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La energía eléctrica
se transforma
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Objetivos
Reconocer que la energía eléctrica se utiliza cotidianamente en numerosos dispositivos.
Comprender cómo se transforma la energía eléctrica en:
Energía térmica.
Energía luminosa.
Energía mecánica.
Presentación
Hola a todos y a todas, me llamo Daniela
y me interesa aprender cómo se obtiene
la luz, el calor y el movimiento a partir de
la electricidad.
Y, como no soy egoísta, compartiré lo que
vaya aprendiendo con ustedes.
Preguntas previas
Confecciona una lista de objetos que transformen la energía eléctrica en otros tipos de energía.
Considerando los ejemplos del listado que hiciste, ¿cómo resumirías los tipos de energía que se obtienen con uso de la electricidad?
Se producen, básicamente, tres tipos de transformaciones de energía, y ellas son, de energía eléctrica a energía
térmica.
luminosa.
mecánica (movimiento).
¿Cómo se produce la energía eléctrica?
se produce por el movimiento de carga eléctrica en los conductores eléctricos. En donde la corriente eléctrica es una manifestación de su existencia.
Transformación de energía
eléctrica
Sr. Volta, como usted es el
creador de la primera pila,
quizás sepa en qué consiste la
transformación de la energía
eléctrica.
¿Me lo podría explicar, por
favor? Por supuesto Daniela.
La energía eléctrica, como todo tipo de
energía, puede transformarse en otros tipos
de energía.
Y, hasta donde yo sé, la energía eléctrica
puede transformarse en energía térmica,
luminosa y mecánica.
De éstas transformaciones pueden
obtenerse muchas aplicaciones que, con
seguridad, de eso sabes más que yo.
Alessandro Volta
Italiano
1745 - 1827
Transformación de energía
eléctrica
Entiendo que hoy se usa
mucho la energía
eléctrica. Incluso debe
haber gente que
depende tanto de la
electricidad, que cree
que sin energía eléctrica,
en el mundo no se
podría vivir.
Voy a averiguar lo básico
para comprender cómo
se transforma la energía
eléctrica, para ser
utilizada en los distintos
artefactos que hoy
usamos.
¿Por dónde empiezo?
¡Ya sé!, voy a partir por averiguar
sobre el paso de energía eléctrica a
térmica, luego a luminosa y, por
último, a mecánica
Transformación de la energía
eléctrica en energía térmica
¡Qué coincidencia,
justo se acerca el
señor Joule! A él le
pediré ayuda!
James P. Joule
Inglés, 1818 - 1889
Sr. Joule, en una estufa
eléctrica, ¿cómo se transforma
la energía eléctrica en energía
térmica?
Daniela, gracias por la pregunta. Tal como me
parece haberte escuchado, yo descubrí cómo la
energía eléctrica se transforma en energía
térmica. Te lo explico a continuación.
En clases supe que las estufas
producen energía térmica, y las
primeras que usaron electricidad se
aprovecharon del hecho de que
cuando circula corriente por un
conductor, éste se calienta. Y, también
supe que es un descubrimiento
realizado por un señor de apellido
Joule.
Transformación de la energía
eléctrica en energía térmica Mira niña curiosa, en el circuito que está
abajo, cuando lo cierras con el interruptor,
circula energía eléctrica por el conductor,
en forma de corriente eléctrica.
Hay conductores que se
calientan más que otros, con
ellos será posible construir
dispositivos para que la gente
se calefaccione en épocas
frías, que en el siglo XXI se
llamarán estufas eléctricas.
Y cuando circula corriente por el
conductor, este se calienta, por
la dificultad que tienen los
electrones para moverse en él.
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Usos de la energía térmica que
se obtiene con electricidad
Ahora entendí bien.
Y ahora me doy cuenta que además de las
estufas eléctricas, hay otros artefactos que
utilizan la misma idea, como los
calentadores de agua, los encendedores
de automóviles, y otros.
Me gustaría hacer una
lista larga de
dispositivos que
calientan usando
electricidad.
Quizás ustedes me
podrían ayudar. 1
Transformación de energía
eléctrica a energía luminosa
El dispositivo más conocido a que se refiere a éste tipo de transformación de energía, es la ampolleta.
