Electricidad y Electrónica

P
ANTALLAS DE PLASMA
. El capítulo 2 muestra un esquema del funcionamiento
para el caso de pantallas de televisores y monitores. La técnica se aplica a otros
tipos de pantallas, además de las gráficas; por ejemplo en indicadores para equipos
de sonido, y en tableros de mando de máquinas. Cada signo luminoso se compone
de dos electrodos; uno de ellos común a todos los signos, o a un grupo de ellos,
que suele ser una reja muy fina y casi transparente. La presión del gas varía, según
los modelos, ente 100 y 500 torr.
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La tensión de funcionamiento es de algunos
centenares de voltios, suficientes para ionizar el gas cuando se aplica a dos elec-
trodos muy cercanos entre sí. Los iones, y los fotones ultravioleta que resultan del
proceso, chocan contra un material fluorescente, y excitan sus átomos. Cuando
los átomos vuelven, casi al instante, a su estado de reposo, emiten energía en forma
de luz, de un color típico para cada material fluorescente.
P
LASMA FRÍO
. Se emplea con fines de desinfección de tejidos vivos, esterilización,
tratamiento de superficies para limpieza profunda, y erosión microscópica para
aumentar la adherencia de pinturas. Para conseguir un alto grado de ionización
se emplean pulsos muy breves de alta tensión, para que los efectos térmicos acu-
mulados de las corrientes sean muy pequeños.
P
ROPUESTAS DE ESTUDIO
10.1. Les proponemos rehacer los gráficos de este capítulo, para que incluyan el
cero, y estimen si causan la misma impresión subjetiva que como se los presenta
habitualmente, con el cero fuera de la escala.
10.2. Un acondicionador de aire de frío y calor, de 1.260 W y 3.000 frigorías por
hora vale $ 2.000; y su instalación, $ 600. Una estufa de aceite de 1.500 W cuesta
$ 200, y se la mantiene encendida mil horas anuales. Una frigoría, lo mismo que
E l e c t r i c i d a d   y   e l e c t r ó n i c a
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l
Generador de plasma frío desarrollado
por Mounir Laroussi y XinPei Lu, de la Old
Dominion University, en Virginia, Estados
Unidos. Unos pulsos de varios miles de volt
y  un  microsegundo  de  duración,  ionizan
gas de helio, que ingresa a presión.
Alimentación
eléctrica
Pluma de
plasma
Entrada
de gas
El plasma de una lám-
para  de  mercurio  al-
canza  una  tempera-
tura,  llamada  tempe-
ratura de color, de u-
nos  6.000°C.  Sin  em-
bargo,  la  del  tubo  de
cuarzo  que  lo  con-
tiene, no llega a 300°C.
No hay contradicción
en ese hecho, porque
el gas no está en equi-
librio  térmico  con  el
recipiente,  dado  que
emite radiación.
Lo mismo ocurre con
la termosfera de nues-
tro planeta. Esa capa
de  la  atmósfera,  ubi-
cada a unos 300 km de
altura,  es un plasma
de 1.500°C, que no nos
quema porque no está
en  equilibrio  térmico
con la Tierra.
l
17  
Un torr es la presión de una columna de un milímetro de mercurio.
Cap 10:Maquetación 1  06/10/2010  03:34 a.m.  Página 122

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una caloría, equivale a 4.185 J, o W.s. La energía eléctrica cuesta $ 0,15 el kWh.
Con los datos de este capítulo acerca de la eficiencia calefactora de un acondicio-
nador, teniendo en cuenta sólo el factor económico personal, y sin contar la ventaja
de disponer de frío en verano, ¿a partir de cuánto tiempo el cambio de la estufa
por el acondicionador empezaría a resultar ventajoso? (a) seis meses, (b) un año;
(c) tres años; (d) diez años; (e) más de diez años. 
10.3. ¿En qué se gasta más energía eléctrica, en mantener una luz encendida de
noche en el vestíbulo, o en tostar el pan del desayuno? (por favor, estimen los datos
necesarios).
10.4. La energía cinética de una partícula se calcula como E
c
= ½ m v
2
, donde m y v
son su masa y su velocidad. Por otra parte la energía cinética se relaciona con la tempe -
ratura mediante E
c
= K.T, donde K es la constante de Boltzmann, 1,38065  10
–23
J/K,
y T la temperatura Kelvin o absoluta. La masa de un núcleo de deuterio es de
1,66  10
–27 
kg ¿Cuánto vale, aproximadamente, la velocidad de los núcleos de
deuterio en un gas a cien millones de grados?
10.5. En un movimiento circular, la aceleración vale v
2
/R, donde v es la velocidad,
y R el radio. Si el reactor de fusión tiene un radio de diez metros, ¿cuánto vale la
aceleración de un núcleo de deuterio? 
10.6. La fuerza de Lorenz vale F = q.v.B, donde q es la carga, v la velocidad, y B
la inducción magnética. La fuerza, la masa y la aceleración se vinculan con la se-
gunda ley de Newton, F = m.a. ¿Cuánto vale la inducción magnética necesaria
para mantener en movimiento circular de diez metros de radio un núcleo de deu-
terio de un gas de cien millones de grados?
10.7. Una persona llegó a su trabajo a las tres de la tarde, vio una sala con todos
los tubos fluorescentes encendidos, y apagó esas luces, que juzgó innecesarias en
ese momento del día. Enseguida le pidieron que las volviese a encender, porque al
caer la tarde la compañía eléctrica reduce la tensión de la red para disminuir el
consumo, o la tensión baja sin que la compañía se lo proponga, cuando se cargan
las líneas con mucho consumo; y entonces los tubos no arrancarían. Comenten el
caso.
1 2 3
E l e c t r i c i d a d   y   m e d i o   a m b i e n t e
Una  consecuencia
ecológica de los em-
balses, es el corte de
la ruta de desove de
los peces. El ascen-
sor  de  la  figura  ge-
nera  una  corriente
con 
bombas; 
los
peces nadan en con-
tra,  los  captura,  los
sube, y los libera del
otro  lado  del  dique,
aguas arriba.
l
Nido de aves en una
línea  de  media  ten-
sión. Se discute si hay
que dejarlo en benefi-
cio de los pájaros. En
nuestro  país  se  los
quita, porque las inte-
rrupciones del servi-
cio eléctrico son cos-
tosas no sólo en bie-
nes  materiales,  sino
también en salud y vi-
das  humanas.  El  lla-
mado  pájaro  espine-
ro, para hacer su ni-
do, incluye alambres
que  encuentra,  con
los que a veces pro-
duce cortocircuitos.
l
Cap 10:Maquetación 1  06/10/2010  03:34 a.m.  Página 123

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