Electrónica desde cero. VIDEOTUTORIALES con simulador

2 julio 2020

Como ya sabéis, me gusta ir a por aquel que quiere saber por pocos conocimientos que pueda tener. En este caso me he liado la manta a la cabeza con la electrónica.

En estos vídeos empiezo desde cero, cero… así que no tengáis miedo y lanzaos si os apetece.

También puede ser una herramienta de referencia para alumnos y profesores, en estos tiempos de educación online.

Las explicaciones se hacen a través del simulador “realista” que tiene Tinkercad y que es gratuito previo registro con tu correo o acceso mediante Google o Facebook.

Como no todo el mundo puede tenerme de profesor de prácticas en grupos de quince o menos (en realidad, ni mis alumnos disfrutan de ese privilegio) este simulador puede servir de remedo cuando nos falta la imprescindible práctica en el mundo real con componentes de verdad.

A día de hoy (dos de julio de 2020) ya tenemos SESENTA Y CUATRO VÍDEOS, pero la idea es seguir ampliándolo.

Espero que os guste. Se agradecen comentarios, correcciones, sugerencias y el apoyo (por aquí podéis dejarme un cafelillo https://ko-fi.com/javierfpanadero)

 


Kilovatios o kilovatioshora?

10 febrero 2013

Kilovatios o kilovatioshora, potencia o energía?

Hay cierta confusión con estos términos, vamos a ver si los aclaramos.

En ciencia decimos que ENERGÍA es la capacidad de producir un trabajo. Digamos, la capacidad de producir un efecto, por ejemplo, deformar un objeto, o cambiar su estado de movimiento (acelerarlo, frenarlo…)

Pero fíjate, es la capacidad de hacerlo, no que lo hayas hecho. Si cuelgas un piano desde un quinto piso, tiene la capacidad de convertirte en un acordeón si te lo dejan caer encima, pero eso aún no ha ocurrido, a eso lo llamamos energía, a esa capacidad.

Creo que un buen símil es el dinero. No me puedo comer el dinero, no me puedo sentar sobre él o viajar subido encima, pero puedo “transformarlo” en un bocadillo, en una silla o en un billete de autobús.

Date cuenta también que cuando transformas ese dinero en alguna de esas cosas, se “gasta”, digamos que utilizas esa capacidad y la “pierdes”.

Piensa en la corriente eléctrica, tengo la posibilidad de transformarla en luz (bombilla), en movimiento (motor), en calor (estufa), y esa energía se “gasta” al convertirse en esa otra forma de energía.

Igual que en los intercambios de dinero, siempre se queda un poco por el camino, en gastos, intermediarios, etc. En el caso de la energía estas “pérdidas” suelen ser en calor. Por ejemplo, tu bombilla se calienta además de producir luz, y ese calor lo pagas tú. De hecho en las bombillas tradicionales el 90% de la energía que inviertes se va en calor… compra bombillas de bajo consumo.

Vayamos ahora con la POTENCIA.

La potencia es la velocidad con la que la energía se “consume”.

Por ejemplo, si les pides a dos personas que te suban tres sacos de cemento a tu casa, y una lo hace en una hora mientras que la otra lo hace en media hora, no podemos decir que han hecho distinto trabajo, distinto efecto, pero sí que uno es más “potente” que el otro, de hecho el doble de potente.

En honor al inventor de la máquina de vapor (Watt) la unidad en la que se mide la potencia es el vatio (W), castellanizando su nombre, cosa que no gusta a algunos científicos, que a esta unidad la llaman watt.

Igual que el kilogramo es 1000 gramos o el kilometro es 1000 metros, cuando oigáis hablar de kilovatios (kW) se refieren a 1000 W.

De esta forma, calentar una habitación con un calefactor de 1 kW o con otro de 2 kW es el mismo trabajo, pero el segundo lo hará más rápido, porque es el más potente.

Y ahora, contestemos la pregunta del título.

Ya sabemos lo que es el kilovatio, una unidad de potencia, de la velocidad con la que se gasta la energía.

El kilovatiohora es una unidad de energía, y representa la energía que consume un aparato de 1 kW de potencia funcionando durante una hora.  El símbolo es kWh y no, como equivocadamente se pone a veces, kW/h

Esta unidad de energía resulta bastante intuitiva y cómoda para los asuntos eléctricos y por eso es la que se usa en nuestro recibo de la luz.

Y si os apetece, podemos hacer un minicomentario sobre el recibo de la electricidad (si lo queréis con más detalle aquí)

Nos saltamos la primera parte que es lo del gas y hablemos de electricidad (a partir del punto 5 de la imagen).

