CARGA ELÉCTRICA
Todo cuerpo se compone de átomos, que a su vez están formados por NEUTRONES, ELECTRONES Y PROTONES. Los electrones y los protones tienen una propiedad llamada carga eléctrica. Los electrones poseen una carga negativa, y los protones una carga positiva. Estas cargas se contrarrestan unas a otras, para que el objeto resulte neutro (no cargado). Las cargas eléctricas no se crean al frotar un cuerpo, sino que se trasladan. Las cargas del mismo signo se repelen y las cargas de signo contrario se atraen.
CORRIENTE ELÉCTRICA
La corriente eléctrica consiste en un movimiento de cargas eléctricas a través de un material conductor. Para que se produzca este movimiento es necesario que exista una tensión eléctrica; es decir, se necesita que en uno de los extremos haya más cargas negativas que en el otro. En estas circunstancias, los electrones que tiene en exceso serán atraídos, a través del conductor, hacia el cuerpo que tiene mayor tensión, hasta que las cargas de ambos se equilibren. Cuando se igualan las cargas en todos los puntos del conductor, la corriente eléctrica se detiene.
EFECTOS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA
La corriente eléctrica es útil por los efectos que genera a su paso :
- EFECTO TÉRMICO : Este efecto se produce simplemente al pasar la corriente eléctrica por un conductor que presente una cierta resitencia al paso de la corriente (cocina, radiadores)
EFECTO LUMINOSO : si un material se calienta mucho, como el filamento de las lámparas incandescente, puede emitir luz.
EFECTO MAGNÉTICO : una corriente eléctrica crea a su alrededor un campo magnético y se comporta como un imán (máquinas eléctricas)
EFECTO QUÍMICO : Existen algunas sustancias,llamadas electrolitos, que se descomponen al pasar por ellas una corriente eléctrica, a este fenómeno se le llama electrolisis.
PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD
- GENERADOR ELÉCTRICO : es un dispositivo que crea y mantiene la tensión necesaria para que se produzca y se mantenga una corriente eléctrica.
- MEDIANTE REACCIONES QUÍMICAS : con pilas y baterías
- A PARTIR DEL MOVIMIENTO : con máquinas electromagnéticas
- A PARTIR DE LA LUZ, CON CÉLULAS FOTOVOLTAICAS
- POR FRICCIÓN
- MEDIANTE PRESIÓN
- POR CALENTAMIENTO : con termopares
CORRIENTE CONTINUA Y CORRIENTE ALTERNA
Dependiendo de cómo se produce la corriente eléctrica, puede haber de dos tipos :
- CORRIENTE CONTINUA : los electrones se mueven en un mismo sentido, del polo negativo al positivo (pilas, baterías)
- CORRIENTE ALTERNA : los electrones cambian de sentido varias veces (los que no llegan a través de la red eléctrica)
CONVERSIÓN DE CORRIENTE ALTERNA EN CORRIENTE CONTINUA : muchos aparatos electrónicos necesitan corriente continua para funcionar (equipos audiovisuales, ordenadores, paneles fotovoltaicos etc). Para ellos se utilizan fuentes de alimentación con transformador, que rectifican y convierten la tensión a una adecuada.
CONVERSIÓN DE CORRIENTE CONTINUA EN CORRIENTE ALTERNA : se consigue mediante un inversor de corriente.
MÁQUINAS ELÉCTRICAS
ELECTROMAGNETISMO : es un fenómeno que surge de la combinación de la electricidad y el magnetismo : - las corrientes eléctricas crean campos magnéticos (este es el fundamento de los electroimanes) - los campos magnéticos generan corrientes eléctricas (este hecho provoca el fenómeno co
nocido como inducción electromagnética).
LA INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA : este fenómeno se produce gracias al movimiento relativo de un imán con respecto al conductor, concretamente consiste en acercar y alejar un imán a un conductor. Si el imán se queda quieto y movemos el conductor conseguimos el mismo efecto. La corriente producida se llama corriente inducida y es alterna, ya que al alejar y al acercar el imán del conductor el sentido de la corriente va cambiando periódicamente.
LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS : la relación entre la electricidad y el magnetismo se aprovecha en numerosas máquinas para obtener un efecto útil (generar energía eléctrica, producir movimiento) :
- EL ALTERNADOR : Son aparatos que generan corriente alterna. Está formado por un imán (inductor) que entra y sale periódicamente en una bobina (inducido) . En el extremo de la bobina hay dos anillos independientes llamados delgas que se encuentran en contacto con unas escobillas que recogen la electricidad. Cada vez que la bobina gira media vuelta, la corriente generada cambia de sentido.