La ampolleta, que también se llama lámpara incandescente, fue inventada por Joseph Swan,
en el año 1879.
Pero no solo son las ampolletas la que transforman
energía eléctrica en luminosa, también están los televisores, monitores de computadores, pantallas de celulares y muchos otros dispositivos.
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¿Me pueden
repetir el
nombre del
inventor de la
ampolleta?
Fue el inglés
Joseph
Swan, en
1879.
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El origen de la ampolleta
¡Qué extraño!, yo tenía entendido que el
inventor de la ampolleta había sido
Thomas Alba Edison, el mismo año:
1879.
Voy a averiguar más sobre esto.
Mmm, según wikipedia, uno de los sitios más confiables con
información de todo tipo, Swan es el inventor de la ampolleta más
estable en esa época.
Sin embargo, las primeras ideas surgen con la “bombilla”
incandescente, como la de Humprhy Davy y Warren de la Rue.
Incluso se menciona que la bombilla ya estaba registrada en 1855
por el alemán Goebel.
Edison, en todo caso, es el que más desarrolló la tecnología de la
ampolleta.
Tipos de ampolletas Hay tantos tipos de
ampolletas que no sé cómo
preguntar cómo funcionan.
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Ampolleta económica, son
de tipo fluorescente.
Antigua ampolleta
incandescente. Ya es una
pieza de museo.
Pequeña ampolleta
incandescente. Se usa
principalmente en
linternas.
Ampolleta de automóvil.
Son de tipo incandescente.
Foco halógeno. Se
usa para alumbrados
públicos o en grandes
estructuras, como
edificios por ejemplo.
Ampolletas halógenas,
reemplazan a las
incandescentes en el uso
doméstico.
Tubo fluorescente. Aún se
usan mucho en oficinas y
grandes dependencias.
Ampolletas de
diversos colores
Luz láser. Su uso va
desde efectos
decorativos hasta en
proceso quirúrgicos
complejos.
Ampolleta estándar.
Es la que más uso ha
tenido, está en retiro
por otras más
económicas.
Luces led. Su uso
se ha difundido
enormemente,
tanto a nivel
doméstico como a
nivel industrial.
Transformación de la energía
eléctrica en la ampolleta
Sr. Swan, usted
que es el padre de
la ampolleta, ¿me
podría decir cómo
funciona?
Me agrada mucho tu
curiosidad. Pero,
¿sabes?, quién mejor
puede responder a la
pregunta tuya es mi
amigo James Joule. Él
fue quien me inspiró.
¡Mira qué bien, justo se
está acercando!
James, estimado, ¿le puedes explicar a esta
curiosa niña cómo es que una ampolleta puede
transformar energía eléctrica en energía
lumínica?
Joseph W. Swan
Inglés
1828 - 1914
Encantado le responderé,
pero vamos a la próxima
diapositiva.
¡Qué bien!,
esto se
pone muy
interesante.
Energía eléctrica en luz
Ahora, fíjate en el circuito eléctrico que está más
abajo. Ahí, se enciende una ampolleta al accionar
el interruptor.
Cuando se
acciona el
interruptor se
cierra el circuito y
la batería
comienza a liberar
energía eléctrica, a
través de la
corriente eléctrica.
Cuando la corriente
eléctrica pasa por el
filamento de la
ampolleta, éste se
calienta mucho y
cambia a color rojo
incandescente.
Y, al haber vacío dentro de
la ampolleta, ese rojo del
filamento, brilla irradiando
luz.
Entonces, la energía eléctrica,
finalmente, no solo se convierte
en calor, en parte también se
convierte en energía lumínica.
Filamento.
Alambre muy
delgado.
Me imagino que en el futuro el
proceso será más complejo y
más eficiente que éste.
La flecha azul es el sentido de la corriente
eléctrica.
Transformación de la energía
eléctrica en energía mecánica Me han dicho que transformar energía eléctrica en
energía mecánica es un poco más complejo, que
involucra algo más que la electricidad.
Le preguntaré a Mister Michael Faraday, ya que
según lo que he leído, él es el que descubrió cómo
obtener movimiento de la electricidad.
Hola Daniela.
