Energía Eléctrica

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Presentación acerca de generación de enrgía eléctrica, distribución

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Energía Eléctrica

  1. 1. ENERGÍA ELÉCTRICA COLEGIO LOS BOSQUINOS Educación Tecnológica NB6 Octavo Año Básico María Isabel Flores Escobar Profesora de Educacional Tecnológica 2007
  2. 2. ¿Qué es la Energía ? <ul><li>Concepto presente en la naturaleza y difícil de definir. La conocemos por sus efectos o formas de aplicación. </li></ul>En física: “ Capacidad para realizar un trabajo “ Cinética : “ La que posee un cuerpo por razón de su movimiento “. Nuclear : “ La obtenida por la fusión o fisión de núcleos atómicos. “ Radiante : “ existente en un medio físico, causada por ondas electromagnéticas “. Potencial : “ Capacidad para realizar trabajo en razón de su posición “
  3. 3. ¿Qué es la Energía ? <ul><li>“ La energía no se crea ni destruye, sólo se transforma “. </li></ul><ul><li>Nada, se crea o se destruye, sólo hay alteraciones y modificaciones y hay una cantidad igual, una ecuación de masa antes y después de la operación. </li></ul>Antoine-Laurent de Lavoisier (1743-1794)
  4. 4. ¿Cómo percibimos la Energía ? <ul><li>Este concepto nos permite explicar que podemos cambiar su forma para utilizarla </li></ul>Energía Potencial Energía Cinética Energía Cinética Energía Mecánica Por ejemplo: Energía Química Energía Calórica Energía Mecánica Energía Eléctrica
  5. 5. ¿Qué es la Energía Eléctrica ? <ul><li>Forma de energía basada en la propiedad fundamental de la materia que se manifiesta por la atracción o repulsión entre sus partes , originada por la existencia de electrones, con carga negativa o protones con carga positiva , que puede manifestarse en reposo, como electricidad estática , o en movimiento, como corriente eléctrica y que dá lugar a luz, calor, campos magnéticos, etc . </li></ul>
  6. 6. Electricidad en la naturaleza <ul><li>El hombre desde sus inicios se enfrentó a la electricidad. </li></ul><ul><li>Sólo en los tiempos modernos logró explicar su naturaleza como forma de energía. </li></ul>
  7. 7. Estructura de la Materia <ul><li>Materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio. </li></ul><ul><li>Su estructura básica es la molécula formada por átomos </li></ul>
  8. 8. Estructura Molecular <ul><li>Las moléculas son formadas por la unión de átomos </li></ul><ul><li>Cada elemento material posee una estructura de átomos de un tipo determinado. </li></ul>
  9. 9. Estructura Atómica <ul><li>Los átomos poseen un núcleo o cuerpo central formado por protones de carga positiva y neutrones. </li></ul><ul><li>En su periferia poseen electrones de carga negativa que giran en torno al núcleo. </li></ul>
  10. 10. Estructura Atómica <ul><li>Los protones poseen carga positiva (+). </li></ul><ul><li>Los neutrones no tienen carga. </li></ul><ul><li>Los electrones tienen carga negativa (-). </li></ul>Cuando un átomo pierde electrones se transforma en un ION POSITIVO Cuando un átomo recibe electrones de otro átomo es un ION NEGATIVO
  11. 11. El Átomo y la Carga Eléctrica <ul><li>Las partículas cargadas eléctricamente ( iones ) reaccionan según su carga: . </li></ul><ul><li>Cargas de igual signo se repelen </li></ul><ul><li>Cargas de distinto signo se atraen . </li></ul>
  12. 12. Magnitudes Eléctricas <ul><li>Las magnitudes y unidades que definen el comportamiento de las cargas eléctricas: </li></ul><ul><li>Potencial </li></ul><ul><li>Corriente </li></ul><ul><li>Resistencia </li></ul>
  13. 13. Magnitudes Eléctricas <ul><li>El Potencial : Es la “fuerza” que impulsa a las cargas o electrones libres a moverse. </li></ul><ul><li>Es como la altura de un estanque. Mientras mayor, mas grande es la fuerza del flujo </li></ul>
