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La electricidad
 

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    La electricidad La electricidad Document Transcript

    • La electricidad1
    • La electricidad21. ¿Qué es la corriente eléctrica?2. ¿Cómo se genera la electricidad?3. Tipos de corriente eléctrica.4. Tipos de circuitos eléctricos.5. Ley de OHM.6. Centrales eléctricas.7. Conclusiones.
    • La electricidad3La corriente eléctrica consiste en el movimiento ordenado de cargas eléctricas por unmaterial.Las cargas que se mueven por los aparatos eléctricos que usamos a diario son las cargasnegativas.El instrumento usado para medir la intensidad de la corriente eléctrica esel galvanómetro que, calibrado en amperios, se llama amperímetro, colocado en serie con elconductor cuya intensidad se desea medir.La corriente eléctrica no circula igual por todos los materiales.Según su comportamientocon la corriente eléctrica, los materiales pueden ser: conductores o aislantes.Un conductor eléctrico es un material que ofrece poca resistencia al movimiento de cargaeléctrica. Cuando las cargas eléctricas circulan por un material conductor, pueden producirdiversos efectos: caloríficos, luminosos, sonoros, magnéticos y mecánicos.Por ejemplo, elcobre.El aislamiento eléctrico se produce cuando se cubre un elemento de una instalacióneléctrica con un material que no es conductor de la electricidad, es decir, un material queresiste el paso de la corriente a través del elemento que recubre y lo mantiene en sutrayectoria a lo largo del conductor. Dicho material se denomina aislante eléctrico. Porejemplo, la cinta aislante.
    • La electricidad4En general, la generación de energía eléctrica consiste en transformar alguna clasede energía química, mecánica, térmica o luminosa, entre otras, en energía eléctrica. Para lageneración industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales eléctricas, queejecutan alguna de las transformaciones citadas. Estas constituyen el primer escalóndel sistema de suministro eléctrico.La generación eléctrica se realiza, básicamente, mediante un generador; si bien estos nodifieren entre sí en cuanto a su principio de funcionamiento, varían en función a la forma enque se accionan. Explicado de otro modo, difiere en qué fuente de energía primaria utilizapara convertir la energía contenida en ella, en energía eléctrica.Los consumidores esperan que la electricidad esté siempre a su disposición cuandoconectan un aparato electrodoméstico, encienden una luz, o abren un refrigerador. Parasatisfacer estas demandas instantáneas se necesita de un flujo interrumpido deelectricidad.Para cumplir con estas necesidades, los generadores de energía eléctrica para serviciospúblicos y de otra clase operan varios tipos de unidades generadoras de electricidad, quese alimentan de una amplia gama de fuentes de combustible. Entre estas se incluyencombustibles fósiles (carbón, gas natural y petróleo), uranio y combustibles renovables(agua, energía geotérmica, aire y otras fuentes de energía renovables).A la combinación de las fuentes de energía que se utilizan, se les conoce como mezcla decombustible o generación.Mezcla de generación actualPrincipal consumo de energía por fuente y sector en los E.E.U.U., en el 2004
    • La electricidad5Corriente continua :Se denomina corriente continua (CC en español, en inglés DC, de Direct Current) al flujo decargas eléctricas que no cambia de sentido con el tiempo. La corriente eléctrica a través deun material se establece entre dos puntos de distinto potencial. Cuando hay corrientecontinua, los terminales de mayor y menor potencial no se intercambian entre sí. Es erróneala identificación de la corriente continua con la corriente constante (ninguna lo es, nisiquiera la suministrada por una batería). Es continua toda corriente cuyo sentido decirculación es siempre el mismo, independientemente de su valor absoluto.Desde 2008 se está extendiendo el uso de generadores de corriente continua a partirde células fotoeléctricas que permiten aprovechar la energía solar.Cuando es necesario disponer de corriente continua para el funcionamiento de aparatoselectrónicos, se puede transformar la corriente alterna de la red de suministro eléctricomediante un proceso, denominado rectificación, que se realiza con unos dispositivosllamados rectificadores, basados en el empleo de diodos semiconductoreso tiristores (antiguamente, también de tubos de vacío).Corriente alterna :Esquema de conexiónSe denomina corriente alterna (simbolizada CA en español y AC en inglés, de AlternatingCurrent) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente. Laforma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una
    • La electricidad6onda sinoidal. En el uso coloquial, "corriente alterna" se refiere a la forma en la cual laelectricidad llega a los hogares y a las empresas.encia.La razón del amplio uso de la corriente alterna, que minimiza los problemas de trasmisiónde potencia, viene determinada por su facilidad de transformación, cualidad de la quecarece la corriente continua. La energía eléctrica trasmitida viene dada por el producto dela tensión, la intensidad y el tiempo. Las frecuencias empleadas en las redes de distribuciónson 50 y 60 Hz. El valor depende del país.
