LA MÁQUINA DE VAPOR Y LA ELECTRICIDAD

MÁQUINA DE VAPOR

(JAMES WATT)

La máquina de vapor• Una máquina de vapor es un conjunto de

mecanismos por el cual se transforma en fuerza útil de trabajo la energía contenida en el vapor de agua.  Desde tiempos muy remotos se pensó en aprovechar la fuerza expansiva del vapor ideándose ingeniosos dispositivos que si bien carecían de aplicaciones prácticas, fueron en cambio la base de un invento que tanto ha influido en la civilización y en las costumbres.

• La máquina moderna de vapor posee substancialmente, dos partes: la térmica y la mecánica.  La primera tiene por objeto convertir el agua en vapor.  Consta de una o varias calderas y del hogar donde se dispone el combustible.  La parte mecánica la constituyen los cilindros y el juego de bielas y manivelas, que transforma el movimiento rectilíneo del émbolo en circular al hallarse acopladas excéntricamente a un volante o rueda.

El ciclo de trabajo se realiza en dos etapas:

Se genera vapor de agua en una caldera cerrada por calentamiento, lo cual produce la expansión del volumen de un cilindro empujando un pistón. Mediante un mecanismo de biela - manivela, el movimiento lineal alternativo del pistón del cilindro se transforma en un movimiento de rotación que acciona, por ejemplo, las ruedas de una locomotora o el rotor de un generador eléctrico. Una vez alcanzado el final de carrera el émbolo retorna a su posición inicial y expulsa el vapor de agua utilizando la energía cinética de un volante de inercia.

El vapor a presión se controla mediante una serie de válvulas de entrada y salida que regulan la renovación de la carga; es decir, los flujos del vapor hacia y desde el cilindro.

Sobre el inventor• Nacido en Greenock junto a la

ciudad de Glasgow. Su padre fue inventor naval, y contratista, su madre, Agnes Muirhead, provenía de una familia distinguida y poseía una buena educación. Su abuelo, Thomas Watt, fue profesor de matemáticas y magistrado de la baronía de Cartsburn.

• Su delicado estado de salud durante su infancia provocó que no asistiera al colegio con regularidad, siendo educado fundamentalmente por su madre, asistiendo posteriormente a la escuela de Gramática de Greenock. Demostró gran habilidad manual y aptitudes para las matemáticas. James Watt vivió y trabajó en Glasgow y Birmingham. Fue un miembro clave de la Sociedad Lunar. Muchos de sus escritos se conservan en la biblioteca Birmingham. Falleció el 25 de agosto de 1819 en Heathfield, en su casa situada en Handsworth, Inglaterra, a la edad de 83 años.

• James Watt

Sus logros • Watt inventó el movimiento paralelo para

convertir el movimiento circular a un movimiento casi rectilíneo, y el medidor de presión para medir la presión del vapor en el cilindro a lo largo de todo el ciclo de trabajo de la máquina. Ayudó sobremanera al desarrollo de la máquina de vapor, convirtiéndola, de un proyecto tecnológico, a una forma viable y económica de producir energía. Descubrió que la máquina de Newcomen estaba gastando casi tres cuartos de la energía del vapor en calentar el pistón y el cilindro y desarrolló una cámara de condensación separada que incrementó significativamente la eficiencia. Hasta el momento, ese fue uno de los mejores desarrollos de la historia.

• Watt se opuso al uso de vapor a alta presión, y hay quien le acusa de haber ralentizado el desarrollo de la máquina de vapor por otros ingenieros, hasta que sus patentes expiraron en el año 1800. Creó la unidad llamada caballo de potencia para comparar la salida de las diferentes máquinas de vapor. Todavía se utiliza, sobre todo en los vehículos.

ELECTRICIDAD

(SIN INVENTOR RECONOCIDO)

La electricidad • Es una de las principales formas de energía usadas

en el mundo actual. Sin ella no existiría la iluminación conveniente, ni comunicaciones de radio y televisión, ni servicios telefónicos, y las personas tendrían que prescindir de aparatos eléctricos que ya llegaron a constituir parte integral del hogar.

• Además, sin la electricidad el transporte no sería lo que es en la actualidad. De hecho, puede decirse que la electricidad se usa en todas partes.

• La electricidad es una manifestación de la materia, producida por el átomo y sus pequeñas partículas llamadas electrones y protones. Estas partículas son demasiado pequeñas para verlas, pero existen en todos los materiales.

