Clase 9 Electricidad III potencia y energía eléctrica.ppt

7/17/2019 Clase 9 Electricidad III potencia y energía eléctrica.ppt

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P P T C A N C B F S A 0 3 0 1 8 V 3

Clase

Electricidad III: potencia yenergía elctrica



Resumen de la clase anterior

CIRCUITOSELÉCTRICOS

1 2 3

1 2 3

1 2 3

total

total

total

R R R R

i i i i

V V V V

= + +

= = =

= + +

1 2 3

1 2 3

1 2 3

1 1 1 1

total

total

total

R R R R

i i i i

V V V V

= + +

= + +

= = =

Pueden ser

ParaleloSerie Mixto

TransformanSe rigen

por laLey deOhm

V

R cte.i= =

Energa el!"tri"a

en

Otros tipos de energa



Aprendizajes esperados

# Re"ono"er los diferentes tipos de genera"i$n de energa el!"tri"a%

# &pli"ar los "on"eptos de energa y poten"ia el!"tri"a en la solu"i$n depro'lemas%

# Comprender el efe"to (oule%

# Re"ono"er la Ley de (oule%

# Re"ono"er la rela"i$n )ue se presenta en algunos materiales entre

resisten"ia el!"tri"a y temperatura%



Pregunta oficial PSU

Fuente : DEMRE - U. DE CHILE , proceso de admisión

2008.

Es "orre"to afirmar )ue en una "entral hidroel!"tri"a los generadores

&* transfieren energa t!rmi"a desde el agua a los "a'les del tendido el!"tri"o%

+* "anali,an la energa )umi"a disponi'le en el agua por los "a'les del tendidoel!"tri"o%

C* "rean energa el!"tri"a mediante la frota"i$n )ue se produ"e "on el agua%

-* extraen la energa el!"tri"a del agua y la entregan al sistema de distri'u"i$n%E* transforman energa me".ni"a del agua en energa el!"tri"a%



/% 0enera"i$n de energa el!"tri"a

1% Poten"ia y energa el!"tri"a

2% Ley de (oule

3% Resisten"ia el!"tri"a y

temperatura



La generación de energía eléctrica "onsiste en transformar otros tipos de energía en energía eléctrica% Las "entrales de genera"i$n4 o "entrales el!"tri"as4 son instala"ionesespe"ialmente dise5adas para ese prop$sito4 y pueden ser de diferentes tipos6

1. Generación de energía eléctrica

1.1 Centrales eléctricas

Centrales hidroel!"tri"as &pro7e"han la energía del moimiento de una"orriente de agua 8natural o artifi"ial*4 paratransformarla en energa el!"tri"a%

La energía6 Podemos de"ir )ue es lo )ue nos permite reali,ar una a"ti7idad4 oe9e"utar un tra'a9o% Puede ser de distintos tipos "omo6 energa del mo7imiento4energa )umi"a4 energa "al$ri"a4 energa el!"tri"a4 et"%Por e9emplo4 la energa el!"tri"a permite )ue un motor pueda girar4 o )ue unal.mpara pueda iluminar un lugar%

0eneralmente se mide en la unidad :9oule; < :(;4 pertene"iente al S%I%





Centrales foto7oltai"asUtili,an el efecto fotoeléctrico para produ"irenergía eléctrica4 es de"ir4 apro7e"hanla propiedad )ue tienen algunos materiales degenerar una "orriente el!"tri"a "uando in"ideso're ellos la lu, del sol%

Centrales termoel!"tri"asEn estas "entrales se )uema "om'usti'le f$sil8"ar'$n4 petr$leo o gas* para e7aporar agua% El 7apora alta presi$n es utili,ado para mo7er las aspas de ungenerador el!"tri"o 8tal "omo se mue7e un remolinode papel al ser soplado*4 el "ual produ"ir. ele"tri"idad%

Centrales e$li"asUtili,an la energía del moimiento del iento paramo7er las aspas de un aerogenerador4transform.ndola en energa el!"tri"a%