    • La electricidad7Un circuito en serie es una configuración de conexión en la que los bornes o terminales delos dispositivos los cuales estan unidos para un solo circuito(generadores, resistencias, condensadores, interruptores, entre otros.) se conectansecuencialmente. La terminal de salida del dispositivo uno se conecta a la terminal deentrada del dispositivo siguiente.Siguiendo un símil hidráulico, dos depósitos de agua se conectarán en serie si la salida delprimero se conecta a la entrada del segundo. Una batería eléctrica suele estar formada porvarias pilas eléctricas conectadas en serie, para alcanzar así el voltaje que se precise.El circuito eléctrico en paralelo es una conexión donde los puertos de entrada de todos losdispositivos (generadores, resistencias, condensadores, etc.) conectados coincidan entre sí, lomismo que sus terminales de salida.Siguiendo un símil hidráulico, dos tinacos de agua conectados en paralelo tendrán una entradacomún que alimentará simultáneamente a ambos, así como una salida común que drenará a ambos a lavez. Las bombillas de iluminación de una casa forman un circuito en paralelo, gastando así menosenergía
    • La electricidad8La ley de Ohm establece que la intensidad eléctrica que circula entre dos puntos deun circuito eléctrico es directamente proporcional a la tensión eléctrica entre dichospuntos, existiendo una constante de proporcionalidad entre estas dos magnitudes. Dichaconstante de proporcionalidad es la conductancia eléctrica, que es inversa a la resistenciaeléctrica.La ecuación matemática que describe esta relación es:donde, I es la corriente que pasa a través del objeto en amperios, V es la diferencia depotencial de las terminales del objeto en voltios, G es la conductancia en siemens y R es laresistencia en ohmios (Ω). Específicamente, la ley de Ohm dice que la R en esta relación esconstante, independientemente de la corriente.1Esta ley tiene el nombre del físico alemán Georg Ohm, que en un tratado publicado en 1827,halló valores de tensión y corriente que pasaba a través de unos circuitos eléctricossimples que contenían una gran cantidad de cables. Él presentó una ecuación un poco máscompleja que la mencionada anteriormente para explicar sus resultados experimentales. Laecuación de arriba es la forma moderna de la ley de Ohm.Una forma sencilla de recordar esta ley es formando un triángulo equilátero, donde la puntade arriba se representaria con una V (voltios), y las dos de abajo con una I (intensidad) y R(resistencia) respectivamente, al momento de cubrir imaginariamente cualquiera de estasletras, en automático las restantes nos indicarán la operación a realizar para encontrardicha incógnita. Ejemplo: si tapamos la V, R e I estarán multiplicandose para encontrar elvalor de V; de igual forma si cubrimos R, quedará V/I al descubierto para encontrar laincógnita R.