  14. 14. Magnitudes Eléctricas <ul><li>Diferencia de Potencial : </li></ul><ul><li>Si la acumulación de cargas aumenta, diremos que el voltaje ha aumentado. </li></ul><ul><li>Es decir, la diferencia de potencial es mayor. </li></ul><ul><li>Se miden en Volts (V) </li></ul>
  15. 15. Magnitudes Eléctricas <ul><li>Corriente Eléctrica : </li></ul><ul><li>Es el flujo de electrones que se trasladan movidos por la fuerza de la diferencia de potencial. </li></ul><ul><li>Se miden en Amper (A) </li></ul><ul><li>N ° electrones / segundos que atraviesan un área de un conductor. </li></ul>
  16. 16. Magnitudes Eléctricas <ul><li>Resistencia : </li></ul><ul><li>Es la oposición al flujo de electrones que pone el material por donde se trasladan movidos por la fuerza de la diferencia de potencial. </li></ul><ul><li>Se miden en Ohms ( Ω ) </li></ul>
  17. 17. Conductores y Aisladores <ul><li>Conductores : </li></ul><ul><li>Son materiales que poseen gran cantidad de electrones libres que permiten crear un flujo de corriente con facilidad </li></ul><ul><li>Ejemplo : metales como el cobre, aluminio, hierro </li></ul><ul><li>Su resistencia eléctrica es baja </li></ul>
  18. 18. Conductores y Aisladores <ul><li>Aisladores : </li></ul><ul><li>Son materiales que poseen pocos electrones libres y ofrecen una fuerte resistencia al paso de la corriente. </li></ul><ul><li>Ejemplo : vidrio, porcelana, resinas plásticas, caucho, aire seco, etc. </li></ul><ul><li>Su resistencia eléctrica es muy elevada </li></ul>
  19. 19. Sistema Eléctrico <ul><li>Fuente que entrega la energía ( baterías, generadores, pilas ) </li></ul><ul><li>Conductores para el transporte de corriente (cables ). </li></ul><ul><li>Resistencias o consumos (lámparas, motores, calefactores, etc.) </li></ul>Conectados entre sí en un camino cerrado son un circuito eléctrico . Están formados por varios elementos que forman un circuito:
  20. 20. Sistema Eléctrico <ul><li>Fuentes Energía Química </li></ul><ul><li>Las baterías constan en general de dos electrodos , del mismo o de distinto material, sumergidos en un electrolito . </li></ul><ul><li>Acumulan energía en forma de carga eléctrica </li></ul>Producen un flujo de corriente continua, es decir los electrones viajan en un solo sentido Fuentes de Generación de Energía
  21. 21. Sistema Eléctrico <ul><li>Fuentes Energía Química </li></ul><ul><li>Las baterías transforman energía química en eléctrica. </li></ul>Algunas baterías pueden recuperar la carga gastada mediante un proceso reversible en que se les aplica energía eléctrica Fuentes de Generación de Energía <ul><li>Su energía es limitada y se usan en equipos portátiles y automóviles </li></ul>
  22. 22. Sistema Eléctrico <ul><li>Fuentes Energía Electromagnética </li></ul><ul><li>Los generadores transforman energía mecánica en eléctrica. </li></ul><ul><li>El principio es que al mover un conductor en un campo magnético se produce electricidad. </li></ul>Fuentes de Generación de Energía
  23. 23. Sistema Eléctrico <ul><li>Los Generadores : </li></ul><ul><li>La energía mecánica es entregada al generador por el eje desde una fuente con energía cinética . </li></ul><ul><li>turbinas hidráulicas, eólicas y de vapor son las mas difundidas </li></ul>Fuentes de Generación de Energía
  24. 24. Sistema Eléctrico Esquema Central hidráulica de Generación
  25. 25. Sistema Eléctrico Esquema Central hidráulica de Generación
  26. 26. Sistema Eléctrico Esquema Central térmica de Generación
  27. 27. Sistema Eléctrico Esquema Central nuclear de Generación La potencia de un reactor de fisión puede variar desde unos pocos kW térmicos a unos 4500 MW térmicos (1500 MW &quot;eléctricos&quot;). Deben ser instalados en zonas cercanas al agua, como cualquier central térmica, para refrigerar el circuito, Un reactor nuclear es un dispositivo en donde se produce una reacción nuclear controlada. Se puede utilizar para la obtención de energía , la producción de materiales fisionables, como el pluto nio.
