Centrales Hidroeléctricas

Las centrales hidroeléctricas aprovechan la energía potencial almacenada en el agua embalsada en una presa. Al abrir la compuerta, la energía potencial se transforma en energía cinética en la tubería de presión. El flujo de agua resultante impacta sobre los álabes de la turbina, haciendo girar su eje y, con ello, el alternador, que finalmente transforma la energía mecánica en energía eléctrica.

Centrales Térmicas

En las centrales térmicas, el combustible se quema en la caldera, que está recubierta por una red de tuberías por las que circula agua. La energía térmica generada en la combustión calienta el agua y la convierte en vapor a alta temperatura y presión. Este vapor se canaliza hacia los álabes de una turbina de vapor, provocando el giro de su eje y, a su vez, el giro del rotor del alternador, que produce la energía eléctrica. Cuando el vapor de la turbina entra en contacto con el agua fría del condensador, se condensa nuevamente en agua. Finalmente, el agua obtenida se reintroduce en la caldera, repitiendo el ciclo.

Transporte y Uso de la Electricidad

La energía eléctrica no se puede almacenar de manera eficiente, por lo que debe transportarse desde las centrales generadoras hasta los centros de consumo. Esto se realiza mediante líneas eléctricas de alta tensión para minimizar las pérdidas de energía. La energía eléctrica se transporta a alto voltaje para reducir las pérdidas y la cantidad de cobre necesaria en los cables. Posteriormente, el voltaje se reduce a niveles seguros para el consumo doméstico e industrial mediante transformadores. La corriente alterna (CA) se adoptó como estándar debido a su eficiencia en la generación y transporte.

Impacto Medioambiental

El transporte y uso de la electricidad tienen impactos ambientales, incluyendo:

• Radiación electromagnética de líneas eléctricas y subestaciones.
• Impacto visual y paisajístico de las líneas y subestaciones.
• Riesgo de incendios forestales por la caída de cables.

Conceptos Básicos de Electricidad

Carga Eléctrica

La carga eléctrica (Q) es la cantidad de electricidad que posee un cuerpo, representando un exceso o defecto de electrones.

Electricidad Estática

La electricidad estática se produce por la acumulación de carga eléctrica en un cuerpo, ya sea por exceso o defecto de electrones.

Conductividad Eléctrica

La conductividad eléctrica es la capacidad de un material para conducir la corriente eléctrica. Se clasifica en:

• Conductores: Permiten el flujo de electrones.
• Aislantes: Restringen el flujo de electrones.

Circuitos Eléctricos

Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos interconectados por los que circula una corriente eléctrica. Los elementos básicos de un circuito son:

• Elementos de maniobra: Controlan el flujo de corriente (interruptores, pulsadores).
• Generadores: Proporcionan la energía eléctrica al circuito.
• Elementos de protección: Protegen el circuito y a los usuarios (fusibles, interruptores magnetotérmicos).
• Receptores: Transforman la energía eléctrica en otras formas de energía (bombillas, motores).

Mecanismos de Control

• Pulsador: Permite el paso de corriente solo mientras se presiona (ej. timbres).
• Interruptor: Abre o cierra el circuito de forma permanente (ej. lámparas).
• Conmutador: Desvía la corriente entre diferentes ramas del circuito (ej. interruptores de luz con varias posiciones).

Magnitudes Eléctricas

Las magnitudes eléctricas fundamentales son:

Resistencia (R)

• Unidad: Ohmio (Ω)
• Definición: Oposición al flujo de corriente eléctrica.

Voltaje (V)

• Unidad: Voltio (V)
• Definición: Energía por unidad de carga para moverla a través de un circuito.

Intensidad de Corriente (I)

• Unidad: Amperio (A)
• Definición: Cantidad de carga que fluye por un punto del circuito por segundo.

Ley de Ohm

La ley de Ohm establece la relación entre voltaje, intensidad y resistencia:

• Voltaje (V) = Intensidad (I) x Resistencia (R)
• Intensidad (I) = Voltaje (V) / Resistencia (R)
• Resistencia (R) = Voltaje (V) / Intensidad (I)

Tipos de Circuitos

Circuitos en Serie

• Los receptores se conectan uno tras otro.
• El voltaje se divide entre los receptores.
• La intensidad de corriente es la misma en todo el circuito.

Circuitos en Paralelo

• Los receptores se conectan a los mismos puntos del circuito.
• Todos los receptores tienen el mismo voltaje.
• La intensidad de corriente se divide entre las ramas del circuito.

Potencia y Energía Eléctrica

Potencia Eléctrica (P)

• Definición: Trabajo realizado por la corriente eléctrica por unidad de tiempo.
• Unidad: Vatio (W)
• Fórmula: P = V x I (Voltaje x Intensidad)

Energía Eléctrica (E)

• Definición: Trabajo realizado por la corriente eléctrica.
• Unidad: Julio (J)
• Fórmula: E = P x t (Potencia x Tiempo)

Seguridad Eléctrica

La electricidad puede ser peligrosa si no se maneja con precaución. Algunas medidas de seguridad importantes son:

• Desconectar la corriente antes de trabajar en un circuito.
• No manipular cables o equipos eléctricos con las manos mojadas.
• Utilizar herramientas con aislamiento adecuado.
• Instalar dispositivos de protección como fusibles e interruptores diferenciales.

Elementos de Protección

• Fusibles: Interrumpen el circuito si la corriente supera un límite.
• Interruptores magnetotérmicos: Interrumpen el circuito en caso de sobrecarga o cortocircuito.
• Toma de tierra: Desvía las corrientes de fuga a tierra, protegiendo a las personas de descargas eléctricas.
• Interruptor diferencial: Detecta diferencias de corriente entre la entrada y la salida del circuito, interrumpiendo el flujo en caso de una fuga.