Efecto Joule.
El efecto Joule es la transformación de energía 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 los 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 cual circula una intensidad de corriente I dutrante un tiempo t está dado por la siguiente relación:
donde E se expresa en julios, I en amperios, R en ohmios y t en segundos.
Por tanto, la potencia disparada en forma de calor en un conductor o en un elemento de un circuito es:
donde la potencia está expresada en vatios.
Algunos aparatos electrónicos, 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 incascendentes, 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 fenomeno 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 enrollamiento de un conductor por el quese hace circular una corriente eléctrica. Una bobina es mayor cuanto mayor sea la intensidad de corriente.
Se introduce un material ferromagnético, como el hierro o el acero, en el interior de la bobina se forma un electroimán. La fuerza del electroimán se puede variar cambiando la intensidad de corriente.
El relé es un elemento electromagnético que funciona como un interruptor controlado por la electricidad.
RELÉ SÍMBOLO.
Otra importante aplicación del electromagnetismo 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 tensión eléctrica en los circuitos. Es decir, proporcionan a los electrones la energía que necesitan para moverse por los conductores. Lo hacen transformando diferentes tipos de energía en energía eléctrica.
Las pilas y las baterías transforman la energía de las reacciones quiímicas en corriente eléctrica.
Los alternadores y las dinamos transforman la energía mecánica en energía eléctrica.
>> Generación de electricidad en alternadores y dinamos.
Un alternador está formado por una parte fija, el estator, formado por varios boinados y una parte que gira en su interior, el rotor.
La corriente que se produce en un alternador no es igual que la que se produce en una pila o una batería.
La corriente alterna es la corriente generada en el bobinado de un generadorque cambia de valor y de sentido de forma periódica.
El símbolo de un generador de corriente alterna es:
La corriente generada por las pilas y las baterias se denomina corriente continua.
Una dinamo también produce corriente 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 (caida de agua, viento, radiación solar..) que se transforma en energía mecánica del rotor del generador mediante una turbina.
La turbina tiene un eje solidario con el eje del rotor. La caida del agua, la fuerza del viento... provocan 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 eléctricas: hidráulicas, térmicas y eólicas. En las primeras el movimiento del agua mueve la turbina. En las centrales térmicas se calienta el agua hasta producir vapor a presión. En las centrales eólicas el viento empuja las aspas del generador.
La corriente alterna presenta una gran ventaja para el transporte de energía eléctrica, ya que permite aplicar grandes voltajes y reducir así las pérdidad por efecto Joule.
La corriente se genera en las centrales eléctricas tiene un voltaje de unos 20kV y se transporta a voltajes entre 200 y 400 kV en las líneas de alta tensión. Para aumentar el voltaje de salida del generador se utilizan los transformadores.
Central hidráulica. Central térmica.
Para más información:
Centrales eléctricas.
Es una página en la cual nos explica cuales son las principales fuentes de energía, los parques fotovoltacos, las pilas de combustible o bateria y los tipos de centrales eléctricas.
Aerogeneradores.
En esta página nos explica la obtencion de la energía en aerogeneradores y productores de agua, el desarollo de la energía eólica, partes de un sistema eólico, la energía en el viento, evolución a nivel mundial etc... .
Electromagnetismo.
En esta página nos explica qué es el magnetismo, origenes del magnetismo, campo magnetico creado por una corriente eléctrica, fuerza electromagnética, corriente de Foucalut etc... .
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