A mucha gente le llama la atención que se vaya de vacaciones y el recibo no salga cero euros. Aparte de que no se haya apagado todo y tengamos un frigorífico encendido o electrodomésticos en standby… aunque se baje el interruptor principal, seguirá saliendo a pagar.

Hay básicamente dos términos por los que hay que pagar.

1. La disponibilidad de la electricidad

2. El gasto de energía que haces.

El primer término es lo que llaman “el fijo”, y ahí lo que tú le pides a la compañía eléctrica es: Si yo quiero puedo enchufar aparatos hasta llegar a cierta potencia. En el caso de la figura 2200 W. Para evitar que les times ponen un interruptor que salta cuando enchufas demasiadas cosas y la suma de la potencia excede la que has contratado. En ese caso, basta que desenchufes algo y subas el interruptor de nuevo.

El segundo término varía en cada recibo y tiene que ver con la energía que efectivamente has consumido, y se mide en kWh, dependiendo de cuántos aparatos, de cuánta potencia has tenido encendidos y cuánto tiempo, saldrá más o menos energía consumida.

Aparte de esto, hay que pagar un poco más por impuestos y por el alquiler y mantenimiento de los contadores que, típicamente, son de la compañía.


Experimento. Bombilla en aceite… me atreví

8 marzo 2010

Para evitar demandas… empiezo diciendo lo de siempre:

MENORES ACOMPAÑADOS DE ADULTOS Y adultos… de adultos responsables.

Hace tiempo escribí un post explicando que el aceite no conduce la electricidad, ponía un enlace de gente que sumerge sus ordenadores en aceite, y un video de unos tipos que metían una bombilla en aceite.

Lamentablemente, quitaron el video…

Por fin, me he atrevido a hacer lo de la bombilla en aceite Johnsons, preparando el curso de experimentos de tres horazas que daré en Coria (llevo más de cincuenta experimentos!).

Aquí os lo pongo.


Experimento. Pepinillos que lucen

7 diciembre 2009

Vamos a poner uno de experimentos, que llevamos mucho sin poner.

Tiene todos los elementos para que guste: huele mal, echa humo, echa chispas y es bien peligroso…

Así que como recomendamos siempre: JÓVENES, HÁGANLO CON UN ADULTO (a poder ser, responsable…)

Este experimento tiene que ver con demostrar lo fácil que es a veces decir las cosas sencillas y con precisión.

En numerosas ocasiones verás que la gente dice que un aislante es una sustancia que no conduce la electricidad… Bien, hoy haremos que un pepinillo no sólo conduzca la electricidad, sino que brille.

Así que señores… sobre todo compañeros profesores. Digamos mejor que:

Un aislante es una sustancia que no conduce la electricidad, con facilidad.

En sí el experimento no involucra mucha técnica.

Atamos dos cables a dos alambres (tornilos, pinchos, etc), los pinchamos en un pepinillo y los enchufamos a 220 V sin más miramientos…

El resultado es espectacular

Aquí tenéis la versión más “científica”

La explicación es que, debido a la salmuera y al alto voltaje, el pepinillo conduce la electricidad. Porque a “mala leche”, entiéndase con suficiente voltaje, cualquier sustancia conducirá la electriciad. Por eso a las definiciones de conductor y aislante hay que añadir “con facilidad”.

El paso de la corriente produce calor (efecto Joule) y la “carne” próxima al electrodo se pierde.

En ese espacio saltan chispas que (no te lo pierdas!!) vaporizan el sodio y hacen que el sodio emita su característica luz amarilla (el doblete del sodio!!). En algún sitio leí que haciéndolo con otras sales se consiguen otros colores, pero no me consta.

Tengo que confesar que a vecesa parece simplemente chispas vistas a través de la carne del pepinillo… pero esa es la explicación que tenemos.

Si queréis seguir viendo más, desde “cientificos” hasta frikazos en sus cocinas… buscad en inglés “pickle”, “electric pickle”, “glowing pickle”y os hartaréis… por cierto, los videos de cebollitas en vinagre son muy monos porque se ven enteras brillando, parecen luces de navidad.

Dejamos a los comentarios que nos expliquen por qué la luz se ve preferentemente en uno de los electrodos (usamos corriente alterna). Por aquí, ni idea.