HISTORIA DE LA ELECTRICIDAD

E “INVENTORES”

Tales de Mileto • Las propiedades eléctricas

de ciertos materiales ya eran conocidas por civilizaciones antiguas. En el año 600 AC, Tales de Mileto había comprobado que si se frotaba el ámbar, éste atraía hacia sí a objetos más livianos. Se creía que la electricidad residía en el objeto frotado. De ahí que el término "electricidad" provenga del vocablo griego "elektron", que significa ámbar.

William Gilbert

• En la época del renacimiento comenzaron los primeros estudios metodológicos, en los cuales la electricidad estuvo íntimamente relacionada con el magnetismo. El inglés William Gilbert comprobó que algunas sustancias se comportaban como el ámbar, y cuando eran frotadas atraían objetos livianos, mientras que otras no ejercían ninguna atracción. A las primeras, entre las que ubicó el vidrio, el azufre y la resina, las llamó "eléctricas", mientras que a las otras, como el cobre o la plata, "aneléctricas". 

Benjamín Franklin

• Benjamín Franklin fue quien postuló que la electricidad era un fluido y calificó a las sustancias en eléctricamente positivas y negativas de acuerdo con el exceso o defecto de ese fluido. Franklin confirmó también que el rayo era efecto de la conducción eléctrica, a través de un célebre experimento, en el cual la chispa bajaba desde una cometa remontada a gran altura hasta una llave que él tenía en la mano. 

• Hacia mediados del siglo XVIII se estableció la distinción entre materiales aislantes y conductores. Los aislantes eran aquellos a los que Gilbert había considerado "eléctricos", en tanto que los conductores eran los "aneléctricos". Esto permitió que se construyera el primer almacenador rudimentario: estaba formado por dos placas conductoras que tenían una lámina aislante entre ellas. Fue conocido como botella de Leyden, por la ciudad en que se lo inventó. 

Alessandro Volta Y Georg Simon

• A principios del siglo XIX, el conde Alessandro Volta construyó una pila galvánica. Colocó capas de cinc, papel y cobre, y descubrió que si se unía la base de cinc con la última capa de cobre, el resultado era una corriente eléctrica que fluía por el hilo de unión. Este sencillo aparato fue el prototipo de las pilas eléctricas, de los acumuladores y de toda corriente eléctrica producida hasta la aparición de la dínamo. Mientras tanto, Georg Simon Ohm sentó las bases del estudio de la circulación de las cargas eléctricas en el interior de materias conductoras.

Hans Oersted Y André Ampère

• En 1819, Hans Oersted descubrió que una aguja magnética colgada de un hilo se apartaba de su posición inicial cuando pasaba próxima a ella una corriente eléctrica y postuló que las corrientes eléctricas producían un efecto magnético. De esta simple observación salió la tecnología del telégrafo eléctrico. Sobre esta base, André Ampère dedujo que las corrientes eléctricas debían comportarse del mismo modo que los imanes. 

Michael Faraday y James Maxwell

• Esto llevó a Michael Faraday a suponer que una corriente que circulara cerca de un circuito induciría otra corriente en él. El resultado de su experimento fue que esto sólo sucedía al comenzar y cesar de fluir la corriente en el primer circuito. Sustituyó la corriente por un imán y encontró que su movimiento en la proximidad del circuito inducía en éste una corriente. De este modo pudo comprobar que el trabajo mecánico empleado en mover un imán podía transformarse en corriente eléctrica. Los experimentos de Faraday fueron expresados matemáticamente por James Maxwell, quien en 1873 presentó sus ecuaciones, que unificaban la descripción de los comportamientos eléctricos y magnéticos, y su desplazamiento, a través del espacio en forma de ondas. 

Thomas Alva Edison

• En 1878 Thomas Alva Edison comenzó los experimentos que terminarían, un año más tarde, con la invención de la lámpara eléctrica, que universalizaría el uso de la electricidad .

• Fue un empresario y un prolífico inventor estadounidense que patentó más de mil inventos (durante su vida adulta hacia un invento cada quince días) y contribuyó a darle, tanto a Estados Unidos como a Europa, los perfiles tecnológicos del mundo contemporáneo: las industrias eléctricas, un sistema telefónico viable, el fonógrafo, las películas, etc.

http://www.youtube.com/watch?v=I31z4aD0mws

http://www.youtube.com/watch?v=edHtSH_yb88

ALGUNOS VIDEOS INTERESANTES

ELABORADO POR:

DANIEL G.6ºB

GRACIAS POR VER ESTE TRABAJO

Y ESPERO QUE LES HAYA GUSTADO