnético. Este flujo va desde el sur hacia el norte. El norte tiene polo positivo mientras que el sur negativo.

Entonces si nosotros colocamos en la punta de la flecha un material, al cual sometiéndolo a un flujo magnético se produce una fuerza en dirección del flujo, estamos en presencia de una brújula. El material vendría a ser un imán. El polo negativo del imán es atraído por el positivo de la tierra.

Vídeo de como funciona una brújula

Cómo funciona la bobina de Tesla

La bobina de Tesla la creó Nikola Tesla alrededor de 1890, siendo un trasformador resonante con la capacidad de producir tensiones altas a una frecuencia elevada.

¿Qué es la bobina de Tesla?

La bobina de Tesla es una clase de transformador resonante, el cual se denomina de este modo por su creador. A grandes rasgos se destaca que se encuentra compuesta por una serie de circuitos eléctricos resonantes acoplados. Si se desarrollan bobinas de Tesla de gran tamaño pueden provocar chispas eléctricas con longitudes de varios metros.

Cómo funciona la bobina de Tesla

¿Cómo funciona la bobina de Tesla?

Al tomar un alambre y enrollarlo se va a obtener una bobina. Este artefacto permite lograr ondas magnéticas, pues si pasa corriente por allí se va a generar un campo magnético poderoso. Si después de lo anterior otra bobina se acerca a la primera, en la segunda se va a producir una corriente eléctrica.

Ahora bien, es el transformador el que va a cargar el capacitor, lo que va a incrementar la tensión de la red y la misma se va a transferir a un centellador con el que se descarga en la bobina primaria. La bobina primaria va a montarse cerca de una bobina secundaria, donde esta última se va a conectar a tierra.

Los dos circuitos van a tener que ajustarse para que se pueda resonar en una misma frecuencia. Poco a poco esa energía con una tensión baja y una corriente alta se va a transferir de la bobina primar a una bobina secundaria, siendo esta última de alta tensión y baja corriente.

En el momento en que la energía se acaba de ese circuito primario, la oscilación que se encuentra en el segundo circuito va a alimentar una chispa y corona de alta frecuencia. Con esa combinación de alta frecuencia y alta tensión, se consigue generar un campo eléctrico alto, el cual es capaz de ionizar el aire y de irse propagando con forma de chispas.

Cómo funciona la bobina de Tesla

¿Para qué sirve la bobina de Tesla?

La bobina de Tesla es una clase de artefacto que se utiliza para generar ondas magnéticas, ya que si hacemos pasar corriente por ella se establecerá un poderoso campo magnético alrededor de la misma. Ahora si acercamos otra bobina a esa, en la nueva bobina se producirá corriente eléctrica. Este es el funcionamiento básico de la bobina de Tesla.

Video de cómo funciona la bobina de Tesla

Modelo de la bobina de Tesla

Si se quiere construir una bobina de tesla se debe tener en cuenta los dispositivos principales que permiten su funcionamiento. Estos son:

  • Una fuente de alta tensión proveedora de la corriente eléctrica para la primera bobina. Esta puede ser la toma de corriente de la casa a 220v.
  • Un diodo y un condensador de alta tensión.
  • Una bobina primaria con poco número de vueltas.
  • Una bobina secundaria con un gran número de vueltas. Esta debe estar conectada a tierra y también conectada a un toro. Un toro en geometría es una superficie generada por hacer girar una circunferencia alrededor de un punto.
  • Una vez que se tienen estos componentes se está en condiciones de construir una bobina de Tesla.

Consumo de la bobina de tesla

El consumo de la bobina de Tesla va a depender de la fuente que se aplique para otorgar la corriente. Mientras mayor sea la potencia entregada por la fuente, mayor será el consumo de la bobina, pero obviamente este mayor consumo lleva a un mejor rendimiento de la misma.

Aplicaciones de la bobina de Tesla

  • Transmisión de energía – La transmisión inalámbrica de energía es una técnica con la que se da una distribución de energía eléctrica sin un soporte material.
  • Alimentación de lugares de difícil acceso – Por sus características se facilita esa transmisión de la energía y por ende alcanzar sitios de complejo acceso.
  • Fotografía – Se usan bobinas de Tesla de una pequeña potencia como una fuente de alta tensión.
  • Espectáculos – Por sus chispas o streamers que son generados desde el electrodo superior, se la emplea con este fin.
  • Clases de física – En la actualidad se la usa como un elemento educacional.

