(ELECTROMAGNETISMO Y TRANSPORTE DE

I.E.S. “Portada Alta”
Jéssica García Serrano
TEMA 5: ELECTROMAGNETISMO Y TRANSPORTE DE LA
ENERGÍA ELÉCTRICA
1. IMÁN: CAMPO MAGNÉTICO
2. ELECTROMAGNETISMO
2.1. INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
2.2. ELECTROIMÁN
3. CORRIENTE CONTINUA Y CORRIENTE ALTERNA
3.1. ALTERNADOR
3.2. DINAMO
4. TRANSPORTE DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
4.1. TRANSFORMADORES
4.2. TENDIDOS ELÉCTRICOS
1. IMÁN: CAMPO MAGNÉTICO
Hace muchos siglos se descubrió que un mineral llamado magnetita
tenía la propiedad de atraer a objetos de hierro. A partir de aquí, surge el
concepto de imán. Un imán es un cuerpo que tiene la propiedad del
magnetismo. Tienen polo positivo y polo negativo, de forma que si enfrentamos
dos imanes, el polo norte de uno se siente atraído por el polo sur del otro y
viceversa. Si intentamos unir dos imanes por el mismo polo, se repelen.
El imán crea un campo magnético alrededor de él. El campo magnético
se define como la zona del espacio donde puede sentirse los efectos del imán y
los objetos ferromagnéticos (hierro, cobalto, níquel…) se sienten atraídos por él.
2. ELECTROMAGNETISMO
Es un fenómeno que surge de la combinación de la electricidad y el magnetismo.
Igual que los imanes generan campos magnéticos, las corrientes eléctricas también los
puede generar. Vamos a ver cómo están relacionados estos dos fenómenos:


Las corrientes eléctricas crean campos magnéticos. Este es el fundamento de
los electroimanes.
Los campos magnéticos generan corrientes eléctricas. Este hecho provoca el
fenómeno conocido como inducción electromagnética.
2.1. 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
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y al acercar el imán del conductor el sentido de la corriente va cambiando
periódicamente.
3. CORRIENTE CONTINUA Y CORRIENTE ALTERNA
La corriente eléctrica que obtenemos a partir de reacciones químicas que se
producen en pilas y baterías es continua, esto quiere decir que los electrones circulan
en un solo sentido. La forma de la señal sería:
La corriente eléctrica que obtenemos de las centrales y llega hasta nuestras
viviendas cambia de sentido hasta 100 veces en un segundo porque es alterna. Esta
corriente se obtiene a partir del fenómeno de la inducción electromagnética. La forma
de la señal sería:
3.1. ALTERNADORES
Son aparatos que generan corriente alterna. Está formado
por un imán que entra y sale periódicamente en una bobina o
también puede ocurrir que la bobina gire en el interior de un imán.
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 y por eso se obtiene
corriente alterna.
3.2. DINAMO
Es un aparato 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.
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4. TRANSPORTE DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
A la hora de transportar la energía eléctrica, la corriente alterna tiene una serie
de ventajas sobre la corriente continua. Por ejemplo:
 Las centrales eléctricas generan corriente alterna, por lo que si quisiéramos
transportarla de forma continua habría que rectificarla.
 Las redes de distribución utilizan transformadores para reducir las pérdidas
durante el transporte, y éstos solo funcionan con corriente alterna.
Además, convertir corriente alterna en continua es un procesos sencillo y barato,
pero hacer lo contrario, no.
4.1. TRANSFORMADORES
Son aparatos que se emplean para aumentar o disminuir el voltaje que les
llega, en función de nuestras necesidades.
Están formados por dos bobinas enrolladas alrededor de un núcleo de hierro,
formando el circuito primario y secundario, respectivamente. El circuito primario se
conecta a una fuente de corriente alterna con un voltaje determinado, de modo que se
induce un a tensión alterna en el circuito secundario. El valor de esta tensión depende
del voltaje del circuito primario y del número de espiras de ambos circuitos según
la siguiente expresión:
VS = VP . NS/NP
VS es el voltaje del circuito secundario.
VP es el voltaje del circuito primario.
NS es el número de espiras del circuito secundario.
NP es el número de espiras del circuito primario.
En un transformador ideal, la potencia que proporciona el circuito secundario
debe ser igual a la que proporcionó el circuito primario, de forma que:
VP . IP = VS . IS
Los transformadores pueden ser de dos tipos:
a) TRANSFORMADORES ELEVADORES: cuando el voltaje del
circuito primario es menor que el voltaje del circuito secundario. En
este caso, el número de espiras de la bobina primaria es menor que el
número de espiras de la bobina secundaria.
b) TRANSFORMADORES REDUCTORES: cuando el voltaje del
circuito primario es mayor que el voltaje del circuito secundario. En
este caso, el número de espiras de la bobina primaria es mayor que el
número de espiras de la bobina secundaria.
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4.2. TENDIDOS ELÉCTRICOS
Para utilizar la electricidad, se necesita transportarla desde las centrales
productoras hasta los lugares de consumo, esto se realiza a través de los tendidos
eléctricos.
Sabiendo que la potencia debe mantenerse constante en todo el transporte,
llegamos a la conclusión que el producto del voltaje por la intensidad debe ser
constante (P=V.I).
Por otro lado, al transportar grandes cantidades de potencia, debemos tener en
cuenta que:
 Cuanta más intensidad de corriente tengamos que transportar, mayor sección de
cable se necesita.
 A mayor intensidad de corriente, más energía se pierde en forma de calor
(aumenta el número de choques entre los electrones y el conductor).
Después de realizar esta reflexión, si queremos que el cable sea estrecho (así es más
barato) y que no existan pérdidas de energía por calor, la conclusión es que no nos
interesa transportar corrientes eléctricas donde la intensidad sea muy elevada. Por
todo esto, y como el producto del voltaje por la intensidad debe ser constante, lo que
necesitamos es aumentar mucho el voltaje, y por eso el transporte de la energía
eléctrica se realiza a través de los tendidos de alta tensión.
El transporte de la energía eléctrica sigue el siguiente esquema:
CENTRAL
ELÉCTRICA
10.000 – 20.000 V

TENDIDOS DE
ALTA TENSIÓN
110.000 – 220.000 V

ESTACIÓN
TRANSFORMADORA
(MEDIA TENSIÓN: 66.000 V)

VIVIENDAS
BAJA TENSIÓN
(220V)
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
SUBESTACIÓN
TRANSFORMADORA
22.000 V