  28. 28. Sistema Eléctrico Esquema Central nuclear de Generación 1.-Edificio de contención primaria 2.-Edificio de contención secundaria 3.-Tuberias de agua a presión 4.-Edificio de turbinas 5.-Turbina de alta presión 6.-Turbina de baja presión 7.-Generador eléctrico 8.-Transformadores 9.-Parque de salida 10.-Condensador 11.-Agua de refrigeración 12.-Sala de control 13.-Grúa de manejo del combustible gastado 14.-Almacenamiento del combustible gastado 15.-Reactor 16.-Foso de descontaminación 17.-Almacén de combustible nuevo 18.-Grúa del edificio de combustible 19.-Bomba refrigerante del reactor 20.-Grúa de carga del combustible 21.-Presionador 22.-Generador de vapor 
  29. 29. Sistema Eléctrico Esquema Central de Generación Eólica 1.-Turbina 2.-Cables conductores 3.-Carga de frenado 4.-Toma de tierra Caja de control baterías 5.-Fuente auxiliar 6.-Tablero control 7.-Acumuladores 8.-Líneas de transporte de energía eléctrica 
  30. 30. Sistema Eléctrico Tipos de Corriente Eléctrica La energía eléctrica se transmite en dos formas : Corriente Continua : Los electrones viajan siempre en un solo sentido. Esto origina una polaridad en los circuitos : Positiva y negativa que no varían en el tiempo. Se produce con baterías, pilas o rectificando electrónicamente la corriente alterna. . Su aplicación principal es en motores de tracción, telefonía, equipos electrónicos y procesos electroquímicos como refinación de cobre.
  31. 31. Sistema Eléctrico Tipos de Corriente Eléctrica Corriente Alterna : Los electrones viajan (oscilan) en ambos sentidos dependiendo de la polaridad de una onda que cambia en el tiempo. Cuantas veces cambia por segundo es la Frecuencia. En nuestra red es 50 Hertz. Los generadores producen una onda llamada sinusoidal. La corriente Alterna permite cambiar sus niveles de voltaje y corriente mediante dispositivos llamados transformadores.
  32. 32. Sistema Eléctrico ¿ Cómo llega la electricidad hasta nuestro hogar? Sistema de Transmisión : Para poder transportar gran cantidad de energía, a la salida de las centrales grandes transformadores elevan el voltaje . En Chile es común transportar electricidad en : 66.000, 110.000 , 220.000 y 320.000 Volts La transmisión se hace por líneas sujetas por torres metálicas . En algunos casos se usan cables subterráneos. A la llegada a las ciudades o áreas de consumo otro transformador reduce el voltaje a 23.000 o 13.000 Voltios
  33. 33. Sistema Eléctrico ¿ Como llega la electricidad hasta el usuario final ? Sistema de Distribución : Para llevar la energía hasta las industrias, centros comerciales o nuestras casas, las compañías distribuidoras lo hacen con líneas de media tensión de 13.000 o 23.000 volts. Un transformador de distribución lleva al voltaje final de 220 V entre fase y neutro o 380 V entre fases
  34. 34. Circuitos eléctricos Circuito Serie : En él la corriente tiene un sólo camino . Su valor es el mismo en todo el circuito. Existen dos circuitos o caminos cerrados para la electricidad que se encuentran en forma común: Circuito Paralelo : El voltaje es el mismo en todo el circuito. La corriente toma un valor en cada rama dependiendo de la resistencia del consumo o carga.
