la electricidad y sus componentes

Presentación del tema: "la electricidad y sus componentes"— Transcripción de la presentación:

1 NOTA: Para cambiar la imagen de esta diapositiva, seleccione la imagen y elimínela. Después, haga clic en el icono Imágenes del marcador de posición para insertar su propia imagen. LA ELECTRICIDAD Y SUS COMPONENTES MAQUINAS ELÉCTRICAS

2 Contenido 2 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes 1 La energía 2. Efectos de la electricidad 3 ¿Qué es la electricidad? 4. Carga eléctrica 5. Circuito eléctrico

3 1 La energía 3 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes ES La más demandada del mundo industrializado DEPENDEMOS DE ELLA PARA El transporte, las comunicaciones, la alimentación, el funcionamiento de las oficinas, fábricas y establecimientos de todo tipo. El bienestar y la calidad de vida en nuestras casas. SE PRODUCE A PARTIR De las fuentes de energía renovables y no renovables, en diferentes tipos de centrales. NO SE PUEDE ALMACENAR A diferencia del carbón o del petróleo, no podemos almacenarla, lo que nos obliga a tener una extensa y compleja red que una el proceso de generación de esta energía con su consumo, y que permita el abastecimiento de energía eléctrica en situaciones de gran demanda. PRESENTA INCONVENIENT ES A pesar de ser una energía limpia, su proceso de producción tiene consecuencias negativas para el medio ambiente.

4 1 La energía 4 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes Las fuentes de energía primaria, renovables y no renovables, se aprovechan para producir energía eléctrica en centrales que suelen tener una estructura común, compuesta por: CALDERA En ella se quema el combustible; así, su energía química se transforma en energía térmica que calienta agua, haciendo que esta pasa a estado de vapor TURBINA Es un conjunto de aspas situadas sobre un eje y que giran en la misma dirección cuando pasa por ellas vapor de agua. De ese modo, la energía térmica del vapor se transforma en energía cinética. GENERADOR Es la parte de toda central eléctrica que transforma la energía cinética de las aspas de la turbina en electricidad. REFRIGERADOR El vapor de agua que ha movido la turbina tiene que enfriarse para volver a utilizarse.

5 1 La energía 5 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes Cómo son las centrales de producción de energía eléctrica TÉRMICA NUCLEAR HIDROELÉCTRICA GEOTÉRMICA SOLAR TÉRMICA SOLAR FOTOVOLTAICA EÓLICA MAREMOTRIZ

6 1 La energía 6 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes Las centrales térmicas utilizan de forma general combustibles fósiles, esto es, energías no renovables, como energía primaria; otro inconveniente que presentan es que emiten gases contaminantes a la atmósfera. Esquema de funcionamiento de una central térmica

7 1 La energía 7 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes Las centrales nucleares funcionan de un modo similar al de una central térmica, pero aquí su combustibles es uranio, que, tras una reacción nuclear, desprende una gran cantidad de energía. Su ventaja es que no emiten gases contaminantes y producen una energía barata; el inconveniente, la generación de residuos nucleares letales para los seres vivos. Esquema de funcionamiento de una central nuclear React or Vapor Barras de control Generad or de vapor Edificio de contención Agu a Generad or Transformad or Torre de refrigeración Línea de transmisión Turbinas

8 1 La energía 8 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes Las centrales hidroeléctricas utilizan una energía renovable, ya que el agua almacenada en los embalses, que es la energía primaria, es repuesta por el ciclo hidrológico natural. Junto con las centrales térmicas y las nucleares, son las más utilizadas en la actualidad. Esquema de funcionamiento de una central hidroeléctrica Compuert a Presa Embalse Turbina Generad or Transformado r Línea de transmisión

9 1 La energía 9 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes Las centrales geotérmicas se pueden aprovechar, tan solo, en zonas donde las manifestaciones geotérmicas, como géiseres y volcanes, sean más superficiales; así, su uso está muy poco extendido. Esquema de funcionamiento de una central geotérmica Lluvia Circulación de agua Agua caliente Bombas Agua fría Bomba Generador Condensador Bomba Terreno impermeable Torre de refrigeración Línea de transmisión Turbina Fuente de calor Cambiador de calor

10 1 La energía 10 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes Las centrales solares térmicas constan de un campo de heliostatos, que es una gran superficie cubierta de espejos que concentran la radiación captada en un receptor, generalmente una torre, en el que se encuentran la turbina y el receptor. Esquema de funcionamiento de una central solar térmica Central solar de media temperatura Emplean colectores que concentran la radiación solar que reciben en un elemento receptor de superficie muy reducida en las que se alcanzan temperaturas de hasta 300 ºC. En ellas, la radiación solar incide en un campo de heliostatos (grande espejos) que concentran la radiación solar en un receptor, generalmente una torre, donde están la turbina y el generador. Colectore s Tanques de aceite Caldera Vapor Turbina Alternado r Transformador Colector Tanques de sodio Caldera Vapor Turbina Alternado r Transformador Heliostato s Agua

