ley de Ohm


La ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una ley básica de la electricidad. Establece que la intensidad de la corriente  que circula por un conductor es proporcional a la diferencia de potencial que aparece entre los extremos del citado conductor. Ohm completó la ley introduciendo la noción de resistencia eléctrica ; esta es el coeficiente de proporcionalidad que aparece en la relación entre  y :





Leyes de Kirchhoff.

Las leyes de Kirchhoff son una herramienta muy útil para facilitar el cálculo de circuitos. Antes de exponerlas es conveniente definir algunos términos:

• Nudo: es un punto del circuito en el que concurren tres o más conductores. En un nudo se produce una derivación del circuito en la que se reparten las corrientes. También se les llama nodo.
• Rama: es el conjunto de elementos comprendidos entre dos nudos consecutivos.
• Malla: es un camino cerrado que puede ser recorrido sin pasar dos veces por el mismo punto y no puede ser subdividido en otros. Siempre está formada como mínimo por dos ramas.

Primera ley de Kirchhoff o de las corrientes.

En un nudo la suma de todas las intensidades que entran es igual a la suma de todas las intensidades que salen.

O, lo que es lo mismo, la suma algebraica de las intensidades que entran y salen de un nudo es cero.

ΣIentrante=ΣIsaliente

Según esta ley, las cargas eléctricas que llegan a un nudo tienen necesariamente que salir del mismo, por lo tanto la suma de las intensidades que entran tiene que ser igual que la de las que salen.

ΣI=0

Tomando como convenio que las corrientes entrantes son positivas y las salientes negativas, se cumple siempre que la suma de las intensidades entrantes es igual a la suma de las salientes, con lo que la suma algebraica de ambas es cero.

En el esquema eléctrico del circuito representaremos el sentido de las corrientes mediante flechas orientadas según el convenio elegido.

Ejemplo
Calcular la intensidad que entrega la fuente de tensión al circuito. Sabemos que las intensidades que atraviesan cada resistencia, valen: Aplicando la 1ª ley de Kirchhoff al nudo A:

Existen Teoremas muy Generales y de gran utilidad en el estudio, análisis y síntesis de redes eléctricas. Se pueden aplicar a una gran cantidad de redes que se encuentran en la práctica y conducen a soluciones simples.
En el estudio se hace uso de ciertos teoremas como el de Thévenin y Norton así como las leyes de Kirchhoff que permiten hacer redes equivalentes más sencillas para que sea posible su estudio simplificado de las mismas.

Teorema de redes

Transformacion de fuentes

Cuando se cumplen estas ciertas condiciones se puede remplazar la fuente no ideal de tensión con una fuente no ideal de corriente. Al remplazar la fuente no ideal de tensión por la fuente no ideal de corriente equivalente no cambia la tensión o la corriente de cualquier elemento en determinado circuito. Al proceso de transformar un circuito de fuente de tensión en uno con fuente de corriente, cumpliendo ciertas condiciones, se le llama transformación de fuentes

Roscado

ROSCADO
Un roscado o rosca es una superficie cuyo eje está contenido en el plano y en torno a él describe una trayectoria helicoidal cilíndrica.

El roscado puede ser realizado con herramientas manuales o máquinas herramientas como taladradora, fresadoras y tornos. Para el roscado manual se utilizan machos y terrajas, que son herramientas de corte usadas para crear las roscas de tornillos y tuercas en metales, madera y plástico. El macho se utiliza para roscar la parte hembra mientras que la terraja se utiliza para roscar la porción macho del par de acoplamiento. El macho también puede utilizarse para roscado a máquina.

Si se necesita producir grandes cantidades de roscados tanto machos como hembras se utiliza el roscado por laminación según el material con que este construido

Características 

Las roscas difieren según la forma geométrica de su filete. Según esta característica pueden ser roscas triangulares,cuadradas, trapezoidales, diente de sierra, etc. La distancia entre dos filetes sucesivos se denomina paso y está normalizado según el sistema de rosca que se aplique. Estos sistemas pueden ser:

• Rosca métrica
• Rosca Whitworth
• Rosca Sellers
• Rosca Gas
• Rosca SAE
• Rosca UNF
• Roscas BSP y NTP

Otras características de las roscas son el ángulo de la hélice y los diámetros, que puede ser tanto interior (o de fondo) como medio (o de flanco).