  35. 35. Circuitos eléctricos ¿ Porque es más común el circuito paralelo ? La corriente se divide en cada rama permitiendo usar conductores mas delgados Todos los consumos quedan a un mismo potencial. Esto permite normalizar su voltaje al fabricarlos. Ej.: 220 V. Si un equipo falla o es desconectado no interrumpe la energía al resto del circuito
  36. 36. Aplicaciones de la Energía Eléctrica Energía Mecánica La energía eléctrica se transforma en otras formas para su uso Calor : Luz : Energía Química Electromagnética
  37. 37. Leyes de la Energía Eléctrica Ley de Ohm : Relaciona los parámetros de Voltaje, corriente y Resistencia. Según la ecuación: si en un circuito la resistencia R es cercana a cero, la corriente I crecería a un valor muy alto (cortocircuito ), teóricamente infinito. Cuando por un conductor circula una corriente muy elevada, se calienta hasta fundirse, quemando lo que hay a su alrededor I = V / R
  38. 38. Leyes de la Energía Eléctrica Ley de Joule : Relaciona los parámetros de Voltaje, corriente , Resistencia y Potencia y Calor Según la ecuación Potencia: En un circuito la potencia P aumenta con el cuadrado del valor de corriente. Potencia es la velocidad a la que se consume la energía. Se mide en Watts (Joule / seg ) El Calor disipado: Q = I 2 * R * tiempo Este principio se aplica en hervidores, estufas, hornos eléctricos, planchas, etc. P = I 2 * R
  39. 39. Riesgos con Energía Eléctrica La energía eléctrica presenta riesgos en su utilización hacia las personas (seres vivos ) y hacia las instalaciones ( incendio ) Una corriente a través del Cuerpo humano que supere los 25 milésimos de Amper (25 mA ) puede ocasionar lesiones y llegar a ser fatal. Nunca tome artefactos o cables con las manos mojadas. Supone que todo equipo puede estar energizado. Desconéctalo antes de intervenir. Por efecto Joule la electricidad provoca graves quemaduras
  40. 40. Riesgos con Energía Eléctrica La energía eléctrica presenta riesgos en su utilización hacia las personas (seres vivos ) por electrocución y / o quemaduras
  41. 41. Riesgos con Energía Eléctrica Protección a los riesgos de electrocución y / o quemaduras Un interruptor diferencial es un dispositivo electromecánico que se coloca en las instalaciones eléctricas con el fin de proteger a las personas de las derivaciones causadas por fallas de aislamiento entre los conductores activos y tierra o masa de los aparatos. El principio de funcionamiento es detectar la corriente en el cable vivo (fase) y por el retorno (neutro) .Si no son iguales el interruptor se opera porque supone que la diferencia de corriente viaja a tierra a través de tu cuerpo. Fase - Neutro
  42. 42. Riesgos con Energía Eléctrica Los cables según su diámetro soportan una determinada cantidad de corriente (A) sin calentarse. Al sobrecargar la instalación puedes causar un incendio . No desconectes los interruptores automáticos. No uses alargadores en los hervidores de agua No pongas estufas cerca de ropa o muebles
  43. 43. Riesgos con Energía Eléctrica Protección a los riesgos de Incendio y a los artefactos y equipos. El interruptor termomagnético protege principalmente a cables y conductores contra la sobrecarga y el cortocircuito. Éstos también protegen al equipamiento eléctrico contra el sobrecalentamiento, El principio de funcionamiento es detectar el aumento de la corriente en el cable vivo (fase) y operar por sobre calentamiento o instantáneamente en caso de elevada corriente de cortocircuito. Fase
  44. 44. Resumiendo: Hemos aprendido que : <ul><li>La electricidad es una forma de energía que: </li></ul><ul><li>Se puede transformar para su uso en otras formas de energía como luz, calor, movimiento. </li></ul><ul><li>Se transporta mediante circuitos formados por materiales conductores. </li></ul><ul><li>Hay dos tipos de corriente eléctrica : CA y CC. </li></ul><ul><li>La CA se genera en centrales hidráulicas, térmicas , eólicas o nucleares. </li></ul><ul><li>La CC comúnmente se produce con baterías. </li></ul><ul><li>La corriente depende del voltaje aplicado y la resistencia del elemento por donde circula. </li></ul><ul><li>La electricidad tiene riesgos para los seres vivos y de incendio si no se usa adecuadamente. </li></ul>

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