- LA DINAMO : es una máquina que se emplea para generar corriente continua. El funcionamiento es igual que en el caso del alternador, lo que cambia es la forma de recoger la electricidad generada. En este caso, la corriente se recoge en un colector que está formado por un solo anillo separado en dos mitades, llamadas delgas. De esta forma, la corriente no cambia de sentido aunque cambie la posición de la bobina respecto a los polos del imán.
- EL MOTOR ELÉCTRICO : es una máquina que transforma la energía eléctrica en energía mecánica. La entrada consiste en unos bornes a los que se les suministra tensión eléctrica y la salida mecánica consiste en un eje que gira.
CENTRALES ELÉCTRICAS
Hay diversos tipos de centrales eléctricas que vienen determinadas por la fuente de energía que usan para mover la turbina :
CENTRALES TÉRMICAS : pueden ser :
- DE COMBUSTIÓN : la energía para mover la turbina se obtiene quemando carbón, fuel, gas natural…
- DE CICLO COMBINADO : son como las de combustión, pero tienen turbina de gas y de vapor.
- NUCLEARES : la energía para mover la turbina se obtiene a partir de reacciones controladas de fisión nuclear.
- SOLARES : la energía para mover la turbina se obtiene del sol. Pueden ser de temperatura media (con colectores) y de alta temperatura (con heliostatos).
- DE BIOMASA : producen energía a partir de la biomasa (alcohol, biodiésel…)
COGENERACIÓN : es el procedimiento para obtener simultáneamente energía eléctrica y térmica.
CENTRALES HIDROELÉCTRICAS : la energía para mover la turbina se obtiene del agua de un embalse.
CENTRALES EÓLICAS : producen electricidad a partir de la energía del viento.
CENTRALES SOLARES FOTOVOLTAICAS : la energía solar se transforma directamente en energía eléctrica usando células solares fotovoltaicas.
PRODUCCIÓN Y TRANSPORTE DE ENERGÍA ELÉCTRICA
DEMANDA Y PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA : la energía eléctrica no se puede almacenar, por tanto hay que transportarla desde donde se produce hasta donde se consume. La que se produce de más no se consume, sino que sobrecarga la red eléctrica.
LOS TENDIDOS ELÉCTRICOS : la energía eléctrica tal como se obtiene debe pasar por un transformador para subir la tensión, bajándole la intensidad de corriente (tendido eléctrico de alta tensión). Pero, antes de su llegada, el voltaje debe reducirse de nuevo en las estaciones transformadoras, quedando así a media tensión. En las subestaciones transformadoras el voltaje se reduce aún más. La última bajada de tensión se produce en los centros de transformación quedando así en baja tensión (230 o 380 V.), que es el voltaje que usamos habitualmente en nuestras casas.
INSTALACIONES ELÉCTRICAS : unen la red de distribución con las instalaciones eléctricas de los edificios. Están formadas por : - caja general de protección – línea general de alimentación – derivación individual – cuadro general de protección
EFECTO AMBIENTAL DE LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
CENTRAL TÉRMICA DE COMBUSTIÓN : ventajas (fácil instalación ) – inconvenientes (gases de invernadero, calientan las augas de los ríos, consumen combustibles fósiles no renovables)
CENTRAL NUCLEAR : ventajas (generan mucha energía con poco uranio, no emiten gases de invernadero) – inconvenientes (producen residuos radiactivos, riesgo de contaminación nuclear)
CENTRAL HIDROELÉCTRICA : ventajas (no contamina) - inconvenientes (modificación del paisaje y del ecosistema, sale cara, acumulan sedimentos en los embalses)
CENTRAL EÓLICA : ventajas (su fuente de energía es limpia e inagotable, no produce residuos) – inconvenientes (producen contaminación acústica y la muerte de aves, su producción es variable)
CENTRAL SOLAR TÉRMICA : ventajas (fuente de energía limpia e inagotable, no contamina) - inconvenientes ( necesita acumuladores de calor, no se puede instalar en cualquier lugar)
CENTRAL SOLAR FOTOVOLTAICA : ventajas (su fuente de energía es limpia e inagotable, no contamina, su instalación sale barata) – inconvenientes (proceso de fabricación caro, bajo rendimiento)
COMO AHORRAR ENERGÍA ELÉCTRICA
No mantener encendidas luces ni aparatos eléctricos cuando no se están utilizando - utilizar electrodomésticos de bajo consumo - utilizar lavadoras, lavavajillas a carga total – reducir el uso del aire acondicionado y cerrar las puertas y ventanas cuando está la calefacción puesta
