La energaLa energa es una magnitud fsica que asociamos con la capacidad que tienen los cuerpos para producir trabajo mecnico, emitir luz, generar calor, etc. En todas estas manifestaciones hay un sustrato comn, al que llamamos energa, que es propio de cada cuerpo (o sistema material) segn su estado fsico-qumico, y cuyo contenido vara cuando este estado se modifica.PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LA ENERGIAPrincipio de Conservacin de la EnergaEste principio establece que la energa ni se crea ni se destruye, solamente se transforma.Cualesquiera que sean las modificaciones de energa en el interior de un sistema, la cantidad total de energa en el mismo es constante.Principio de Degradacin de la EnergaCuando se efecta una transformacin de energa de una forma u otra siempre surge energa trmica, aun cuando el objetivo sea otro. Se trata de una energa trmica no utilizable, pero igualmente cumple con el principio de conservacin, debido a que no se produce destruccin de energa.La cantidad de energa que se obtiene en el modo deseado, es siempre menor al valor de la energa empleada en un principio.ElectricidadLa electricidad es el conjunto de fenmenos fsicos relacionados con la presencia y flujo de cargas elctricas. Se manifiesta en una gran variedad de fenmenos como los rayos, la electricidad esttica, la induccin electromagntica o el flujo de corriente elctrica.Tipos de electricidadPor la forma en que la electricidad se manifiesta se clasificar en dos tipos: Esttica:se puede decir que son cargas que no se mueven. Se crea por la frotacin de un objeto sobre otro. Por ejemplo, cuando nos peinamos se produce electricidad esttica. Dinmica:consiste en el flujo o movimiento continuo de cargas elctricas, para ellos se emplean materiales que permiten que las cargas se muevan con mayor facilidad como el cobre. Esta electricidad se produce de muchas maneras: Reaccin qumica:es la que se emplean en las pilas para almacenar y transmitir electricidad. Solar:se produce por el efecto de los rayos del sol en celdas fotovoltaicas. Induccin electromagntica:se produce a travs del movimiento de imanes en motores especiales. La energa elctrica por la accin mecnica de un agente. Ejemplo de ello es la que genera la accin del agua (energa hidroelctrica) y el aire (energa elica).MateriaMateria es todo aquello que tiene un lugar en el espacio, posee una cierta cantidad de energa, y est sujeto a cambios en el tiempo y a interacciones con aparatos de medidaComposicin de la materiaLa materia est integrada por tomos, partculas diminutas que, a su vez, se componen de otras an ms pequeas, llamadas partculas subatmicas, las cuales se agrupan para constituir los diferentes objetos.Parte de los tomos y sus componentesUn tomo es la menor cantidad de un elemento qumico que tiene existencia propia y puede entrar en combinacin. Est constituido por un ncleo, en el cual se hallan los protones y neutrones y una corteza, donde se encuentran los electrones. Cuando el nmero de protones del ncleo es igual al de electrones de la corteza, el tomo se encuentra en estado elctricamente neutro. Se denomina nmero atmico al nmero de protones que existen en el ncleo del tomo de un elemento. Si un tomo pierde o gana uno o ms electrones adquieren carga positiva o negativa, convirtindose en un ion. Los iones se denominan cationes si tienen carga positiva y aniones si tienen carga negativa.La mayora de los cientficos cree que toda la materia contenida en el Universo se cre en una explosin denominada Big Bang, que desprendi una enorme cantidad de calor y de energa. Al cabo de unos pocos segundos, algunos de los haces de energa se transformaron en partculas diminutas que, a su vez, se convirtieron en los tomos que integran el Universo en que vivimos.En la naturaleza los tomos se combinan formando las molculas. Una molcula es una agrupacin de dos o ms tomos unidos mediante enlaces qumicos. La molcula es la mnima cantidad de una sustancia que puede existir en estado libre conservando todas sus propiedades qumicas.Todas las sustancias estn formadas por molculas. Una molcula puede estar formada por un tomo (monoatmica), por dos tomos (diatmica), por tres tomos (triatmica) o ms tomos (poliatmica)Las molculas de los cuerpos simples estn formadas por uno o ms tomos idnticos (es