Como funciona un potenciómetro

Un potenciómetro se define como uno de los dos usos que puede dársele a una resistencia o resistor variable mecánica. A continuación, se explica cómo funciona un potenciómetro.

¿Qué es un potenciómetro?

Un potenciómetro es un dispositivo que limita el paso de la corriente eléctrica, provocando una caída en la tensión. El hecho de que el voltaje pueda variar hace que se puedan controlar distintos dispositivos, ya que el funcionamiento de los dispositivos puede ser regulado por la cantidad de voltaje que da el potenciómetro.

El potenciómetro está conformado por dos resistencias en serie, las cuales cuentan con valores que pueden modificarse por el usuario. Son múltiples las clases de potenciómetros, entre los cuales se dan variaciones en su forma o el método a través del cual se modifican los valores de las resistencias.

¿Para qué sirve un potenciómetro?

El potenciómetro sirve para limitar el paso de la corriente eléctrica, por lo tanto, se refiere a la intensidad, así que ocasiona una caída en la tensión en ellos, que va a ser igual a una resistencia, sólo que en este caso el valor de la corriente y tensión para el potenciómetro puede ser variada únicamente tras modificar el valor de su resistencia. Si fuese una resistencia fija, los valores serían siempre los mismos.

¿Cómo funciona un potenciómetro?

El valor del potenciómetro se expresa siempre en ohmios o con el símbolo Ω, al igual que las resistencias. Su valor máximo depende de la resistencia máxima que alcanza. Su funcionamiento se da con base en la caída de la tensión del mismo modo que ocurre con una resistencia, por ende, limita el paso de la corriente eléctrica. Así mismo, el valor de la resistencia puede cambiarse y por ende la tensión o corriente se modifican a gusto del usuario.

Como dispositivo cuenta con una resistencia variable para cada extremo, y una más como conexión hacia un control deslizante, que permite disminuir o aumentar la resistencia. El objetivo de lo anterior es garantizar que el valor sea variable para las mismas conexiones. Por tal motivo es que dispone de una resistencia variable.

Finalmente, la resistencia mencionada cuenta con tres terminales, las cuales van a conectarse con el voltaje a medir. En cuanto se hace variar la resistencia, la diferencia potencial entre los terminales también lo hace. En conclusión, el valor del voltaje va a determinarse por esa variación en la resistencia.

Como funciona un potenciómetro

Video de cómo funciona un potenciómetro

Tipos de potenciómetro

Según su aplicación.

  • Potenciómetros de mando – Son adecuados para ser utilizados como un elemento de control de la tensión en un aparato electrónico. Aquí el usuario los va a accionar para que varíen los parámetros normales de funcionamiento.
    • Giratorios – Van a controlarse al girar su eje. Son de los más usados por su larga duración y poco espacio que usan.
    • Deslizantes – El recorrido del cursor se da en forma recta. Son usados en ecualizadores gráficos.
    • Potenciómetros de ajuste – Van a controlar la tensión al preajustarla, casi siempre de fábrica. El usuario no se ve en la obligación de retocar, así que no son accesibles desde el exterior.

Según la ley de variación de la resistencia.

  • Variación lineal – La resistencia es directamente proporcional al ángulo de giro.
  • Logarítmicos – Se utilizan casi siempre para audio debido a su modo asimétrico de comportamiento si se da una variación del eje. En el volumen de una radio son comunes.
  • Senoidales – La resistencia es proporcional al seno del ángulo de giro. Puede presentar topes de fin de carrera o no.

Potenciómetro digital – Son los que funcionan al simular un potenciómetro analógico, pero con la diferencia que emplea un circuito integrado, caracterizándose por su mayor precisión.

¿Cómo usar un potenciómetro?

Un potenciómetro al no ser más que una resistencia, pero con la diferencia que la resistencia puede variar responde a las mismas condiciones de instalación de uso, es decir, de aplicación dentro de un sistema. Finalmente, lo último por hacer es configurar el potenciómetro para que quede ajusta a la resistencia máxima deseada en el sistema y que limite el paso de la corriente eléctrica según las necesidades del proyecto.

