Fórmula de la energía eléctrica
Horario del curso Conferencias: 2 sesiones/semana, 1,5 horas/sesión Descripción del curso Este curso es una asignatura introductoria en el campo de los sistemas de energía eléctrica y la conversión de energía eléctrica en mecánica. La energía eléctrica ha adquirido una importancia creciente como forma de transmitir y transformar la energía en usos industriales, militares y de transporte. Entre los ejemplos de nuevos usos de la energía eléctrica se encuentran todo tipo de sistemas de transporte eléctricos (trenes eléctricos que circulan bajo catenaria, locomoción ferroviaria diésel-eléctrica, vehículos de oruga de media y alta velocidad “maglev”, sistemas de transmisión eléctrica para barcos y locomotoras diésel-eléctricas, sustitución de la hidráulica en actuadores de alto rendimiento, sistemas de lanzamiento y recuperación de aeronaves, sistemas de transporte de materiales en fábricas alimentados por baterías, coches y autobuses eléctricos e híbridos, incluso el avión “más eléctrico”). Los sistemas de energía eléctrica también están en el centro de los sistemas de energía alternativa, incluida la generación eólica y solar eléctrica, geotérmica e hidroeléctrica a pequeña escala. El material del curso incluye:
Energía eléctrica y potencia pdf
En un circuito eléctrico, la energía eléctrica se convierte continuamente en otras formas de energía. Por ejemplo, cuando fluye una corriente en un conductor, la energía eléctrica se convierte en energía térmica dentro del conductor. El campo eléctrico, suministrado por la fuente de tensión, acelera los electrones libres, aumentando su energía cinética durante un breve periodo de tiempo. Este aumento de la energía cinética se convierte en energía térmica mediante colisiones con los iones de la estructura reticular del conductor. La potencia se define como la tasa de trabajo realizada por una fuerza medida en vatios. La potencia también puede definirse como la velocidad a la que se transfiere la energía. En esta sección, discutiremos la tasa de transferencia de energía, o potencia, en un circuito eléctrico.
Mucha gente asocia la potencia con la electricidad. Nos vienen a la mente las líneas de transmisión de energía. También pensamos en las bombillas por su potencia en vatios. ¿Cuál es la expresión de la potencia eléctrica?
Comparemos una bombilla con un foco (figura 5.5.1(a)). La bombilla brilla más que el foco. Aunque no se muestra, la bombilla también está más caliente que el foco. El calor y la luz se producen por la conversión de la energía eléctrica. La energía cinética que pierden los electrones en las colisiones se convierte en energía interna del conductor y en radiación. ¿Cómo se relacionan el voltaje, la corriente y la resistencia con la energía eléctrica?
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La electricidad es una forma de energía que implica el flujo de electrones. Toda la materia está formada por átomos, que tienen un centro llamado núcleo. El núcleo contiene partículas con carga positiva llamadas protones y partículas sin carga llamadas neutrones. El núcleo de un átomo está rodeado de partículas con carga negativa llamadas electrones. La carga negativa de un electrón es igual a la carga positiva de un protón, y el número de electrones en un átomo suele ser igual al número de protones.
Cuando la fuerza de equilibrio entre protones y electrones se ve alterada por una fuerza exterior, un átomo puede ganar o perder un electrón. Y cuando los electrones se “pierden” de un átomo, el movimiento libre de estos electrones constituye una corriente eléctrica.
La electricidad es una parte básica de la naturaleza y es una de las formas de energía más utilizadas. Los seres humanos obtienen la electricidad, que es una fuente de energía secundaria, de la conversión de otras fuentes de energía, como el carbón, el gas natural, el petróleo y la energía nuclear. Las fuentes naturales originales de electricidad se denominan fuentes primarias.
Corriente eléctrica
La energía eléctrica suele ser producida por generadores eléctricos, pero también puede ser suministrada por fuentes como las baterías eléctricas. Suele ser suministrada a las empresas y a los hogares (como electricidad doméstica) por la industria eléctrica a través de una red eléctrica.
La potencia eléctrica, al igual que la mecánica, es la tasa de realización de trabajo, medida en vatios, y representada por la letra P. El término vatiaje se utiliza coloquialmente para significar “potencia eléctrica en vatios”. La potencia eléctrica en vatios producida por una corriente eléctrica I consistente en una carga de Q coulombs cada t segundos que pasa por una diferencia de potencial eléctrico (tensión) de V es
La energía eléctrica se transforma en otras formas de energía cuando las cargas eléctricas se mueven a través de una diferencia de potencial eléctrico (tensión), lo que ocurre en los componentes eléctricos de los circuitos eléctricos. Desde el punto de vista de la energía eléctrica, los componentes de un circuito eléctrico pueden dividirse en dos categorías:
Si las cargas se mueven por una “fuerza exterior” a través del dispositivo en la dirección del potencial eléctrico más bajo al más alto, (así que la carga positiva se mueve del terminal negativo al positivo), se hará trabajo sobre las cargas, y se está convirtiendo energía en energía potencial eléctrica desde algún otro tipo de energía, como la energía mecánica o la energía química. Los dispositivos en los que esto ocurre se llaman dispositivos activos o fuentes de energía; como los generadores eléctricos y las baterías.