decir, de la misma clase). Las molculas de los compuestos qumicos estn formadas al menos por dos tomos de distinta clase (o sea, de distintos elementos).Definicin de Corriente elctricaLlamamos corriente elctrica a aquella magnitud fsica que nos indica la cantidad de electricidad que recorre un conductor, durante una unidad de tiempo determinada. El mencionado flujo de intensidad elctrica, de acuerdo a lo establecido por el Sistema Internacional de Unidades, que es aquel sistema que en este sentido adoptan la mayor parte de los pases del planeta, se mide en lo que se denomina amperios.Por caso, la corriente elctrica es la consecuencia del movimiento que presentan los electrones que se hayan dispuestos en el interior del material en cuestin. En tanto, por este movimiento de cargas que provoca, es habitual que la corriente elctrica desencadene lo que se conoce como campo magntico.Relacin entre la electricidad y el magnetismoEl magnetismo y la electricidad implican la atraccin y la repulsin entre partculas cargadas y las fuerzas ejercidas por estas cargas. La interaccin entre el magnetismo y la electricidad se llama electromagnetismo. El movimiento de un imn puede generar electricidad. El flujo de electricidad puede generar un campo magntico.QU ES UN CIRCUITO ELCTRICO?Un Circuito Elctrico es un conjunto de elementos conectados entre si por los que puede circular una corriente elctrica.La corriente elctrica es un movimiento de electrones, por lo tanto cualquier circuito debe permitir el paso de los electrones por sus elementos.Solo habr paso de electrones por el circuito si el circuito es un circuito cerrado. Los circuitos elctricos son circuitos cerrados, aunque podemos abrir el circuito en algn momento para interrumpir el paso de la corriente, mediante un interruptor, pulsador u otro elemento del circuito.PARTES DE UN CIRCUITO ELCTRICOLos elementos bsicos de un circuito elctrico son:Generador: producen y mantienen la corriente elctrica. Hay 2 tipos de corrientescorriente continua y alterna

Pilas y Bateras: son generadores de corriente continua (c.c.) Alternadores : son generadores de corriente alterna (c.a.)

Conductores: es por donde se mueve la corriente elctrica de un elemento a otro del circuito. Son de cobre o aluminio, materiales buenos conductores de la electricidad, o lo que es lo mismo que ofrece muy poca resistencia a que pase la corriente por ellos.

Receptores: son los elementos que transforman la energa elctrica en otro tipo de energa, por ejemplo las bombillas transforma la energa elctrica en luz, los radiadores en calor, los motores en movimiento, etc.

Elementos de mando o control: permiten dirigir o cortar a voluntad el paso de la corriente elctrica. Tenemos interruptores, pulsadores, conmutadores, etc.

Elementos de proteccin: protegen los circuitos y a las personas cuando hay peligro o la corriente es muy elevada, con riesgo de quemar los elementos del circuito. Tenemos fusibles, magnetotrmicos, diferenciales, etc.Cientficos destacados en el campo de la ElectricidadThales de Miletus (630550 AC)fue el primero, que cerca del 600 AC, conociera el hecho de que el mbar, al ser frotado adquiere el poder de atraccin sobre algunos objetos.Sin embargo fue el filsofo GriegoTheophrastus (374287 AC)el primero, que en un tratado escrito tres siglos despus, estableci que otras sustancias tienen este mismo poder,dejando as constancia del primer estudio cientfico sobre la electricidad.En 1600, la ReinaElizabeth Iordena al Fsico RealWillian Gilbert (15441603) estudiar los imanes para mejorar la exactitud de las Brjulas usadas en la navegacin, siendo ste trabajo la base principal para la definicin de los fundamentos de la Electrosttica y Magnetismo.Gilbertfue el primero en aplicar el trmino Electricidad del Griego"elektron"= mbar.Gilbertes la unidad de medida de la fuerza magnetomotriz.En 1752,Benjamn Franklin (17061790) demostr la naturaleza elctrica de los rayos.Desarroll la teora de que la electricidad es un fluido que existe en la materia y su flujo se debe al exceso o defecto del mismo en ella. Invento elpararrayos.En 1780 inventa loslentes Bifocales.En 1776,Charles Agustn de Coulomb (17361806)invent la balanza de torsin con la cual, midi con exactitud la fuerza entre las cargas elctricas y corrobor que dicha fuerza era