11 1 La energía 11 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes Las centrales solares fotovoltaicas transforman directamente la energía solar en energía eléctrica, sin necesidad de que exista ningún elemento móvil, gracias a las células fotovoltaicas, que están fabricadas con silicio. Se utilizan, además, para suministrar electricidad a satélites y estaciones espaciales. Esquema de funcionamiento de una célula fotoeléctrica Dos capas de silicio Contacto metálico superior (+) Contacto metálico inferior (--) Radiació n solar

12 1 La energía 12 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes Las centrales eólicas aprovechan la energía del viento para producir electricidad; presenta inconvenientes, como un impacto visual negativo y la interferencia con las rutas de aves migratorias; además, se ve afectada por las condiciones meteorológicas. Esquema de funcionamiento de un aerogenerador Pala del rotor, generalmente construida en fibra de vidrio Soporte o torre Generado r

13 1 La energía 13 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes Las centrales maremotrices aprovechan la energía de las enormes masa de agua en movimiento de los mares y océanos. En la actualidad solo existe una, en Francia, ya que, a pesar de la ingente cantidad de energía que tiene el agua del mar, su aprovechamiento es muy complicado. Esquema de funcionamiento de una central maremotriz En la bajamar, el agua almacenada sale hacia fuera, haciendo girar nuevamente las turbinas En la pleamar, al agua pasa a través del dique en dirección al río, moviendo las turbinas El agua se almacena en el río, que actúa como un pantano Rejilla (filtro) Turbina

14 1 La energía 14 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes El transporte de energía eléctrica: La red de transporte de energía eléctrica es la parte del sistema de suministro eléctrico constituida por los elementos necesarios para llevar, a través de largas distancias, la energía eléctrica generada en las distintas centrales hacia los puntos de consumo. Esta red está formada por una extensa y entramada red de 34 700 km de cables y torres de alta tensión y 3 400 subestaciones que permiten que se transforme el voltaje de salida en el adecuado para las industrias o los consumidores.

15 1 La energía 15 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes Esquema de la red de transporte de energía eléctrica Planta de generación Red de transporte (200 kV-400 kV) Parque de generación Consumo industrial (132 kV-12,5 kV) Consumo doméstico (220 V-380 V) Subestación de distribución Centro de control eléctrico

16 1 La energía 16 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes Una línea de transporte de energía eléctrica o línea de alta tensión es el medio físico mediante el cual se realiza la transmisión de la energía eléctrica a grandes distancias. Está constituida por un elemento conductor, usualmente cables de cobre o aluminio, y por elementos de soporte, que son las torres de alta tensión. Elemento conductor Elemento de soporte

17 1 La energía 17 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes La energía que llega de la red de transporte tiene un voltaje alto para poder recorrer largas distancias; en la subestación, mediante un transformador, se reduce esta tensión para iniciar su distribución. Salida de la energía eléctrica al voltaje adecuado (132 kV o menor) Entrada de la energía eléctrica procedente de la planta de generacion (220 kV-400 kV)

18 1 La energía 18 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes El centro de control eléctrico es el responsable de la operación y supervisión coordinada en tiempo real de las instalaciones de generación y de transporte del sistema eléctrico español.

19 1 La energía 19 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes Los problemas asociados al transporte y producción de energía eléctrica: La energía eléctrica es una energía limpia, ya que una vez obtenida apenas produce impacto ambiental, pero su proceso de producción y transporte tiene consecuencias muy negativas para el medio ambiente, tales como: Ingreso en la atmósfera de gases y vapor de agua, responsables del efecto invernadero, la lluvia ácida, la contaminación de aguas y ríos y la destrucción del manto fértil del suelo. Impacto visual en el paisaje de las torres de alta tensión y de los parques eólicos. Alteración de flora y fauna fluvial por los embalses. Escapes radiactivos y contaminación térmica de los ríos.

20 2. Efectos de la electricidad 20 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes Efecto caloríficoEfecto luminoso.Efecto magnético.Efecto químico. Este efecto se produce simplemente al pasar la corriente eléctrica por un conductor que presente una cierta resistencia al paso de la corriente. Mediante este sistema tan simple y económico podemos producir suficiente calor (efecto Joule) como el que genera un horno o un calefactor eléctrico, entre otras muchas aplicaciones Enlazando con el efecto anterior, si calentamos mucho un trozo de metal, sabemos que cuando se pone incandescente comienza a emitir luz. De una manera un poco más compleja, podemos producir el efecto de luminiscencia utilizado en las lámparas fluorescentes. Y nombrar también la emisión de luz producida por los led (construidos con semiconductores). La circulación de una corriente eléctrica a través de un conductor crea un campo magnético a su alrededor, efecto que entre otras aplicaciones encuentra protagonismo en los motores eléctricos tan utilizados en nuestro entorno. El último de los efectos que se menciona (no quiere decir que no existan más) es el efecto químico o efecto que produce el paso de la corriente eléctrica por un electrolito y en el que está basado el funcionamiento de las baterías. Otra aplicación relacionada es la electrolisis del agua.