  

TIPOS DE ROSCAS

Técnicamente una rosca es una arista de sección uniforme que tiene la forma de una helicoide sobre la superficie externa o interna de un cilindro, o con la forma de una espiral cónica sobre la superficie externa o interna de un cono, o de un cono truncado. Al roscado de un cilindro se lo llama rosca cilíndrica y al efectuado en un cono o en un cono truncado, rosca cónica.

Tipos normales de roscas: hay doce tipos o series de roscas comercialmente importantes, que son los que siguen:

* Tipo de paso grueso: UNC y NC. Se recomienda para usos generales donde no se requieren pasos más finos.

* Tipos de paso fino: UNF y NF. Esencialmente igual a la primitiva serie SAE, recomendada para la mayoría de los trabajos en la industria automotriz y aeronáutica.

* Tipos de paso extrafino: UNEF y NEF. Igual que la vieja serie SAE fina, se recomienda para usar en materiales de paredes finas o cuando se requiere un gran número de filetes en una longitud dada.

* Tipo de ocho hilos SN: En esta serie hay ocho hilos por pulgada todos los diámetros desde 1 a 6 pulgadas. Esta serie es recomendada para las uniones de cañerías, pernos de pistón y otros cierres donde se establece una tensión inicial en el elemento de cierre para resistir presión de vapor, agua, etc.

* Serie de doce filetes: 12UN y 12N. Esta serie tiene doce hilos por pulgada para diámetros que van de ½ a 6 pulgadas. Los tamaños de ½ a 1 ¾ pulgadas se usan en calderería.

* Serie de dieciséis filetes: 16UN y 16N. Esta serie tienen dieciséis por pulgada y abarca diámetros que van desde ¾ hasta 6 pulgadas. Se usan en una amplia variedad de aplicaciones, tales como collares de ajuste, retén, etc. que requieren un filete muy fino.

ü  Rosca amé.

ü  Rosca de diente de sierra.

ü  Rosca Brown sharpe.

Estos últimos cuatro tipos de rosca, se usan principalmente para transmisión de potencia y movimiento.

* Rosca normal americana para tubos: es la rosca cónica normal que se usa en uniones de caños en Estados Unidos.

* Rosca Métrica Normal Internacional: esta rosca se usa mucho en tornillos de medida métrica fabricados en el continente europeo.

fallos y defectos de las rocas

Las roscas pueden presentar varios defectos. El primero está asociado con su cálculo y diseño. Pueden no haber sido seleccionadas adecuadamente las dimensiones de la rosca, el sistema adecuado y el material adecuado. Esto produce el deterioro prematuro o incluso súbito del apriete.

La rosca también puede deteriorarse por corrosión u oxidación, lo que produce la pérdida de presión de apriete y podría originar una avería porque se afloje el conjunto. Adicionalmente, si el apriete supera el par de apriete límite del elemento roscado, puede ocasionarse una laminación del componente más lábil del par.

Símbolos de roscado más comunes	Denominación usual	Otras
American Petroleum Institute	API
British Association	BA
International Standards Organisation	ISO
Rosca para bicicletas	C
Rosca Edison	E
Rosca de filetes redondos	Rd
Rosca de filetes trapesoidales	Tr
Rosca para tubos blindados	PG	Pr
Rosca Whitworth de paso normal	BSW	W
Rosca Whitworth de paso fino	BSF
Rosca Whitworth cilíndrica para tubos	BSPT	KR
Rosca Whitworth	BSP	R
Rosca Métrica paso normal	M	SI
Rosca Métrica paso fino	M	SIF
Rosca Americana Unificada p. normal	UNC	NC, USS
Rosca Americana Unificada p. fino	UNF	NF, SAE
Rosca Americana Unificada p.exrafino	UNEF	NEF
Rosca Americana Cilíndrica para tubos	NPS
Rosca Americana Cónica para tubos	NPT	ASTP
Rosca Americana paso especial	UNS	NS
Rosca Americana Cilíndrica "dryseal" para tubos	NPSF
Rosca Americana Cónica "dryseal" para tubos	NPTF

SUJETADORES ROSCADOS.