proporcional al producto de las cargas individuales e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.Coulombes la unidad de medida de Carga elctrica.En 1800,Alejandro Volta (17451827)construye la primera celda Electrosttica y la batera capaz de producir corriente elctrica. Su inspiracin le vino del estudio realizado por el Fsico ItalianoLuigi Galvani(17371798)sobre las corrientes nerviosaselctricas en las ancas de ranas.Galvanipropuso la teora de la Electricidad Animal, lo cual contrari aVolta, quien crea que las contracciones musculares eran el resultado del contacto de los dos metales con el msculo.Sus investigaciones posteriores le permitieron elaborar una celda qumica capaz de producir corriente continua, fue as como desarrollo laPila.Voltes la unidad de medida del potencial elctrico (Tensin).Desde 1801 a 1815,Sir Humphry Davy (17781829)desarrolla la electroqumica (nombre asignado por l mismo), explorando el uso de la pila de Volta o batera, y tratando de entender como sta funciona.En1801observa elarco elctricoy laincandescenciaen un conductor energizado con una batera.Entre1806 y 1808publica el resultado de sus investigaciones sobre la electrlisis, donde logra la separacin delMagnesio, Bario, Estroncio, Calcio, Sodio, Potasio y Boro.En1807fabrica una pila con ms de 2000 placas doble, con la cual descubre elCloroy demuestra que es un elemento, en vez de un cido.En1815inventa la lmpara de seguridad para los mineros.Sin ningn lugar a duda, el descubrimiento ms importante lo realiza ese mismo ao, cuando descubre al jovenMichael Faradayy lo toma como asistente.En 1819, El cientficoDans Hans Christian Oersted (17771851)descubre el electromagnetismo, cuando en un experimento para sus estudiantes, la aguja de la brjula colocada accidentalmente cerca de un cable energizado por una pila voltaica, se movi. Este descubrimiento fue crucial en el desarrollo de la Electricidad, ya que puso en evidencia la relacin existente entre la electricidad y el magnetismo.Oerstedes la unidad de medida de la Reluctancia Magntica.En 1823,AndreMarie Ampere (17751836)establece los principios de la electrodinmica, cuando llega a la conclusin de que la Fuerza Electromotriz es producto de dos efectos: La tensin elctrica y la corriente elctrica. Experimenta con conductores, determinando que estos se atraen si las corrientes fluyen en la misma direccin, y se repelen cuando fluyen en contra.Ampereproduce un excelente resultado matemtico de los fenmenos estudiados por Oersted.Amperees la unidad de medida de la corriente elctrica.En 1826, El fsicoAlemn Georg Simon Ohm (17891854)fue quien formul con exactitud la ley de las corrientes elctricas, definiendo la relacin exacta entre la tensin y la corriente. Desde entonces, esta ley se conoce como laley de Ohm.Ohmes la unidad de medida de la Resistencia Elctrica.En 1831,Michael Faraday (17911867)a los 14 aos trabajaba como encuadernador, lo cual le permiti tener el tiempo necesario para leer y desarrollar su inters por la Fsica y Qumica. A pesar de su baja preparacin formal, dio un paso fundamental en el desarrollo de la electricidad al establecer que el magnetismo produce electricidad a travs del movimiento.Faradio es la unidad de medida de la Capacitancia Elctrica.La tensin inducida en la bobina que se mueve en campo magntico no uniforme fue demostrada porFaraday.En 1835,Simule F.B. Morse (17911867), mientras regresaba de uno de sus viajes, concibe la idea de un simple circuito electromagntico para transmitir informacin,El Telgrafo.En 1835 construye el primer telgrafo.En 1837 se asocia conHenry y Vailcon el fin de obtener financiamiento del Congreso de USA para su desarrollo, fracasa el intento, prosigue solo, obteniendo el xito en 1843, cuando el congreso le aprueba el desarrollo de una lnea de 41 millas desde Baltimor hasta el Capitolio en Washington D.C. La cual construye en 1844.En 184042,James Prescott Joule (18181889)Fsico Ingls, quien descubri la equivalencia entre trabajo mecnico y la calora, y el cientfico AlemnHermann Ludwig Ferdinand Helmholtz (18211894), quien defini la primera ley de la termodinmica demostraron que los circuitos elctricos cumplan con la ley de la conservacin de la energa y que la Electricidad era una forma de Energa.Adicionalmente,Jouleinvent la soldadura elctrica de arco y