Todo sobre electricidad del automovilDescripción completa
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apuntes de elctricidad 1er añoDescripción completa
GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD ELECTRICIDAD 1. OBJETIVOS •
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Explicar y comparar las diversas formas de generación de tensión eléctrica Medir la tensión generada con un multímetro Diferenciar polaridad en tensión DC Diferenciar las señales DC de las señales AC Analizar cada uno de los procedimientos que tiene tiene la generación de la electricidad a seguridad es muy importante para ello se de!er" tomar las de!idas precauciones
2. INTRODUCCION En el la!oratorio denominado #E$E%AC&'$ DE EEC(%&C&DAD realizamos experiencias como como el uso del multímetro) termocupla) fotoceldas) im"n !o!inas) !atería para poder medir la tensión eléctrica mediante * tipos de generación de electricidad como por acción térmica) el efecto fotoeléctrico tensión magnética y procesos químicos+ ,or medio del multímetro podremos determinar cuanta tensión eléctrica puede generar cada tipo de generación+ Este la!oratorio esta supervisado por el docente del "rea de electricidad teniendo en cuenta la aplicación de las normas de seguridad para un óptimo desarrollo del la!oratorio+
3. BASE TEORICA
a generación de energía eléctrica consiste en tr ansformar alguna clase de energía química) mec"nica) térmica o luminosa) entre otras) en energía eléctrica+ Cada "tomo tiene sus protones y electrones) estando los electrones distri!uidos en diferentes capas y girando alrededor del n-cleo de dic.o "tomo
/i por alguna razón cierta cantidad de electrones citados se traslada de "tomo en "tomo a lo largo d un cuerpo) se genera lo que conocemos como CORRIENTE ELECTRICA.
#eneración de tensión eléctrica+ • • •
a tensión eléctrica se origina por separación de cargas a tensión eléctrica es la tendencia de las cargas a compensarse a unidad de la magnitud tensión eléctrica es el voltio012
Tensión eléctic! El volta3e es una magnitud física) con la cual podemos cuantificar o 4medir5 la diferencia de potencial eléctrico o la tensión eléctrica entre dos puntos+
6nidades de tensión eléctrica
3. "ANERAS DE OBTENER TENSIÓN ELECTRICA
Tensión #$ %$t!&ient$ Al frotar materiales pl"sticos se o!tiene un desequili!rio de cargas
Tensión #$ in'(cción &!)nétic! Le* 'e +!!'!*, Esta indica que la diferencia de cargas se o!tienen al mover una !o!ina en un campo magnético o al mover un im"n en una !o!ina fi3a+ Este principio se aplica por e3emplo en los generadores de las centrales eléctricas+ a dinamo de una !icicleta y los micrófonos din"micos+
Tensión #$ t!cción $ #esión en cist!les Al variar la presión o la tracción aparece una diferencia de cargas entre las superficies de determinados cristales 0por e3emplo) cuarzo2 El valor de la diferencia de cargas depende de la intensidad del esfuerzo exterior+
Tensión #$ c!l$ Al calentar el punto de contacto de dos metales diferentes aparece una pequeña tensión 0algunos milivolt2 El valor de la tensión depende de la
temperatura+ temperatura+
Este fenómeno se utiliza para efectuar medidas de
Tensión #$ l(Cuando la luz incide so!re determinados materiales 0silicio) germanio2 provoca una separación de cargas+ Este fenómeno se utiliza) por e3emplo en los fotómetros y para la o!tención de tensión en los satélites artificiales+
Tensión #$ #$ces$s (/&ic$s
Cuando se sumergen dos conductores diferentes en un líquido conductor tam!ién se produce una separación de cargas) fenómeno que se utiliza en todas las fuentes de tensión electroquímicas+
0. LISTA DE "ATERIALES UTILIADOS • • • • • • •
(ermocuplas 7otoceldas 8o!ina e imanes 8atería electrolítica Multimteros Cautil eléctrico Ca!les de conexion
. ROCEDI"IENTOS
5.1 Generación de tensión por calor En la siguiente experiencia de la!oratorio consiste en construir una curva de la característica temperatura 9 volta3e) de la unión caliente del elemento temocupla
.1.1 #$ce'i&ient$ •
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&nstalamos correctamente el sistema de los multímetros con los ca!les correspondientes para asi poder medir temperatura y volta3e al mismo tiempo Aproximamos el cautil eléctrico al extremo de la termocupla %egistramos en la siguiente ta!la los volta3es o!tenidos en el extremo del termopar+ %egistramos en la ta!la los volta3es o!tenidos en los extremos del termopar para un rango de temperatura entre :;
.1.3 e)(nt!s+ a2 >En qué parte del termopar se genera el volta3e? @/e genera en el punto de unión de los metales de la termocupla !2 >Cu"l es la relación entre volta3e y temperatura? @Es directamente proporcional) es decir a mayor temperatura mayor volta3e+
.1.0 c$&ent!i$ #es$n!l Como podemos o!servar y experimentar la generación de electricidad por calor es una manera muy !uena de o!tenerla porque tenemos una fuente intermina!le de calor so!re todo en nuestra región) podría ser via!le esta forma de generación eléctrica con un !uen estudio) .aciendo ingeniera y finalmente aplic"ndola+
5.2 Generación de tensión por luz En este experimento de la!oratorio consiste en .acer incidir la luz solar so!re la fotocelda) los fotones de la luz solar interaccionan con los electrones disponi!les e incrementan su nivel de energía+
.2.1 $ce'i&ient$ •
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Montamos el circuito conectando el multímetro con la fotocelda gracias a unos ca!les extras seg-n lo requerimos Evitamos de3ar pasar la luz a la fotocelda cu!riéndolo con alg-n material y anotamos los resultados A continuación procedemos de igual manera solo que a.ora vamos .acia afuera del la!oratorio para poner la fotocelda que capte la luz solar) nuevamente anotamos los resultados %egistramos los resultados en la siguiente ta!la a continuación
.2.2 e)(nt!s ! 'es!$ll!