Partes de un potenciómetro

El potenciómetro cuenta con una parte fija la cual se encarga de introducir una resistencia eléctrica y una parte móvil la cual está en contacto con la parte fija, pero que al momento de desplazarse ocasiona que varíe la resistencia eléctrica que es introducida en los terminales del potenciómetro.

Por otro lado, lo usual es que el potenciómetro disponga de tres patillas. El valor máximo va a estar disponible de manera constante entre las patillas de los extremos, mientras que ese valor va a aparecer entre una de las patillas exteriores y la patilla central.

Aplicaciones de un potenciómetro

  • Control de audio – Para el volumen de un equipo de música que se controla con un potenciómetro.
  • Iluminación – Al momento de regular la intensidad luminosa.
  • Sistemas de control – Son habituales en los sistemas de control si se quiere actuar como un medidor de una variable en especial.

 

Cómo funciona la maquina a vapor

Su funcionamiento se basa en un ciclo que transforma la energía térmica proveniente del vapor de agua en energía mecánica, utilizada para movilizar, trenes, barcos, generar energía eléctrica, entre los usos más frecuentes. El ciclo comienza cuando calentamos el agua en la caldera para obtener vapor. La evaporación del agua hace que aumente su volumen y presión, empujando un pistón. Este movimiento mediante un mecanismo de biela-manivela genera un movimiento rotatorio.

Hoy podemos encontrar uno de sus usos más importantes en las centrales termoeléctricas, encargadas de generar energía eléctrica mediante el funcionamiento del ciclo de la maquina a vapor. El único gasto en el que hay que incurrir para generar electricidad es en el de calentar el agua para evaporarla.

Historia de la maquina a vapor

Si nos remontamos al siglo XVIII podemos encontrar entre los acontecimientos más importantes de ese siglo, la Revolución Industrial. Al estudiar las causas de dicha revolución, observamos que entre las más importantes se encuentra la aplicación de las maquinas a vapor en las industrias, y en los medios de transporte como la locomotora. Y hasta el día de hoy la base del funcionamiento de la maquina a vapor sigue siendo la base de muchas maquinas y ciclos para la transformación de energía.

Vídeo de cómo funciona una maquina a vapor

Como funciona una bomba presurizadora de agua

El objetivo de una bomba presurizadora de agua es darle presión a una red hídrica. Comúnmente se usa en redes domiciliarias porque las cañerías no son grandes o donde se requiere de más presión.

Tipos de bombas presurizadoras de agua

  • Bomba presurizadora de agua bajo tanque
  • Bomba presurizadora de agua de cisterna

Bomba presurizadora de agua bajo tanque

Es aquel tipo de bomba automática que se utiliza comunmente en los tanques, que se caracteriza principalmente por notar la presencia de un flujo de agua (cuando se abre una canilla o se aprieta el botón del baño, por ejemplo) y hace que la bomba arranque. Cuando este flujo de agua se corta, también lo hace la bomba ya que no necesita más presión.

Generalmente se opta por utilizar este tipo de bombas presurizadoras de agua cuando uno tiene el tanque elevado (es la solución física ideal, pero el problema es tanto la estética como el costo de modificar esto), y por lo tanto cuando hay presión pero no es la suficiente.

Este tipo de bombas suele ser de menor presión que las otras, simplemente es para aportar el último poco de presión que hace falta. Si directamente no hay presión, lo más recomendable es el otro tipo de bomba presurizadora.

Bomba presurizadora de agua bajo tanque

Cómo funciona una bombas presurizadora de agua bajo tanque

Su funcionamiento es sencillo, si hay agua circulando, la bomba funciona. Una vez que deja de circular agua, la bomba deja de funcionar y no hay más presión en la red hídrica en cuestión.

Bomba presurizadora de agua de cisterna

Este tipo de bombas, inicialmente, parte de la necesidad de aumentar considerablemente la presión ya que directamente tiene muy poca o nula presión. Esto se debe a que el tanque no está elevado, y generalmente no es sencillo (o imposible) hacerlo.

Bomba presurizadora de agua de cisterna

Cómo funciona una bomba presurizadora de agua de cisterna

Estas bombas trabajan en todo momento, lo que hacen es mantener constantemente la presión de agua de la red, por lo que ni bien comienza a circular el agua, ya lo hace con máxima presión.