Centrales mareomotri"esUtili,an la energa de las mareas para transformarla enele"tri"idad% Por e9emplo4 re"ogen el agua en undep$sito durante la marea alta y la li'eran en la marea'a9a4 a""ionando las aspas de un generador%

Se re"oge el agua en un "ontenedoren marea alta%

Se li'era el aguaal mar durante lamarea 'a9a%

El flu9o de agua

mue7e un generador%

Ele"tri"idad

Centrales termosolaresSon "entrales termoel!"tri"as )ue o'tienen el "alor 8para "alentar el agua y produ"ir

7apor* de la lu, del sol%





Centrales geot!rmi"asUtili,an dep$sitos su'terr.neos naturalesde 7apor o agua "aliente a alta presi$n4)ue al salir a la superfi"ie ha"en rotar lasaspas de un generador%

Centrales termonu"learesEs otro tipo de central termoeléctrica4 donde el calor es o'tenido mediante la fisión

nuclear del uranio u otro "om'usti'le nu"lear%Produ"en residuos radia"ti7os altamente t$xi"os%



Re"ordemos )ue en un circuito eléctrico los artefactos )ue se en"uentran"one"tados4 o "onsumos4 transforman la energía eléctrica en alg!n otrotipo de energía% Por e9emplo4 en un motor4 la energa el!"tri"a se transformaen energa me".ni"a= en una l.mpara4 la energa se transforma de el!"tri"a alumni"a%

". Potencia # energía eléctrica

".1 $ransformación de energía eléctrica



Se define "omo la rapidez con la %ue un consumo transforma energíaeléctrica en alg>n otro tipo de energa= expresa la energía eléctricatransformada por unidad de tiempo.

"." Potencia eléctrica

22

V

P V i i R R

= × = = ×

Por Ley de Ohm:


P V i= ×

Se "al"ula "omo

[ ] joule

watt segundo

=

ergio

segundo

Sus unidades son

S%I%6

C%0%S%6



2% Un fo"o in"andes"ente "om>n presenta las siguientes espe"ifi"a"iones622? :@;4 11? :A;% Si el fo"o est. "one"tado al 7olta9e "orre"to4 la "orriente )ue pasa

por su filamento es6

&* ?4B :&;+* /4? :&;C* /4B :&;-* 14? :&;E* 14B :&;

C &pli"a"i$nEjercicio 3 gua E!ectricidad """: potencia y energa e!#ctrica

&jercicios



Energa el!"tri"a "onsumidaEs la "antidad de energía transformada o disipadaD por un artefa"toel!"tri"o4 en un determinado tiempo% Se puede "al"ular "omo

".' &nergía eléctrica

E P t = ×


Sus unidades son

S%I%6 :att F segundo;

Tam'i!n suele medirse en :Giloatt F hora;4aun)ue esta unidad no pertene"e al S%I% nial C%0%S%



3% Respe"to a las espe"ifi"a"iones del fo"o in"andes"ente entregadas en lapregunta 24 H"u.l es la energa el!"tri"a "onsumida4 si el fo"o permane"i$

en"endido 2? minutos

&* ?4B :att F hora;+* //?4? :att F hora;C* /JB4? :att F hora;-* 22?4? :att F hora;E* /21?4? :att F hora;

C &pli"a"i$nEjercicio $ gua E!ectricidad """: potencia y energa e!#ctrica

&jercicios



Cuando "ir"ula una corriente eléctrica a tra7!s de un material4 parte de laenerga )ue transportan las "argas se transforma( ine7ita'lemente4 en calor %Este fen$meno es llamado efecto )ouleD4 en honor a (ames Pres"ott (oule4el fsi"o ingl!s )ue lo des"u'ri$ en /K3?%

'. *e# de )oule

'.1 &l efecto )oule

)ames P. )oule



Experimentalmente se "ompro'$ )ue la "antidad de energa el!"tri"a )ue setransforma en "alor por efecto )oule depende de la intensidad de lacorriente )ue "ir"ula y de la resistencia eléctrica del material%

La "antidad de energa por unidad de tiempo )ue se disipa "omo "alor puede"al"ularse mediante la *e# de )oule= esta expresa )ue6

