1. LA ELECTRICIDAD

Luis Salinas San Martin

10 de Marzo de 2015

La Paz - Bolivia

Diplomado en Energías Renovables

1.1 GENERALIDADES.

• La Electricidad es una de las formas de energía mas utilizadas por el ser humano.

• Sin la Electricidad nuestra sociedad colapsaría y sufriría un retroceso en su desarrollo.

• Vivimos en sociedad y en un mundo muy dependientes de la electricidad.

1.2 LA CARGA ELÉCTRICA • El átomo está constituido por

tres tipos de partículas: Los electrones, que tiene carga

negativa, son los responsables de los fenómenos eléctricos.

Los Protones, que tienen carga positiva.

Los Neutrones, que no tienen carga.

• La Materia tiene carga neutra, ya que existe un equilibrio entre el número de electrones y protones que contiene.

• Electricidad Estática: Es posible conseguir un movimiento de cargas (electrones o protones) entre materiales, lo cual implica la generación de electricidad estática.

• Se puede experimentar la electricidad estática al frotar un globo inflado contra nuestro cabello. Al pasarlo por encima de la cabeza algunos electrones se desprenden de los átomos de una de las dos superficies y son atraídos por la otra superficie.

• Esto causa que los cabellos se queden pegados al globo, pues ambas superficies se atraen por tener carga opuesta. Las cargas se equilibran por la acción de una chispa a través de la cual fluyen los electrones hacia la superficie con carga positiva

1.3 Materiales y Conducción de Electricidad.

• El movimiento de cargas dentro de los materiales depende de su capacidad de conducción de electricidad.

• La capacidad de conducción de electricidad de un material depende de su estructura atómica:

a) Materiales Conductores:

b) Materiales Aislantes:

c) Materiales Semiconductores:

• La capacidad de conducción de electricidad de los distintos materiales, define sus usos en la industria eléctrica.

1.4 Corriente Eléctrica.• Se denomina corriente eléctrica al desplazamiento

continuo y ordenado de electrones a lo largo de un cuerpo.

• La Intensidad de corriente, es la cantidad de carga que circula en la unidad de tiempo a través de un área. Se designa por la letra I, se mide en Amperios (A).

1.5 Diferencia de Potencial.• El voltaje o diferencia de potencial es la presión que

ejerce una fuente de suministro de energía o fuerza electromotriz (FEM) sobre las cargas eléctricas, para que se establezca el flujo de corriente eléctrica.

• La resistencia de un conductor depende de:

a) Geometría: Área (A) y longitud (L)

b) Resistividad: Propiedad de poner resistencia al flujo eléctrico.

1.6 Resistencia Eléctrica.

1.7 Tipos de Corriente Eléctrica

• Un circuito eléctrico es un camino cerrado por el que circulan electrones. Este camino está formado por un conjunto de elementos conectados mediante cables.

1.8 Circuito Eléctrico

Generación Carga

Línea

• El circuito eléctrico está presente en todos aquellos elementos que dependan de la electricidad para funcionar, por lo cual se puede establecer que gran parte de los objetos que utilizamos hoy en día poseen algún tipo de circuito eléctrico internamente.

• Los circuitos eléctricos pueden dividirse en los siguientes grupos:

a) Según la conexión de sus elementos:

b) Según la topología del circuito:

Circuito Monofásico

Circuito Trifásico

• En el caso de corriente AC, el voltaje y la corriente de cada fase (circuito) de un circuito trifásico se encuentran desfasados en el tiempo.

1.9 Ley de Ohm• La corriente que circula por un conductor es

proporcional al voltaje suministrado e inversamente proporcional a la resistencia del conductor.

1.10 Leyes de Kirchoff

La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma…!

• La potencia es la rapidez con la que un aparato eléctrico transforma o consume la energía eléctrica. La unidad para medir la potencia es el Watt [W]. Se determina con la siguiente expresión:

1.11 Potencia y Energía Eléctrica

• Es la energía que consume en un tiempo determinado, un aparato eléctrico cualquiera por el que circula un corriente ‘I’ y cuyo voltaje es ‘V’. La unidad de medida de la energía eléctrica es el [W-hora]. Se determina con la siguiente expresión:

E = V · I · t [Wh]

P = V · I [W]

• La Potencia es un valor instantáneo, mientras que la Energía es un valor en un periodo de tiempo dado.

1.12 Fenómenos Eléctricos• Toda corriente I que circula por

un conductor genera un campo magnético B alrededor del mismo

• Dos corrientes I1 e I2 paralelas del mismo sentido se atraen con una fuerza F directamente proporcional a dichas corrientes e inversamente proporcional a la distancia que los separa y viceversa.

• Se un núcleo ferromagnético en el que han sido arrollados dos circuitos eléctricos. Al alimentar el bobinado primario con Vp e Ipu, se induce una fuerza magnetomotriz Ф1 que causa que se establezca Vs e Is en el circuito secundario.

• Si se coloca una espira en un campo magnético B y se hace pasar una corriente I a través de ella, el nuevo campo interactua con B y ejerce una fuerza F sobre los lados de la espira, que generan un momento τ que hace rotar rotar la espira.

• Cuando se hace girar un espira con un torque τ sometida a un campo magnético B , se índice una corriente I en la espira que puede alimentar una carga eléctrica.

La Energía Mecánica se transforma en Energía Eléctrica…!!

1.13 La Industria Eléctrica• La industria de la energía eléctrica proporciona

la producción y distribución de energía eléctrica, conocida como potencia eléctrica, en cantidades suficientes para las áreas que necesitan la electricidad a través de una red.

• La industria de la energía eléctrica se suele dividir en cuatro procesos:

a) Generación : A través de un generador.b) Transporte: Mediante una red en Alta Tensión.c) Distribución: Mediante una redes en Media y Baja Tensión.d) Comercialización: Venta de electricidad al consumidor final.

• La industria eléctrica se fundamenta en los activos eléctricos que se requieren para suministrar con energía eléctrica a los consumidores finales.

• Objetivo: Suministrar con energía eléctrica a todo aquel consumidor que así lo solicite, de forma eficiente en el uso de los recursos, continua, segura y confiable, respectando ciertos estándares de calidad y además al mínimo costo y respetando el medio ambiente.

• Misión: Mejorar la calidad y las necesidades universales de los consumidores finales, para generar una vida mas placentera.

• Para entender la cadena de la industria eléctrica es necesario estudiarla por partes.

Muchas Gracias…!

LSSM