Unir es uno de los problemas básicos en ingeniería, las piezas básicas siempre se integran formando piezas más complejas. Una clasificación para las uniones las separa en : uniones permanentes, uniones semipermanentes y uniones desmontables.

En el primer grupo, se reúnen las uniones que una vez ensambladas son muy difíciles de separar. Es el caso de las soldaduras, remaches y ajustes muy forzados. Estas uniones, si se separan, implican daños en la zona de unión.

Un segundo grupo lo forman las uniones que en general no van a desmontarse, pero se deja abierta esta posibilidad. Para esto se usan principalmente uniones roscadas.

Finalmente, las uniones que deben ser desmontables para efectos de mantenimiento o traslados utilizan elementos roscados,  chavetas, lengüetas, pasadores y seguros elásticos.

En las figuras siguientes se ejemplifican diversos elementos de unión, el eje roscado se une por medio de una tuerca a la polea. La polea gira arrastrada por la chaveta inserta en el eje, éste rota al interior del buje debido al ajuste deslizante que existe entre ellos. El buje se une al soporte por medio de un ajuste apretado y finalmente, el conjunto se une al soporte por medio de una golilla gruesa y un pasador cónico.

RESISTENCIA DEL PERNO.

Las normas de prueba de pernos indican cargarlo contra su propio hilo, sin utilizar una probeta representativa. Esto genera un valor llamado carga de prueba, la cual puede utilizarse para diseñar en reemplazo de la resistencia a la fluencia. Se adjuntan las marcas con que se indica el grado de resistencia de los pernos, para las normas SAE, ASTM y Métrica. Se adjunta también la tabla de marcas de los productos American Screw.

Marcado de pernos de acero grado SAE
Número de grado SAE	Rango del diámetro [inch]	Carga de prueba [kpsi]	Esfuerzo de ruptura [kpsi]	Material	Marcado de la cabeza
1 2	¼ - 1½  ¼ - ¾ 7/8 - 1½	55 33	74 60	Acero de bajo carbono ó acero al carbono
5	¼ - 1 11/8 - 1½	85 74	120 105	Acero al carbono, Templado y Revenido
5.2	¼ - 1	85	120	Acero de bajo carbono  martensítico, Templado y Revenido
7	¼ - 1½	105	133	Acero al carbono aleado, Templado y Revenido
8	¼ - 1½	120	150	Acero al carbono aleado, Templado y Revenido
8.2	¼ - 1	120	150	Acero de bajo carbono  martensítico, Templado y Revenido

TUERCAS

Una tuerca es una pieza con un orificio central, el cual presenta una rosca, que se utiliza para acoplar a un tornillo en forma fija o deslizante. La tuerca permite sujetar y fijar uniones de elementos desmontables. En ocasiones puede agregarse una arandela para que la unión cierre mejor y quede fija. Las tuercas se fabrican en grandes producciones con máquinas y procesos muy automatizados. La tuerca siempre debe tener las mismas características geométricas del tornillo con el que se acopla, por lo que está normalizada según los sistemas generales de roscas.

esté construido.

UNIONES

Las uniones son elementos que unen las piezas que forman las máquinas, y se clasifican en dos tipos como veremos a continuación.

union roscada

La unión roscada es un sistema de unión desmontable basado en la combinación de dos piezas, en una de las cuales (habitualmente llamada tornillo, perno o espárrago) se ha labrado una rosca helicoidal por el exterior y en la otra (habitualmente llamada tuerca) una rosca helicoidal complementaria por el interior. Para realizar la unión hay que girar el tornillo respecto a la tuerca alrededor del eje de la hélice. Habitualmente el sistema incluye una o más piezas entre el tornillo y la tuerca que quedan comprimidas y unidas entre sí al apretar el tornillo sobre la tuerca.