Estas bombas suelen traer algunos problemas y/o inconvenientes. Su uso de por sí tiene un costo más elevado, porque implica mantener la presión constante en todo momento. Además, el hecho de mantener la red siempre bajo presión suele generar problemas estructurales muy severos, como por ejemplo crear pérdidas (donde antes no había) solo por la alta presión que se maneja, además de la constancia a lo largo del tiempo.

Consumo de bomba presurizadora de agua

Como anteriormente comentamos, entre sí es notable la diferencia de consumos, siendo la bomba “bajo tanque” la más económica ya que solo se prende cuando hay flujo de agua (cuando hay una canilla abierta, por ejemplo), y en cambio la bomba “de cisterna” funciona en todo momento. Además, la bomba de cisterna trabaja a mayor presión, por lo que la exigencia del motor es mayor. Esto recae en aumento del consumo.

En números generales, tanto de una como otra, no son de gran consumo porque las tecnologías modernas en este rubro nos han permitido bajar los consumos en general, pero insistimos en que hay una notable diferencia en consumos entre ambas.

Precio de una bomba presurizadora de agua

Si bien hay varios modelos y necesidades en lo que respecta a bombas presurizadoras de agua, una bomba intermedia para una red hídrica domiciliaria, del tipo bajo tanque, tiene un costo de unos 110 usd. En Argentina, su valor es de unos $2000 ARS (pesos argentinos).

Video de como funciona una bomba presurizadora

Como funciona un ventilador sin aspas

La verdad es que asombra un ventilador sin aspas, el cual cumple la misma función pero justamente lo hace sin la parte esencial del mismo, cierto? Bueno, en realidad si tiene aspas, pero estas no son visibles.

Como funciona un ventilador sin aspas Dyson

Dyson es el nombre del creador de este invento, una persona muy ingeniosa pero que todavía no es capaz de destruir las leyes de la física, como muchos pensaban.

En la parte inferior del ventilador, nos encontramos con un motor que toma aire y lo eleva hasta la parte más alta del producto. El aire sube propulsado por el motor, recorre todo el cilindro y sale por una ranura muy pequeña (aprox 1mm) ubicada en la parte posterior del mismo, direccionada hacia el frente.

Lo que sí tienen que ver algunas leyes de la física en esto, es que permite que el aire salga más fuerte, aproximadamente unas 15 veces más fuerte (de ahí proviene el nombre Air Multiplier). ¿Cómo lo hace?

Por un concepto de física, cuando el aire sale por esa diminuta ranura crea una suerte de vacío, lo que hace que el aire que se encuentra por detrás del ventilador sea succionado hacia el centro del mismo, y posteriormente hacia adelante.

La emisión de aire que genera es de exactamente el mismo tamaño que el círculo, y lo bueno del sistema es que a diferencia de los ventiladores convencionales que impulsan aire por cada aspa, un ventilador sin aspas es capaz de tomar más aire al mismo tiempo, por ende es más eficiente.

Video del funcionamiento de un ventilador sin aspas

Imagenes de un ventilador sin aspas

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La imagen de arriba nos muestra claramente cual es el diseño final de este tecnológico dispositivo. Por las ranuras en la parte medio-inferior succiona el aire (gracias al esfuerzo del motor) y este va para arriba. Luego sale por el medio.

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Como podemos ver en la imagen de arriba, rápidamente nos damos cuenta de la diferencia entre el flujo de aire generado por un ventilador convencional y el flujo de aire generado por un ventilador sin aspas, siendo el de este último más limitado en cuanto a su aspectro, pero al mismo tiempo más concentrado y de mayor caudal total.

Consumo de un ventilador sin aspas

Dado que el motor en sí no tiene grandes esfuerzos (porque sus aspas son mucho más pequeñas y livianas) sino que tan solo tiene que girar rápido, el consumo de los ventiladores sin aspas son realmente mucho más considerables que los de un ventilador convencional, que por cierto hay que admitir, tampoco son demasiado gastadores.

Segun cifras oficiales, haciendo pruebas de los distintos modelos de Dyson comparadas con más de 50 modelos distintos de ventiladores convencionales, en promedio consume hasta un 40% menos que los convencionales (con aspas).

Precio de un ventilador sin aspas

Actualmente no hay un precio oficial de los ventiladores sin aspas porque justamente no llega a todos los países del mundo, pero desde la web oficial de Dyson los ofrecen, dependiendo el modelo (varía el tamaño del círculo y fuerza del motor), entre USD 299 y USD 399.

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