demostr que el calor generado por la corriente elctrica era proporcional al cuadrado de la corriente.Joulees la unidad de medida de Energa.En 1845,Gustav Robert Kirchhoff (18241887)Fsico Alemn a los 21 aos de edad, anunci las leyes que permiten calcular las corrientes, y tensiones en redes elctricas. Conocidas comoLeyes de Kirchhoff I y II.Estableci las tcnicas para el anlisis espectral, con la cual determin la composicin del sol.En 1854, El matemtico InglsWilliam Thomson (Lord Kelvin) (18241907, con su trabajo sobre el anlisis terico sobre transmisin por cable, hizo posible el desarrollo del cable transatlntico.En 1851 defini laSegunda Ley de la Termodinmica.En 1858 Invent elcable flexible.Kelvines la unidad de medida de temperatura absoluta.En 1870,James Clerk Maxwell (18311879)Matemtico Ingls formul las cuatro ecuaciones que sirven de fundamento de la teora Electromagntica. Dedujo que la Luz es una onda electromagntica, y que la energa se transmite por ondas electromagnticas a la velocidad de la LuzMaxwelles la unidad del flujo Magntico.En 1879, el Fsico InglsJoseph John Thomson (18561940)demostr que los rayos catdicos estaban constituido de partculas atmicas de carga negativas la cual el llamCorpsculosy hoy en da los conocemos comoElectrones.En 1881,Thomas Alva Edison (18471931) produce la primera Lmpara Incandescente con un filamento de algodn carbonizado. Este filamento permaneci encendido por 44 horas.En 1881 desarroll el filamento debambcon 1.7 lmenes por vatios. En 1904 el filamento detungstenocon una eficiencia de 7.9 lmenes por vatios. En 1910 la lmpara de 100 w con rendimiento de 10 lmenes por vatios.Hoy en da, las lmparas incandescentes de filamento de tungsteno de 100 w tienen un rendimiento del orden de 18 lmenes por vatios. En 1882Edisoninstal el primer sistema elctrico para vender energa para la iluminacin incandescente, en los Estados Unidos para la estacinPearl Streetde la ciudad de New York.El sistema fue enCD tres hilos, 220110 vcon una potencia total de30 kw.En 1884,Heinrich Rudolf Hertz (18471894)demostr la validez de las ecuaciones deMaxwelly las reescribi, en la forma que hoy en da es conocida.En 1888Hertzrecibi el reconocimiento por sus trabajos sobre las Ondas Electromagnticas: propagacin, polarizacin y reflexin de ondas.ConHertzse abre la puerta para el desarrollo de la radio.Hertzes la unidad de medida de la frecuencia.Tipos de centrales elctricas Centrales hidroelctricas: el agua de una corriente natural o atificial, por el efecto de un desnivel, acta sobre las palas de unaturbina hidrulica. Centrales trmicas convencionales: el combustible fsil (carbn, fueloil o gas) es quemado en una caldera para generarenerga calorficaque se aprovecha para generar vapor de agua. Este vapor (a alta presin) acciona las palas de una turbina de vapor, transformando la energa calorfica en energa mecnica. Centrales trmicas de ciclo combinado: combinados ciclos termodinmicos. En el primero se produce la combustin de gas natural en unaturbina de gas, y en el segundo, se aprovecha el calor residual de los gases para generar vapor y expandirlo en unaturbina de vapor. Centrales nucleares: lafisin de los tomos de uraniolibera una gran cantidad de energa que se utiliza para obtener vapor de agua que, a su vez, se utiliza en ungrupoturbina-alternador para producir electricidad. Centrales elicas: laenerga cintica del vientose transforma directamente en energa mecnica rotatoria mediante unaerogenerador. Centrales termoelctricas solares: la energa del Sol calienta un fluido que transforma en vapor otro segundo fluido, que acciona la turbina-alternador que consigue el movimiento rotatorio y as, generar electricidad. Centrales de biomasa o de residuos slidos urbanos (RSU): utilizan el mismo esquema de generacin elctrica que una central trmica convencional. La nica diferencia es el combustible utilizado en la caldera, que proviene denuestros residuos.Definicin de central elctricaUna central elctrica es una instalacin capaz deconvertir la energa mecnica en energa elctrica.Las principalesfuentes de energasonel agua, el gas, el uranio, el viento y la energa solar. Estasfuentes de energa primariapara mover los labes de unaturbina, que a su vez est conectada en ungenerador elctrico.

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