3. ELECTRICIDAD
01. PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
02. CIRCUITOS ELÉCTRICOS
RECURSOS
ACTIVIDADES
EVALUACIÓN
1. PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
La producción de energía eléctrica es esencial para el funcionamiento de la sociedad moderna, ya que es utilizada en una gran cantidad de aplicaciones, desde la iluminación y la calefacción hasta la industria y los transportes. Existen diferentes formas de producir energía eléctrica, cada una con sus propias ventajas y desventajas.
Centrales Térmicas:
Son las centrales más comunes y antiguas, y se basan en la quema de combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas) para generar vapor que mueve una turbina para producir electricidad. Es una forma de producción de energía muy eficiente, pero tiene un gran impacto ambiental debido a las emisiones de gases de efecto invernadero y contaminación del aire.
Centrales Hidroeléctricas:
Utilizan la energía cinética de las corrientes de agua para mover una turbina y generar electricidad. Es una forma de producción de energía renovable y limpia, pero requiere la construcción de represas y puede tener impactos ambientales negativos, como la alteración del ecosistema y la pérdida de hábitats naturales.
Centrales Eólicas:
Utilizan la energía del viento para mover unas turbinas y generar electricidad. Es una forma de producción de energía renovable y limpia, pero puede tener impactos visuales negativos y puede afectar a la fauna.
Centrales Solares:
Utilizan la energía del sol para generar electricidad mediante paneles solares. Es una forma de producción de energía renovable y limpia, pero su eficiencia puede variar dependiendo de la ubicación y las condiciones climáticas.
Centrales Nucleares:
Utilizan la energía liberada por la fisión nuclear de los átomos para generar electricidad. Es una forma de producción de energía muy eficiente, pero tiene un gran impacto ambiental en caso de accidentes y tiene problemas de almacenamiento de residuos nucleares.
En resumen, existen diferentes formas de producir energía eléctrica, cada una con sus propias ventajas y desventajas. La elección de la forma más adecuada dependerá de factores como la disponibilidad de recursos, la eficiencia y el impacto ambiental. Es importante también mencionar que la tendencia mundial es a la reducción de emisiones y se apuesta por la producción de energías limpias.
1. 1. CARGA ELÉCTRICA
Los cuerpos están compuestos por átomos, cada uno con protones y neutrones en el núcleo y electrones orbitando alrededor. La carga eléctrica es una de las propiedades fundamentales de los átomos y los cuerpos, normalmente son eléctricamente neutros, con un equilibrio entre cargas positivas y negativas. Sin embargo, al frotar un cuerpo con otro o al cepillarnos el pelo, se produce una acumulación de carga eléctrica temporal, conocida como carga electrostática, esta desaparece en cuestión de segundos debido a que se compensan nuevamente las cargas y el cuerpo vuelve a ser eléctricamente neutro.
Culombios:
La carga eléctrica se mide en culombios (1 cul → 6,25.1018 e–).
1. 2. CORRIENTE ELÉCTRICA
La corriente eléctrica es el movimiento de cargas eléctricas a través de un conductor. Para que haya corriente, es necesario que exista una diferencia de cargas eléctricas entre los extremos del conductor, conocida como tensión eléctrica. Esto hace que los electrones (que tienen carga negativa) se muevan desde el polo negativo hacia el polo positivo, buscando equilibrar las cargas.
Es importante destacar que el sentido convencional de la corriente eléctrica se estableció antes de que se conociera la existencia de los electrones, y se estableció que el sentido de la corriente eléctrica es desde el polo positivo hacia el polo negativo. Sin embargo, el movimiento real de los electrones es en sentido contrario, desde el polo negativo hacia el polo positivo. Esto es importante tenerlo en cuenta al representar los circuitos eléctricos en dibujos y esquemas.
1. 3. MAGNITUDES ELÉCTRICAS
VOLTAJE
Es la energía que se transfiere a cada culombio de carga para que pueda atravesar el circuito eléctrico. Se mide en voltios (V).
ENERGÍA ELÉCTRICA
En el sistema internacional se mide en Julios (J). La energía eléctrica se define como:
E = V·I·t
V es el voltaje medido en voltios (V)
I la intensidad medida en amperios (A)
t el tiempo medido en segundos (s)
INTENSIDAD
Se define como la cantidad de carga eléctrica que pasa por una sección de conductor por unidad de tiempo. Se mide en amperios (A).
I = Q/t
I: intensidad (amperios)
Q: carga (culombios)
t: tiempo (segundos)
RESISTENCIA
Es la oposición que presenta un material al paso de la corriente eléctrica a través de él. Se mide en ohmios (Ω). Cuanto mayor es la resistencia de un material, menor es la intensidad de corriente que circula por él.
POTENCIA ELÉCTRICA
Por otro lado, potencia eléctrica es la cantidad de energía que es capaz de proporcionar dicha corriente eléctrica en un tiempo determinado. En el sistema internacional se mide en vatios (W).
P = E/ t
E es la energía y se mide en Julios (J)
t es el tiempo y se mide en segundos (s)
A partir de esta fórmula podemos despejar la energía y nos resulta la siguiente expresión:
E = P·t
Si la potencia se expresa en vatios (W) y el tiempo en segundos (s), la energía se mide en Julios (J).
Si la potencia se expresa en kilovatios (KW) y el tiempo en horas (h), la energía se mide en kilovatio-hora (KWh). (1 kW son 1000 W).
Si sustituimos la primera expresión de la energía en la fórmula anterior de la potencia resulta esta otra fórmula (que es la que emplearemos para calcular la potencia en circuitos eléctricos):
P = V·I
P es potencia y se mide en vatios (W)
V es el voltaje y se mide en voltios (V)
I es la intensidad y se mide en amperios (A)
1. 4. LEY DE OHM
El voltaje y la intensidad son magnitudes directamente proporcionales, de modo que manteniendo constante la resistencia si se dobla el voltaje, la intensidad se duplica; si el voltaje se triplica, la intensidad también lo hará.
Esta relación se conoce como ley de Ohm y se expresa como:
V = R·I
V es voltaje medido en voltios (V)
R es la resistencia medida en ohmios (Ω)
I es la intensidad medida en amperios (A)