Se mide en unidades de poten"ia4 es de"ir6

S%I%6

C%0%S%6

'. *e# de )oule

'." *e# de )oule

2 P i R= ×

[ ] joule

watt segundo

=

ergio

segundo



El efecto )oule es apro7e"hado para lageneración de calor( "omo por e9emplo4 enuna plan"ha o en situa"iones en las "uales4 atra7!s de altas temperaturas4 se produ"en otrosefe"tos4 "omo la in"andes"en"ia= este es el"aso de la genera"i$n de lu, en una ampolletain"andes"ente%

'. *e# de )oule

'.' Aplicaciones

%esistencia

e!#ctrica

%esistencia

e!#ctrica

El fusi'leUna de las prin"ipales apli"a"iones del efe"to(oule tiene rela"i$n "on la prote""i$n de

"ir"uitos el!"tri"os% Esto se logra mediante undispositi7o llamado fusi+le%

El fusi'le interrumpeD la "orriente el!"tri"a enun "ir"uito "uando4 por alguna falla4 el 7alor desu intensidad traspasa "iertos lmites%

Protector termomagn#tico

&Fusi'!e actua!, uti!i(ado en

circuitos domici!iarios )

Fusi'!e )uemado



%

En el "ir"uito de la figura el fusi'le de prote""i$n es de 2?:&;% Las "orrientes)ue pasan por los aparatos son

o"os6 1 :&; "ada uno% -u"ha6 1B :&; Refrigerador6 14B :&;

Es "orre"to afirmar )ue

I* a medida )ue aumenta el n>mero de aparatos "one"tados a

la instala"i$n la resisten"ia total del "ir"uito disminuye% II* el fusi'le se )uema si se "one"tan todos los aparatos

simult.neamente%III* el fusi'le no se )uema si se "one"ta la du"ha y uno de los fo"os%

&* Solo I+* Solo IIC* Solo III-* Solo I y IIE* I4 II y III &

&SEEjercicio * gua E!ectricidad """: potencia y energa e!#ctrica

&jercicios



/2%

Un fo"o in"andes"ente est. "one"tado a una toma de "orriente% Su filamentoest. in"andes"ente y los "a'les de "onexi$n permane"en fros4 por)ue

&* los "a'les tienen mayor resisten"ia )ue el filamento%+* los "a'les tienen menor resisten"ia )ue el filamento%C* los "a'les est.n re"u'iertos por un aislante%-* el filamento est. enrollado%E* la "orriente en el filamento es mayor )ue en los "a'les%

,Comprensi$n

Ejercicio +3 gua E!ectricidad """: potencia y energa e!#ctrica

&jercicios



La resisten"ia el!"tri"a de los materiales puede 7ariar "on la temperatura= pore9emplo4 en los metales4 la resisten"ia disminuye en la medida )ue disminuyesu temperatura%

-. Resistencia eléctrica # temperatura

-.1 ariación de la resistencia en los metales

Una apli"a"i$n de esto son los termoparesD o termo"uplasD4 )ue son lossensores de temperatura 8term$metros* m.s ampliamente utili,ados a ni7elindustrial= son "apa"es de medir amplios rangos de temperatura4 'as.ndoseen la 7aria"i$n de la resisten"ia el!"tri"a de los materiales "on los )ue est.nhe"hos4 a medida )ue su temperatura "am'ia%

- R i i lé i



Si se enfra lo sufi"iente un metal disminuir. su resisten"ia4 in"luso hastallegar a ha"erse "ero4 a temperaturas muy 'a9as% En estas "ondi"iones4 elmaterial es llamado super"ondu"torD%

Un superconductor es un material )ue no presenta resisten"ia al flu9o de"argas el!"tri"as por !l4 es de"ir4 es un material "uya resistencia eléctrica es

nula %

La temperatura a la )ue un material se 7uel7e un superconductor sedenomina temperatura de transición4 y 7ara de un material a otro%