a2 >ué demuestra este experimento? Este experimento demuestra que el volta3e en función de l a luz es directamente proporcional es decir a mayor luminosidad) mayor tensión eléctrica+
!2 1aríe la intensidad de la incidencia de luz+ >ué ocurre? Al variar la intensidad de luminosidad tam!ién varía el tensión eléctrica tanto asi que cuando no .ay ninguna incidencia de luz produce B volta3e+
5.3 Generación de tensión por inducción a!n"tica
Cuando movemos un im"n permanente por el interior de una !o!ina solenoide formado por un enrollado de alam!re de co!re con n-cleo de aire) el campo magnético del im"n provoca en las espiras del alam!re la aparición de una fuerza electromotriz 4+E"5 o flu3o de corriente de electrones+ Este fenómeno se conoce como 4inducción magnética5+
.3.1 $ce'i&ient$ • • • •
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acemos la conexión correspondiente para este caso en particular Colocamos el selector del multímetro en milivoltios para tensión continua &nsertamos la !o!ina en los conectores del multímetro correctamente A continuación sometemos la !o!ina a la acción del im"n ale3ando y aproximando el im"n al n-cleo del .ierro de la !o!ina Anotamos los resultados+
.3.2 #e)(nt!s a2 >ué o!serva en la experiencia? '!servamos que cuando el im"n se acerca en reposo no da volta3e alguno en cam!io cuando .ay movimiento se genera tensión eléctrica que es medido por el multímetro !2 Mantenga el im"n en reposo muy próximo a la !o!ina >ué ocurre? El volta3e medio es B) es decir no da indica ninguna variación de tensión c2 Cam!ie la polaridad del im"n+ >ué ocurre? o que podemos o!servar y analizar es que cuando se cam!ia la polaridad del im"n resulta en valores negativos en el multímetro
.3.3 C$&ent!i$ #es$n!l Es una forma muy interesante de o!tener tensión por efecto del im"n en movimiento sin em!argo la tensión que se genera es muy poca y no siempre el multímetro capta esta señal) asi que a nivel de la!oratorio es muy poco percepti!le+
5.# Generación de tensión por procesos $u%icos Electricidad por medios químicos) se encuentran las pilas y !aterías que son dispositivos que generan energía como resultado de una reacción química) denominada reacción de óxido reducción+ Este tipo de reacción se caracteriza por la transferencia de electrones entre las sustancias que participan en la reacción+
.0.1 $ce'i&ient$ •
acemos la conexión correspondiente para este caso en particular
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Colocamos el selector del multímetro en milivoltios para tensión continua
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acemos la conexión entre el multímetro y la !atería por medio de ca!les conectores en la polaridad correcta Anotamos los resultados+ 6+B=1
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&nvertimos la polaridad de las puntas de prue!a del multímetro y medimos nuevamente Anotamos los resultados+ 6 @+B=1
.0.2 e)(nt! Explique qué es lo que ocurre en el experimento @Al cam!iar la polaridad) cam!ia el signo que nos indica en el multímetro con respecto al volta3e+
.0.3 C$&ent!i$ #es$n!l En este tipo de experimento puedo verificar concretamente cuando se cam!ia la polaridad cam!ia el signo que nos indica el multímetro) es un tipo de generación para poder o!servarlo y analizarlo) mas no me parece una forma via!le de generación ya que no sería via!le .acerlo a gran escala+
6. CONCLUSIONES 7 OBSERVACIONES •
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a energía calorífica se puede usar en forma directa para producir electricidad como en un (E%M',A%+ Dos metales distintos conectados en un extremo -nicamente) producen una diferencia de potencial en los extremos de los metales cuando la unión de los mismos se calienta+ Esta potencial es el resultado de la capacidad de producción de electrones li!res en cada uno de los metales+ os electrones li!res via3an de un metal a otro y tienden a concentrarse en uno de ellos m"s que en el otro+ El volta3e o!tenido de esta forma) es pequeño y se usa con circuitos electrónicos en aplicaciones de control de procesos+