Actualización: Acabo de encontrar un artículo científico sobre el tema. Hace sonreir un formato tan serio para electrocutar pepinillos…

La explicación al asunto de que las chispas aparezcan solo en un electrodo, parece que tiene que ver con que cuando empieza el proceso del “chisporroteo” la corriente ha bajado y se alcanza un cierto equilibrio


Por fin la revolución eléctrica… Baterías potentes y “miniatura”

5 mayo 2009

Hay ocasiones en que parece que toda la tecnología está a punto para un nuevo desarrollo, pero falta un detallín…

Yo diría que eso ocurrió con el transistor. Teníamos los circuitos y un montón de electrónica funcionando… pero no podíamos miniaturizarla.

Entonces llegó el transistor y la “simple” miniaturización dio origen a muchos desarrollos que a otra escala no eran posibles. Mira tu vida cotidiana: un reloj digital no puede tener el tamaño o el peso de un armario, un ordenador personal no puede ocupar una habitación entera, y ¿qué me dices de tu teléfono móvil?

Al leer la noticia de la que os voy a hablar hoy, me dio esa misma sensación.

Si miramos otra vez a nuestra vida cotidiana, las pilas y las baterías son grandes, pesadas y de poca autonomía, sobre todo comparándolas con el resto de la electrónica de la que están rodeadas.

Por ejemplo, uno de los principales obstáculos (si no el único) para el coche eléctrico es ese. Si tengo que llenar mi maletero de kilos y kilos de baterías para que ande solamente unas decenas de kilómetros a baja velocidad… pues “¡qué ilu!”

Pero resulta que han encontrado la manera de “concentrar” mucha energía eléctrica en muy poco espacio y con muy poco peso.

Las llaman “baterías de spin” (spin battery) y se basan en un dispositivo llamado MTJ (magnetic tunnel junction). Este es el diagrama… seguro que lo veis más claro (!!!)

mjt1

El funcionamiento (si no lo he entendido mal) consiste en aplicar un campo magnético externo que al interaccionar con las nanopartículas convierte esa energía magnética en energía eléctrica, sin que medien reacciones químicas como ocurre en las pilas convencionales.

Los resultados les han sorprendido a ellos mismos (el cacharrico les da un montón de corriente estable durante decenas de minutos) y comentan que “por las malas” -léase, juntando muchos MJTpodrían hacer funcionar un coche durante muchos kilómetros con una batería del tamaño de una caja de cerillas, ¡la repera!

Como os decía en un principio esto puede hacer que todo se dispare…

Hay un montón de gente con un montón de cachivaches (hoy inviables) esperando solamente esa “cajita de cerillas” para ponerlos en marcha.

¿Os imagináis parando en una “gasolinera” con vuestro coche eléctrico (sin ruidos ni humos) cambiando una “caja de cerillas” descargada por otra cargada y siguiendo viaje?

Lo vi en: Museo de la Ciencia

Lo comentan guapamente en Teleobjetivo

Artículo más técnico y la fuente de todos nosotros… Eurekalert (en inglés)


¿Electricidad limpia?

22 marzo 2009

Es posible que tengamos que volver a este asunto en algún post futuro…

Os cuento el “disparador” de esta ocasión.

Estaba escuchando la radio y hablaban del “truco publicitario” (lo que algunos expertos llaman… mentir), que consiste en poner el adjetivo “verde” o “ecológico” en algunos productos.

En particular hicieron incidencia en anuncios de automóviles llenos de colores verdes y musiquita campestre. Hasta aquí muy de acuerdo.

El que hablaba decía que daba la impresión de que el coche en cuestión estuviera purificando el aire al circular, haciendo algún tipo de filtrado o algo así. Efectivamente, muy de acuerdo… incluso gracioso, si no fuera porque nos estamos jugando los pulmones.

Comentan además que conducir contamina siempre, en menor o mayor grado y que no hay que olvidar ese hecho. Chupi, de acuerdo again.

Pero ahora van y dicen algo así como (parafraseo): “Claro, menos en los coches eléctricos… que no producen humo”.

Y entonces es cuando doy un grito: ¡Noooooo!… con lo bien que ibais.

Este es otro mito como el que comentaban ellos… el de la electricidad como energía limpia.

La electricidad no cae del cielo, ni se cultiva, ni se extrae del mamífero electricito… La electricidad se “produce” a partir de otras formas de energía. Por lo tanto, el kilovatiohora eléctrico que usemos heredará el carácter de limpio, contaminante o peligroso de aquel que haya sido su origen.

Así que, no será lo mismo la electricidad que provenga de una central eólica o solar, de la que provenga de una central térmica de carbón, de la digestión de residuos orgánicos, de una central nuclear española, de una central nuclear francesa (electricidad que tradicionalmente importamos) y un etcétera tan largo como las infinitas posibilidades de producir electricidad.