    • La electricidad9Centrales termoeléctricas:Una central termoeléctrica es una instalación empleada para la generación de energíaeléctrica a partir de calor. Este calor puede obtenerse tanto de combustibles fósiles(petróleo, gas natural o carbón) como de la fisión nuclear del uranio u otro combustiblenuclear o del sol como las solares termoeléctricas. Las centrales que en el futuro utilicenla fusión también serán centrales termoeléctricas.En su forma más clásica, las centrales termoeléctricas consisten en una caldera en la quese quema el combustible para generar calor que se transfiere a unos tubos por dondecircula agua, la cual se evapora. El vapor obtenido, a alta presión y temperatura, se expandea continuación en una turbina de vapor, cuyo movimiento impulsa un alternador que genera laelectricidad. Luego el vapor es enfriado en un Condensador donde circula por tubos aguafría de un caudal abierto de un río o por torre de refrigeración.Centrales térmicas solares :Una central térmica solar o central termosolar es una instalación industrial en la que, apartir del calentamiento de un fluido mediante radiación solar y su uso en un ciclotermodinámico convencional, se produce la potencia necesaria para mover un alternadorpara generación de energía eléctrica como en una central térmica clásica. En ellas es
    • La electricidad10necesario concentrar la radiación solar para que se puedan alcanzar temperaturas elevadas,de 300 °C hasta 1000 °C, y obtener así un rendimiento aceptable en el ciclo termodinámico,que no se podría obtener con temperaturas más bajas. La captación y concentración de losrayos solares se hacen por medio de espejos con orientación automática que apuntan a unatorre central donde se calienta el fluido, o con mecanismos más pequeños de geometríaparabólica. El conjunto de la superficie reflectante y su dispositivo de orientación sedenomina heliostato. Su principal problema medioambiental es la necesidad de grandesextensiones de territorio que dejan de ser útiles para otros usos (agrícolas, forestales,etc.).Centrales hidroeléctricas:Una central hidroeléctrica es aquella que se utiliza para la generación de energía eléctricamediante el aprovechamiento de la energía potencial del agua embalsada enuna presa situada a más alto nivel que la central. El agua se lleva por una tubería dedescarga a la sala de máquinas de la central, donde mediante enormes turbinashidráulicas se produce la electricidad en alternadores. Las dos características principalesde una central hidroeléctrica, desde el punto de vista de su capacidad de generación deelectricidad son: La potencia, que es función del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y elnivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudal máximo turbinable, ademásde las características de la turbina y del generador. La energía garantizada en un lapso determinado, generalmente un año, que está enfunción del volumen útil del embalse, de la pluviometría anual y de la potencia instalada.
    • La electricidad11Centrales maremotrices :Las centrales mareomotrices utilizan el flujo y reflujo de las mareas. En general, puedenser útiles en zonas costeras donde la amplitud de la marea sea amplia y las condicionesmorfológicas de la costa permitan la construcción de una presa que corte la entrada ysalida de la marea en una bahía. Se genera energía tanto en el momento del llenado como enel momento del vaciado de la bahía.Actualmente se encuentra en desarrollo la explotación comercial de la conversión enelectricidad del potencial energético que tiene el oleaje del mar, en las llamadas centralesundimotrices.Centrales eólicas :Capacidad eólica mundial total instalada y previsiones 1997-2010.La energía eólica se obtiene mediante el movimiento del aire, es decir, de la energíacinética generada por efecto de las corrientes de aire o de las vibraciones que el dichoviento produce. Los molinos de viento se han usado desde hace muchos siglos para moler elgrano, bombear agua u otras tareas que requieren una energía. En la actualidad se usanaerogeneradores para generar electricidad, especialmente en áreas expuestas a vientosfrecuentes, como zonas costeras, alturas montañosas o islas. La energía del viento estárelacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de áreas de altapresión
    • La electricidad12La electricidad es algo muy caro en España, existen muchos tipos decentrales eléctricas para crear mucha electricidad y así abastecer a lapoblación.El señor que creó la ley de OHM hizó muy bien porque así podemos saber laintensidad de la energía eléctrica entre dos puntos.He descubierto que los circuitos de las casas son en paralelo para ahorrar ygastar menos dinero y electricidad.La electricidad es muy importante para la población porque con ella hacemosla mayoría de nuestras acciones: ver la televisión, batir los alimentos,calentar cosas en el microondas, secarnos el pelo con el secador, cuandoestamos a oscuras para ver…