-." Superconductores

er"urio

3 :N; < 1J:Q C;lomo

:N; < 1JJ:Q C;

io'io

:N; < 1J3:Q C;

- R i t i lé t i t t



El efe"to MeissnerO"hsenfeldEn /224 @alter Meissner y Ro'ert O"hsenfeld des"u'rieron )ue "uando unmaterial se transforma'a en un super"ondu"tor repela todo "ampo magn!ti"oexterno 8se transforma'a en un "uerpo diamagn!ti"o perfe"to*%

Esta "ara"tersti"a permite4 entre mu"has otras "osas4 la espe"ta"ular

leitación de imanes so+re superconductoresD%


-.' Un ejemplo/ &l efecto 0eissner

P t fi i l PSU



Pregunta oficial PSU

Fuente : DEMRE - U. DE CHILE , proceso de admisión

2008.

Es "orre"to afirmar )ue en una "entral hidroel!"tri"a los generadores

&* transfieren energa t!rmi"a desde el agua a los "a'les del tendido el!"tri"o%

+* "anali,an la energa )umi"a disponi'le en el agua por los "a'les del tendidoel!"tri"o%

C* "rean energa el!"tri"a mediante la frota"i$n )ue se produ"e "on el agua%

-* extraen la energa el!"tri"a del agua y la entregan al sistema de distri'u"i$n%

E* transforman energa me".ni"a del agua en energa el!"tri"a%

&Re"ono"imiento

$ +l d ió



$a+la de corrección

tem Alternatia Unidad tem2tica 3a+ilidad

/ - La ele"tri"idad Re"ono"imiento

1 - La ele"tri"idad Re"ono"imiento

2 C La ele"tri"idad &pli"a"i$n

3 C La ele"tri"idad &pli"a"i$n

B - La ele"tri"idad &SE

J E La ele"tri"idad &SE

E La ele"tri"idad &SE

K C La ele"tri"idad &pli"a"i$n

- La ele"tri"idad &pli"a"i$n/? - La ele"tri"idad Comprensi$n

// - La ele"tri"idad &SE

/1 C La ele"tri"idad &SE

$ +l d ió



$a+la de corrección

tem Alternatia Unidad tem2tica 3a+ilidad

/2 + La ele"tri"idad Comprensi$n

/3 + La ele"tri"idad &pli"a"i$n

/B & La ele"tri"idad &pli"a"i$n

/J - La ele"tri"idad &pli"a"i$n

/ & La ele"tri"idad &pli"a"i$n

/K & La ele"tri"idad &pli"a"i$n

/ C La ele"tri"idad &pli"a"i$n

1? - La ele"tri"idad &pli"a"i$n

1/ - La ele"tri"idad Comprensi$n11 + La ele"tri"idad &SE

12 + La ele"tri"idad Re"ono"imiento

13 E La ele"tri"idad &SE

1B E La ele"tri"idad Re"ono"imiento

Sí t i d l l



Síntesis de la clase

EER0&

ELÉCTRIC&

La rapide, "on )ue

se transforma es la

Poten"iael!"tri"a

ue se expresa"omo

= × P V i

Se disipa "omo"alor de'ido al

Efe"to (oule

Se "al"ula"omo

2= × P i R

Se genera

en

Centrales

el!"tri"as

Por medio de una

Transforma"i$n

de energa ue dependede la

Resisten"iael!"tri"a

Si se ha"e nula elmaterial es un

Super"ondu"tor

ue puede7ariar "on la

Temperatura

Intensidadde "orriente

2V

P

R

=



Para isualizar estePP$ de la clase 4 en la

intranet( utiliza lasiguiente claePP$CA5C,6SA7'718

P t ó i l



Prepara tu pró9ima clase

En la pr$xima sesi$n estudiaremos

&lectricidad :/ el magnetismo



Propiedad Intelect!al Cpec" #$A: 18%&1&

ESTE 'ATE#IA( SE ENC)ENT#A P#*TE+I$* P*# E( #E+IST#* $E

P#*PIE$A$ INTE(ECT)A(,

&%uipo &ditorial ;rea Ciencias/ 6ísica

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