No seamos tan cortos de miras pensando que la electricidad nace en nuestro enchufe.


Experimento: ¿El hierro arde?

19 enero 2009

Sigamos tirando mitos abajo.

Si pones una barra de hierro encima de una vela no arde… conclusión: el hierro no arde. Maaaaal

Sabemos que el hierro reacciona con el oxígeno (se oxida), y al fin y al cabo una combustión es una oxidación, aunque algo más rápida.

El problema con la vela y la barra es que hay poca energía, mucho metal y que el metal conduce el calor con rapidez, así que no se calienta lo suficiente.

¿Qué pasa si tomamos un hilo fino de metal? ¿Ardería? La respuesta es que sí. No se evacua el calor suficientemente y la temperatura sube tanto que se produce la combustión.

Mirad este video. Lo que está usando es lana de acero (steel wool).

Hay otra forma de hacerlo también muy chula, usando una pila. En muchos sitios lo cuentan como una manera de poder encender un fuego sin cerillas o con mucha humedad. Hace falta lana de acero y una pila de nueve voltios.

Aquí lo que ocurre es que la lana de acero cortocircuita la pila y la corriente eléctrica produce el calentamiento suficiente para que, de nuevo, se dé la reacción.

Y terminamos con un video estupendo, perdonad que sólo ponga el enlace, pero los de metacafe no se me “embeben” bien… (y eso que les canto: pero mira como embeeeeben los videos del yu-tu-be… pero ni con esas).

VER VIDEO

Al grano.

Primera parte. Metes un filamento en un bote y lo conectas a un pila. Arde… a estas alturas ya lo sabemos.

Segunda parte. Dejas una vela encendida en el interior del bote y de esta forma eliminas parte del oxígeno disponible y generas una atmósfera con más CO2, vamos, que dificultas la combustión. Ahora vemos que el filamento está al rojo, pero que no arde. Una bombilla tipo Edison de “todo a cien”

Qué mayores estamos… “de todo a cien”, a ver si me paso al euro.


Experimento: Electricidad y líquidos…

18 enero 2009

Como decíamos en el post anterior… vuestra experiencia os ha llevado a conclusiones que no son del todo ciertas.

Por ejemplo, debido a algunos episodios con la electricidad y el agua, seguro que no os apetece nada juntar la electricidad con ningún líquido.

Es una buena política, porque la mayoría de los líquidos con los que tratáis son disoluciones acuosas, que por lo general conducen la electricidad estupendamente.

Pero, ¿y qué hay del aceite?

El aceite no conduce la electricidad, así que si metemos un cachivache eléctrico en aceite, no ocurrirá nada…

Existen transformadores sumergidos en aceite, interruptores sumergidos en aceite… incluso ordenadores sumergidos en aceite.

Para evitar vernos en un juicio y darle trabajo a Sergio (al que mandamos un saludito desde aquí), recomendamos no hacer este experimento, particularmente a menores. Porque luego a la hora de la práctica, al final acabas metiendo el dedo donde no es, y te pega el pepinazo… Dicho queda.

Y como a mí también me da “miedito” hacerlo, mejor os pongo un video.

ACTUALIZACIÓN…

Al final me atreví


Experimento… El sable láser

6 enero 2009

Este experimento me encanta… (Está en “El mundo de Max”, claro…)

Se trata de encender un tubo fluorescente con un globo!!!

La explicación, sencilla: En el interior del tubo hay vapor de mercurio. Si lo excitamos con unas descargas eléctricas (los hay raritos…) emite luz ultravioleta. Esa luz ultravioleta la absorbe el recubrimiento interior del tubo y la reemite como luz visible, que ya es la luz que nosostros vemos salir del tubo.

El procedimiento, sencillo también: Meteos en el baño bien a oscuras con un globo y un fluorescente (repito, los hay raritos…) Frotad el globo a lo largo del fluorescente y veréis como brilla la parte que está en contacto con el globo. Si lo hacéis más rápido, podréis tener todo el fluorescente iluminado. Pero cuidado tener debéis para el tubo no romper, mis jovenes padawan…

Si usáis otro procedimiento para producir estática también puede conseguirse.

Aquí os pongo un video de unos “pofesionales”… Bromas aparte, me tiré como un par de horas con mi amigo Adolfo (al que le mandamos un saludo desde aquí…) intentando grabarlo y no pudimos.

Fijaos en los detalles: Se carga frotando esos “peazo” calcetines, toca un extremo del tubo y la electricidad se descarga por el otro que está en contacto con una rejilla metálica y el suelo. Lo dicho, ¡unos “pofesionales”!


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