La Energía y su Transformación.

La Energía y su Transformación.
Llamamos a la energía la capacidad de producir un trabajo. La energía se manifiesta de muchas
formas. Pero la electricidad es la que más se utiliza debido a:
− Su facilidad de obtención.
− Su sencillez en el transporte.
− La gran variedad de transformaciones a la que puede ser sometida.
Para producir energía eléctrica lo único que necesitamos es un dispositivo que cree y mantenga una
diferencia de potencial entre dos puntos para permitir el flujo de electrones.
Podemos hacerlo por diversos métodos:
−FRICCIÓN: Frotamos dos cuerpos determinados y aumenta su potencia eléctrica. Es lo que llamamos
electricidad estática.
−MEDIANTE REACCIONES QUÍMICAS: Cuando se sumergen dos metales diferentes en una disolución
y se conectan mediante un cable hay una reacción química que produce corriente eléctrica. Este proceso se
llama electrosis.
−MEDIANTE LUZ: Algunos semiconductores tienen la capacidad de emitir electrones al incidir la luz sobre
ellos: efecto fotoeléctrico.
−MEDIANTE PRESIÓN: Algunos materiales cuando sufren una transformación distribuyen en su superficie
cargas eléctricas: efecto pizoelétrico.
−MEDIANTE MOVIMIENTO: Aprovechando un fenómeno llamado inducción electromagnética, se
mueve un conductor dentro de un campo eléctrico.
Producción Industrial De Corriente Eléctrica
La obtención de corriente eléctrica en grandes cantidades se hace en centrales eléctricas donde se pretende
mover el rotor de un generador.
• CENTRALES TÉRMICAS: Se basa en calentar el agua y convertirla en vapor, éste se hace llegar a
una turbina para que gire a gran velocidad. La turbina hace girar un alternador lo que produce
corriente eléctrica que transformada pasa a l red de distribución.
• CENTRALES HIDROELÉCTRICAS: Aprovecha la energía que contiene transportadas por los
ríos. Al caer el agua se aprovecha el movimiento dela turbina, y con éste, el funcionamiento del
alternador.
• CENTRALES NUCLEARES: Se aprovecha y controla esta reacción llamada reacción nuclear de
fisión y se aprovecha la gran cantidad de calor que se genera para mover turbinas y producir corriente
eléctrica por el movimiento de un alternador. El calor generado produce vapor de agua que mueve las
turbinas.
Generación Y Transporte De Corriente Eléctrica
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Se hace pasar una corriente por un cable, enrollado alrededor de un elemento metálico, se crea un
campo magnético. Éste fenómeno, inducción electromagnética, es la base del funcionamiento de los
electroimanes. Un electroimán es un operador reversible: si por su bobina circula corriente, se genera
un campo magnético, y por el contrario, si movemos la bobina dentro de un campo magnético creamos
una corriente eléctrica.
La producción de corriente se realiza a partir de máquinas constituídas por un elemento que gira en el
interior de un campo magnético.
• Hay dos tipos de generadores:
1.Los dinamos:
Los elementos fundamentales de una dinamo son:
• BOBINA: Formada un cable enrollado. Constituye el rotor(parte que se mueve)que hace girar para
producir la corriente eléctrica.
• IMANES PERMANENTES: Son un juego de imanes enfrentados entre sí, que crean un campo
magnético. Constituyen el estator(parte fija)
• COLECTOR: Elemento al que van unidos dos extremos de la bobina. Recoge la corriente eléctrica
que se genera. Formado por dos semianillos giratorios, cada extremo de la bobina va unido a cada uno
de ellos.
• ESCOBILLAS: piezas que en contacto con el colector recogen la corriente eléctrica y la sacan fuera
de la dinamo para ponerla a nuestra disposición.
2.Los alternadores:
El funcionamiento es básicamente igual que la dinamo. La única diferencia se encuentra en el colector que
hace que la escobilla recoja la corriente en un sentido y otras veces en otra: corriente alterna.
Transformación de la Energía Eléctrica.
• LUZ: Fue una de las primeras transformaciones que se efectuó con la electricidad. La corriente pasa
por un filamento, éste se calienta y brilla. Para evitar que el filamento se queme, se rodea de una
ampolla de cristal que contiene un gas inerte que actúa como refrigerante.
• MOVIMIENTO: Se basa en el efecto de inducción electromagnética. La electricidad llega al motor
de manera que genera un campo magnético en el estator y otro en el rotor, de manera que se produce
una rotación del rotor.
• CALOR: La electricidad pasa por un cable y se produce un calentamiento del mismo.
• SONIDO: La corriente eléctrica pasa por una bobina, genera un campo magnético, de manera que su
intensidad varía a medida que varía la corriente eléctrica. Estas variaciones pueden convertirse en
vibraciones y éstas en sonido.