21 3 ¿Qué es la electricidad? 21 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes La electricidad es un conjunto de fenómenos producidos por el movimiento e interacción entre las cargas eléctricas positivas y negativas de los cuerpos físicos. La palabra "electricidad" procede del latín electrum, y a su vez del griego élektron, o ámbar.

22 4. Carga eléctrica 22 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes La materia está constituida por unas partículas elementales llamadas átomos. Dentro de cada átomo es posible distinguir dos zonas. Se conoce como carga eléctrica de un cuerpo al exceso o defecto de electrones que este posee: Carga negativa significa exceso de electrones Carga positiva significa defecto de electrones La unidad de carga eléctrica es el culombio 1 culombio equivale aproximadamente a un exceso o defecto de 6 trillones de electrones (1 culombio 6,3 * 10 ^18 electrones)

23 5. Circuito eléctrico 23 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes "Un Circuito Eléctrico es un conjunto de elementos conectados entre si por los que puede circular una corriente eléctrica". La corriente eléctrica es un movimiento de electrones, por lo tanto, cualquier circuito debe permitir el paso de los electrones por los elementos que lo componen. Solo habrá paso de electrones por el circuito si el circuito es un circuito cerrado.

24 5. Circuito eléctrico 24 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes Partes de un Circuito Eléctrico  Generador : producen y mantienen la corriente eléctrica por el circuito. Son la fuente de energía. Hay 2 tipos de corrientes: corriente continua y alterna corriente continua y alterna Pilas y Baterías: son generadores de corriente continua (c.c.) Alternadores: son generadores de corriente alterna (c.a.)  Conductores : es por donde se mueve la corriente eléctrica de un elemento a otro del circuito. Son de cobre o aluminio, materiales buenos conductores de la electricidad.  Receptores : son los elementos que transforman la energía eléctrica que les llega en otro tipo de energía. Por ejemplo las bombillas transforma la energía eléctrica en luminosa o luz, los radiadores en calor, los motores en movimiento, etc.  Elementos de mando o control : permiten dirigir o cortar a voluntad el paso de la corriente eléctrica dentro del circuito. Tenemos interruptores, pulsadores, conmutadores, etc.  Elementos de protección : protegen los circuitos y a las personas cuando hay peligro o la corriente es muy elevada

25 5. Circuito eléctrico 25 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes. Veamos los símbolos de los elementos más comunes que se usan en los circuitos eléctricos

26 6. Medida de la corriente electrica 26 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes. INSTRUMENTOS DE MEDICION ELECTRICA Las mediciones eléctricas se realizan con aparatos especialmente diseñados según la naturaleza de la corriente; es decir, si es alterna, continua o pulsante. Los instrumentos se clasifican por los parámetros de voltaje, tensión e intensidad.

27 6. Medida de la corriente electrica 27 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes INSTRUMENTOS DE MEDICION ELECTRICA Un amperímetro en términos generales, es un simple galvanómetro se utiliza para medir la intensidad de las corrientes eléctricas. Un voltimetro es un instrumento de medición que permite conocer la diferencia de potencial o voltaje entre dos puntos en un circuito electrónico. La unidad de medida del voltaje es el voltio (V).voltio El ohmímetro es un instrumento de medición eléctrica, que es empleado para medir la resistencia de un material a la corriente Un multimetro, también de nominado tester, es un dispositivo eléctrico y portátil, que le permite a una persona medir distintas magnitudes eléctricas que forman parte de un circuito, como ser corrientes, potencias, resistencias, capacidades, entre otras.

28 7 TIPOS DE CORRIENTE 28 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes La corriente alterna es aquel tipo de corriente eléctrica que se caracteriza porque la magnitud y la dirección presentan una variación de tipo cíclico. En tanto, la manera en la cual este tipo de corriente oscilará es en forma senoidal, es decir, una curva que va subiendo y bajando continuamente. Gracias a esta forma de oscilación la corriente alterna logra transmitir la energía de manera más eficiente.corriente eléctrica energía

29 7 TIPOS DE CORRIENTE 29 MAQUINAS ELÉCTRICAS Cap. 1: La Electricidad y sus Componentes 1. Corriente continua : el flujo de la corriente eléctrica se da en un solo sentido. Desde un polo a otro. Generalmente se designa con las siglas DC, del inglés Direct Current. 2. Corriente alterna : el flujo eléctrico se da en dos sentidos, alternando uno y otro. Se suele designar con las siglas AC, del inglés Alternating Current. La mayoría de redes eléctricas actuales utilizan corriente alterna, mientras que las baterías, pilas y dinamos generan corriente continua.pilas

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31 NOTA: Para cambiar la imagen de esta diapositiva, seleccione la imagen y elimínela. Después, haga clic en el icono Imágenes del marcador de posición para insertar su propia imagen. PRACTICA N1 31 En una hoja hacer un mapa mental de la presentación