Pues sí, a mí se me ocurrió como obtener
movimiento de la electricidad, pero hay que
reconocer otros aportes que son indispensables,
como los del magnetismo por ejemplo.
Ahora, el uso más importante está en el motor
eléctrico, pero ese no lo inventé yo.
Michael Faraday
Inglés
1791 - 1867
El inventor del motor eléctrico Hola a todos.
Hola Daniela.
Me presento, yo soy William Sturgeon y me
consideran el inventor del motor eléctrico. Pero
he de reconocer que hay tantos modelos que ya
es muy difícil decir quién es el “gran inventor”
del motor.
Intentaré explicarles como funciona. La clave
está en el descubrimiento de Michael Faraday.
Gracias señor Sturgeon.
Le agradezco que usted nos explique
estas cosas tan importantes.
William Sturgeon
Inglés
1783 - 1850
El motor eléctrico
Transformación de energía
Para un motor que transforme energía eléctrica
en mecánica, produciendo movimiento, se
necesita un par de imanes, un alambre
enrollado en forma de bobina y una conexión a
la corriente eléctrica.
Daniela, para la explicación más
completa se necesitan algunos
conocimientos que vas a
obtener en cursos superiores.
Por ahora me interesa que
sepas que cuando interactúan
las propiedades magnéticas de
un par de imanes y un alambre
con corriente eléctrica, en una
disposición adecuada, el
alambre adquiere movimiento.
Más aún:
Juguetes
Industria
Computador (ventilador, discos)
En la casa en general:
Ventilador
Extractor de aire
Aspiradora
Uso del motor eléctrico
En la cocina, por
ejemplo:
Batidora
Juguera
La pregunta más lógica es:
¿En qué no se usan los
motores eléctricos?
Pero déjenme nombrar
algunos usos comunes.
Los invito a realizar una lista de
artefactos que utilizan motores eléctricos
que hay en cada una de nuestras casas y
la de los conocidos.
Proyecto: motor eléctrico
homopolar
Ahora vamos a construir un pequeño
motor, extremadamente simple.
Se denomina “homopolar”, utiliza una
pila, un imán de neodimio y un trozo de
alambre.
Ojala que no haya dificultades en los
materiales.
Por cierto, hay otras versiones para el
mismo tipo de motor.
Materiales:
El motor terminado
Trozo de alambre
doblado
Imán Pila
Motor funcionando
Transformación de energía
eléctrica
Hoy he aprendido mucho sobre energía eléctrica y
sus transformaciones más simples.
Me he enterado que hay mucho más.
La energía eléctrica es la fuente que permite el
funcionamiento de cientos de dispositivos que
nosotros solo los utilizamos, como computadores,
televisores, radios, satélites, juegos, etc., la lista sería
extremadamente larga.
Y, la mayoría lo que hacen es transformar la energía
eléctrica en otros tipos, ya sea en forma única o
combinada.
Caso especial: Energía eléctrica en energía sonora
La finalidad de un equipo musical es transformar energía eléctrica en sonido.
En un televisor, la electricidad se transforma, principalmente, en luz y sonido.
El sonido se emite a través de un parlante.
El parlante posee, entre otras cosas, un imán y un alambre enrollado (bobina),
y cuando hay corriente en el alambre, la señal eléctrica se transforma en
sonido. Este efecto, al igual que el de un motor, es de tipo mecánico.
Aquí hay otro caso importante
de transformación de energía
eléctrica en otro tipo de
energía: en energía sonora.
Los precursores del parlante, en el siglo
XIX, fueron:
Antonio Meucci, Graham Bell y Elisha Gray.
Resumen
La energía eléctrica se obtiene de las cargas eléctricas en movimiento en un circuito eléctrico.
La energía eléctrica se transforma básicamente a tres tipos de energía: Energía térmica.
Energía luminosa.
Energía mecánica.
Además, con mayor complejidad, la energía eléctrica sirve de base para el funcionamiento de muchos dispositivos que también se traducen en energías, o combinación de ellas.
Sugerencias
Se recomienda visitar la web
http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacti
cos/energia/electrica.htm
En www.youtube.com, motores simples:
Modelo 1
Modelo 2
Modelo 3
Modelo 4
