Efecto Joule:
El efecto Joule es la transformación de nergía eléctrica en térmica.
Este fenómeno se produce en todos los conductores, aunque solo se pone en evidencia cuando la intensidad de corriente es muy alta. El efecto Joule es consecuencia de los choques de los electrones con lo átomos del material que forma el conductor. Estos choques aumentan la vibración de los átomos, lo que hace aumentar la temperatura.
La ley de Joule describe de forma cuantitativa el efecto Joule: el calor disipado en un conductor de resistencia R por el que circula una intensidad de corriente I durante un tiempo t está dado por la siguiente relación:
donde Q se expresa en julios, I en amperios, R en ohmios y t en segundos.
Por tanto, la potencia disipada en forma de calor en un conductor o en un elemento de un circuito es:
donde la potencia está expresada en vatios.
Algunos aparatos eléctricos, como los radiadores, las estufas o las placas vitrocerámicas, se diseñan para que se pueda aprovechar el calor disipado.
El efecto Joule se manifiesta también en las lámparas incandescentes, en las que el calor generado provoca temperaturas muy altas, dando lugar a la emisión de luz visible.
Electromagnetismo:
Cuando una corriente eléctrica circula por un conductor da lugar a un campo magnético. Es el fenómeno denominado inducción magnética. Este efecto de la corriente eléctrica se utiliza para fabricar aparatos eléctricos y electrónicos.
El elemento que se usa para aprovechar la inducción magnética en los dispositivos eléctricos es la bobina, que es un enrrollamiento de un conductor por el que se hace circular una corriente eléctrica.
Si se introduce un material ferromagnético, como el hierro o el acero, en el interior de la bobina se forma un electroimán.
El relé es un elemento electromagnético que funciona como un interruptor controlado por la electricidad. Está formado por un electroimán y unos contactos metálicos. Si no pasa corriente por la bobina, el contacto central permance en la posición 1. Cuando pasa corriente, el electroimán desplaza la armadura y el contacto central se une al contacro de la derecha ( posición 2).
Otra importante aplicación del elctromagnetismo es el motor eléctrico, que está formado por una parte fija, que es un imán o un electroimán, denominada estator y una parte móvil, el rotor, formado por un electroimán que puede girar en el interior del estator.
Generación de electricidad:
Los generadores de corriente eléctrica mantienen la tención eléctrica en los circuitos. Es decir, proporcionan a los electrones, la energía que necesitan para moverse por los conductores. Lo hacen tranformando diferentes tipos de energía en energía eléctrica.
Las pilas y baterías transforman la energía de las reacciones químicas en corriente eléctrica.
Los alternadores y las dinamos trasforman la energía mecánica en energía eléctrica.
GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD EN ALTERNADORES Y DINAMOS:
Los alternadores producen corriente eléctrica por inducción electromagnética.
Formado por:
- Una parte fija estator: formado por varios bobinados y una parte que gira en su interior.
- El rotor: consta de uno o varios imanes que giran dando lugar a un campo magnético variable que induce una corriente en los bobinados del estator.
La corriente alterna es la corriente generada en el bobinado de un generador que cambia de valor y de sentido de forma periódica.
La corriente generada por las pilas y baterías se denomina corriente continua.
Una dinamo también produce cirriente continua. Aunque funciona básicamente como un alternador, se coloca un dispositivo llamado colector a la salida del inducido que permite el flujo continuo de corriente.
Generación y transporte de energía eléctrica:
En las centrales eléctricas se produce corriente alterna. En todas ellas existe una fuente de energía primaria que se transforma en energía mecánica del rotor del generador mediante una turbina.
La turbina tiene un eje solidario con una eje del rotor. la caída del agua, la fuerza del viento o el vapor a presión provovan el giro de la turbina, que a su vez lo transmite al rotor.
Según el mecanismo que acciona la turbina, hay tres tipos de centrales eléctrica: hidáulicas, térmicas y eólicas. En las primeras el movimiento del agua mueve la turbina. En las centrales térmicas se calienta agua hasta producir vapor a presión, el cual mueve la tubina. En las centrales eólicas el viento empuja las aspas del aerogenerador.
La corriente alterna presenta una gran ventaja para el trasporte de la energía eléctrica, ya que permite aplicar grandes voltajes y reducir así las pérdidas por efecto Joule.
La corriente que se genera en las centrales eléctricas tiene un voltaje de unos 20 kV y se trasporta a bvoltajes entre 200 y 400 kV en las líneas de alta tensión. Para aumentar el voltaje de salida del generador se utilizan los trasformadores. El voltaje de las líneas de alta tensión se reduce sucesivamente en las subestaciones de trasformación, de modo que alcanza los 220V en las viviendas y 380 kV en la industria.
Para más información:
Electromagnetismo: aquí encontrarás información sobre que es el electromagnetismo, su historia, electrostática, magnetostática, electrodinámica clásica, y cada una de las fórmulas que corresponden.
Generación eléctrica: aquí encontrarás más información sobre como se crea la electricidad a partir de centrales... encontrarás también todo tipo de centrales, para qe se utilizan los alternadores, etc...
Generación y transporte de energía eléctrica: aquí encontrarás más información sobre la red de energía eléctrica, una breve introducción que nos dara información sobre como se trasporta la energía, fallos de sistemas, regulación del voltaje, la energía que se pierde, que es la electricidad y como se genera, y una pequeña conclusión.