a energía de la luz se usa con 7'('CEDA/ y ciertos semiconductores para generar volta3es+ 6na célula fotoeléctrica) tam!ién llamada celda) fotocélula o célula fotovoltaica) es un dispositivo electrónico que permite transformar la energía lumínica 0fotones2 en energía eléctrica 0flu3o de electrones li!res2 mediante el efecto fotoeléctrico) generando así tensión eléctrica+ Compuesto de un material que presenta efecto fotoeléctricoF a!sor!en fotones de luz y emiten electrones+ Cuando estos electrones li!res son capturados) el resultado es una corriente eléctrica que puede ser utilizada como electricidad+
a inducción magnética es el proceso mediante el cual campos magnéticos generan campos eléctricos+ Al generarse un campo eléctrico en un material conductor) los portadores de carga se ver"n sometidos a una fuerza y se inducir" una corriente eléctrica en el conductor) en este caso la !o!ina+ ,ara empezar con este principio) de!en existir tres condiciones fundamentales para producir volta3e a partir de magnetismo y que sonF G+@ De!e .a!er un conductor en el cual el volta3e se produzca+ :+@ De!e .a!er un campo magnético) cerca del conductor+ *+@ De!e .a!er un movimiento relativo entre el conductor y el campo magnético+
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as !aterías y celdas com!usti!les son un e3emplo de uso de la energía química para producir volta3e en corriente continua+ a unidad !"sica de una !atería es una celda+ a !atería como com-nmente se le llama es un elemento acumulador de energía que la reci!e en forma eléctrica y la almacena en forma química) en el proceso de descarga se toma la energía de la !atería que es
transformada nuevamente en eléctrica y ser" la encargada de suministrarla a los consumidores eléctricos+
8. OINION ERSONAL SOBRE EL TE"A
A mi parecer la forma m"s adecuada de entre las que .emos analizado seria la o!tención de tensión eléctrica generado por energía luminosa) en principio porque es la m"s a!undante e inagota!le de nuestro planeta y como tal de!eríamos aprovec.arlo+ El /ol) fuente de vida y origen de las dem"s formas de energía que el .om!re .a utilizado desde los al!ores de la istoria) puede satisfacer todas nuestras necesidades) si aprendemos cómo aprovec.ar de forma racional la luz que continuamente derrama so!re el planeta+ Ha que Es una energía no contaminante En mi parecer en nuestra región podríamos dar el caso de instalar estos tres tipos de diferentes superficies) para generar tensión eléctrica por medio de fotoceldasF
Inst!l!ción en l$s te9!'$s 'e :i:ien'!s, /e pueden apoyar los módulos directamente en el tec.o si este es de te3as) si es una azotea se pueden poner previa instalación de un soporte
Inst!l!ción en )!n'es s(#e%icies,
/e utiliza grandes "reas li!res para instalar paneles solares) se pueden utilizar por e3emplo aparcamientos) campos de f-t!ol+
Inst!l!ción en )!n'es e'i%ici$s,
/e instalan por e3emplo en la fac.ada de los edificios 0que tengan una altura considera!le2 para aprovec.ar la radiación directa que reci!en estos y autoa!astecerse de energía eléctrica+ a energía solar es muy potente como energía alternativa) sin em!argo) desde un punto de vista de uso pr"ctico) se .a considerado necesario resolver los pro!lemas de que la densidad de energía de la energía solar es !a3a y el almacenamiento y transferencia de energía solar son difíciles+ Es por eso que de!eríamos enfocarnos en resolver estos inconvenientes poniendo todos los esfuerzos para solucionarlos
a energía solar es importante porque a través de la electricidad fotovoltaica) nos permite progresar materialmente) posi!ilitando la creación de nuevas alternativas de vida que apuesten por un mayor respeto al medio am!iente y que se orientan .acia la autosuficiencia+ &mpidiendo la contaminación producida por la quema de com!usti!les fósiles) el aumento del cam!io clim"tico) el efecto invernadero y que seamos consumidores dependientes de los países que poseen grandes reservas de petróleo+ a intensidad de energía solar aprovec.a!le en un punto determinado de la (ierra depende) de forma complicada pero predeci!le) del día del año) de la .ora y de la latitud+ Adem"s) la cantidad de energía solar que puede reci!ir un dispositivo receptor depende de la orientación+ H es por ello que en nuestra región ya que el sol nos !rinda su energía en la mayor parte del año sería la
forma m"s via!le) menos contaminante y de menor costo para nuestro consumo energético+