• REACCIONES QUÍMICAS: La corriente puede descomponer determinadas sustancias. Es lo que se
llama electrosis. Se utiliza en la industria para recubrimiento de metales.
Energías Renovables
Ante el progresivo deterioro del medio ambiente se están desarrollando tecnologías energéticas encaminadas
al aprovechamiento de recursos inagotables y limpios como la energía solar, eólica etc.
• ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA: Producción de electricidad a través de células
fotovoltaicas. Formadas por un conjunto de células solares dispuestas en paneles, que transforman
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directamente la energía solar en energía eléctrica.
• ENERGÍA SOLAR TÉRMICA: Aprovechamiento de la energía calorífica en acumuladores. Se
utiliza para sistemas de calefacción e incluso para producir electricidad si se consiguen altas
temperaturas con las que obtener vapor para mover una turbina.
• ENERGÍA EÓLICA: Se aprovecha la acción del viento para mover molinos diseñados para producir
corriente eléctrica. Las instalaciones son muy caras y la intensidad del viento es variable, se está
apostando por ellas.
• ENERGÍA GEOTÉRMICA: El aprovechamiento se hace mediante los manantiales de agua caliente
para calefacción; se puede obtener energía eléctrica si la temperatura del agua es muy elevada.
• ENERGÍA MAREOMOTRIZ: Debido a las aguas del mar cuando están en movimiento. El agua
puede mover la turbina y producir electricidad.
• BIOMASA: Significa utilizar residuos agrícolas o plantas cultivadas para ello, para la obtención de
combustibles que puedan utilizarse en cualquier actividad.
El Átomo
Menor partícula de una sustancia que mantiene las características de esa sustancia.
PARTES:
1.− Núcleo: Protones y neutrones
2.−Corteza
SÍMBOLO DE LAS PARTÍCULAS:
Protones: p+
Neutrones: n
Electrones: e−
CARACTERÍSTICAS DE LAS P. S.:
PROTÓN
NEUTRÓN
ELECTRÓN
CARGA
Positiva
Neutrón (sin carga)
Negativa
MASA
Unidad (núcleo)
Unidad (núcleo)
Despreciable (corteza)
El origen de la electricidad se encuentra en los electrones.
Ión: Átomo o grupo de átomos con exceso o defecto d electrones. El ión negativo se llama anión y el positivo
catión.
Carga Eléctrica
1.−Defición: Cantidad de electricidad que posee un cuerpo cargado.
2.−¿De qué depende?: Del número de electrones que ha ganado o perdido.
3.−Tipos: Positiva o vítrea.
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Negativa o resinosa.
4.−Símbolo: Q.
5.−Unidades: Natural: la del electrón que es la cantidad de carga más pequeña. S.I.: culombio. Submúltiplo:
Microculombio.
6.−Características: a) La carga se conserva: Ni se crea ni se destruye. Se puede transformar, normalmente,
el electrón y se puede anular con cargas de signo opuesto.
b) La carga está cuantizada: Quiere decir que no puede tomar cualquier valor, sólo toma valores numéricos
que son múltiplos enteros de un mismo valor elemental. Es decir, que coincidan con el exceso o defecto de
uno, dos, tres... electrones, nunca con valores que correspondan a números fraccionarios de electrones.
7.−Fuerzas: Atractivas: Cargas de signo distinto.
Repulsivas: Cargas de signos iguales.
Ley de Coulomb
1.−Objetivo: Determinar el valor de las fuerzas existentes entre cuerpos electrizados.
2.−Enunciado: La fuerza con que se atraen o repelen dos cuerpos electrizados es directamente proporcional
al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
3.−Fórmula física: F = K% Q%Q'
d
4.−Significado de las letras que intervienen en la fórmula:
F: Fuerza entre cuerpos electrizados.
K: Constante propia del medio, permitividad: representa la facilidad con que se propaga o transmite la
electricidad en el medio considerado.
Q,Q´: Valor de las cargas de los cuerpos electrizados.
d: Distancia entre los cuerpos electrizados.
5.−Significado del signo que acompaña al valor de la fuerza:
F +: Fuerza repulsiva pues proviene del producto de dos cargas del mismo signo.
F −: Fuerza atractiva pues proviene del producto de dos cargas de distinto signo.
6.−Unidades en el S.I. de las magnitudes que relaciona:
F = Newton (n)
Q y Q´= Culombio (C)
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d = Metros (m)
7.−Valor numérico y unidades de K:
Valor numérico: 9´09%10
Epsilon
Unidades: Despejando K en la fórmula de la ley de Coulomb queda:
F%d%d
Q%Q´
Epsilon: Coeficiente dieléctrico del medio. Indica la resistencia que opone el medio a la expansión de la
electricidad.
* NOTA: Para problemas, en caso de no decir nada se toman las cantidades sin decimales.
10
N
e−
5