Tipos de Centrales Eléctricas

Las centrales eléctricas son instalaciones que utilizan diferentes fuentes de energía para generar electricidad. A continuación, se describen algunos de los tipos más comunes:

• Central hidroeléctrica: aprovecha la energía potencial del agua almacenada en un embalse, que al caer desde una altura considerable (salto de agua) mueve una turbina conectada a un generador.
• Central eólica: utiliza la fuerza del viento para mover las aspas de un aerogenerador, que a su vez mueve una turbina que genera electricidad.
• Central solar fotovoltaica: convierte la luz del sol directamente en electricidad mediante paneles fotovoltaicos compuestos por células de silicio.

Principio Básico del Funcionamiento de un Generador Eléctrico

El funcionamiento de un generador eléctrico se basa en la Ley de Faraday, que describe el fenómeno de la inducción electromagnética. Este fenómeno ocurre cuando un conductor eléctrico, como un hilo de cobre, se mueve dentro de un campo magnético generado por un imán o electroimán. Este movimiento induce una corriente eléctrica en el conductor. También se puede generar corriente eléctrica moviendo el imán y dejando el conductor fijo. En un generador eléctrico, se hacen girar bobinas (conjuntos de espiras de conductor) cerca de campos magnéticos para producir electricidad.

Efectos de la Electricidad

La electricidad puede producir diversos efectos, que se pueden clasificar en cuatro categorías principales:

• Efecto Térmico

  Se produce cuando la corriente eléctrica fluye a través de materiales conductores llamados resistivos. La resistencia al flujo de corriente genera calor. Este efecto se utiliza en dispositivos como calentadores de agua, hornos y estufas.

• Efecto Luminoso

  Cuando la resistencia de un conductor es muy alta, este se calienta hasta el punto de incandescencia, emitiendo luz. Este es el principio de funcionamiento de las bombillas incandescentes, donde la corriente eléctrica fluye a través de un filamento resistivo que se calienta a altas temperaturas e irradia luz.

• Efecto Químico

  La corriente eléctrica puede inducir cambios químicos en las sustancias. Cuando la corriente fluye a través de ciertos líquidos, estos se descomponen en un proceso conocido como electrólisis. Este efecto se utiliza en aplicaciones como el cromado, niquelado y en joyería para realizar baños de oro y plata.

• Efecto Magnético

  Toda corriente eléctrica que pasa por un conductor crea un campo magnético similar al producido por los imanes. Al conectar una bobina a un circuito eléctrico, esta genera un campo magnético similar al de un imán, creando un efecto de atracción sobre ciertos metales. Este efecto se utiliza en la construcción de electroimanes, motores eléctricos, televisores, radios, voltímetros, amperímetros y altavoces.

Sentido de la Corriente Eléctrica

• Sentido Real

  En un circuito, el sentido real de la corriente eléctrica está determinado por el movimiento de los electrones, que fluyen del polo negativo al polo positivo.

• Sentido Convencional

  Los antiguos científicos creían que la corriente eléctrica fluía del cuerpo cargado positivamente al cargado negativamente. Este sentido es el que se ha utilizado tradicionalmente y en el que se basan muchas reglas del electromagnetismo.

Elementos de un Circuito Eléctrico

• Generador: se encarga de generar una diferencia de carga o tensión entre sus dos polos. Ejemplo: pila de 4.5V.
• Conductor: permite que fluyan los electrones de una parte a otra del circuito. Ejemplo: cobre.
• Receptor: aparato eléctrico que, aprovechando el movimiento de los electrones, transforma la energía eléctrica en otros tipos de energía como calorífica, luminosa o motriz. Ejemplo: lámpara.

Corriente Continua (C.C.)

Es la corriente que proporcionan las baterías, pilas, dinamos y células fotovoltaicas. Se caracteriza porque los electrones libres siempre se mueven en el mismo sentido por el conductor, con una intensidad constante. Su valor no varía en el tiempo. Se utiliza en la alimentación de aparatos electrónicos, tracción eléctrica (coches, tranvías, etc.), baños electrolíticos, entre otros.

Corriente Alterna (C.A.)

Es la corriente que producen los alternadores en las centrales eléctricas. Se caracteriza porque el flujo de electrones se mueve por el conductor en un sentido y en otro, alternando su dirección. El valor de la corriente eléctrica es variable. El generador produce periódicamente cambios en la polaridad de sus terminales de salida. Este fenómeno se puede observar al grabar una bombilla con una cámara a baja velocidad de fotogramas; la lámpara parece encenderse y apagarse rápidamente siguiendo los cambios de la corriente, aunque esto no es perceptible a simple vista. La corriente alterna es más fácil de producir y transportar, por lo que su uso está muy extendido en hogares, industria, etc.

Fuerza Electromotriz (f.e.m.)

Es la fuerza necesaria para trasladar los electrones desde el polo positivo al negativo y así crear la diferencia de cargas. La f.e.m. permite la circulación de electrones, se mide en voltios y es la tensión interna o de vacío que posee un generador.

Tensión Eléctrica (o Diferencia de Potencial)

Su símbolo es U o V y su unidad de medida es el voltio (V). Representa la diferencia de cargas eléctricas entre dos puntos.

Intensidad de Corriente Eléctrica

Es la cantidad de electricidad que recorre un circuito en la unidad de tiempo. Esta magnitud es comparable al caudal de agua que fluye por una tubería. La unidad de medida de la intensidad (I) de corriente eléctrica es el amperio (A). Cuando en un circuito se mueve una carga de un culombio por segundo, la corriente tiene una intensidad de un amperio.

Componentes de una Central Eléctrica

1. Energía primaria: cualquier tipo de energía (hidráulica, térmica, nuclear, solar, etc.) que se transformará en energía eléctrica.
2. Central eléctrica: instalación donde se lleva a cabo la transformación de energía primaria en energía eléctrica.
3. Energía eléctrica: energía resultante del proceso de transformación, lista para ser transportada y utilizada.

Transporte de la Electricidad

1. Las centrales eléctricas producen corriente con una tensión de 10-20 kilovoltios (kV), considerada media tensión.
2. La electricidad se dirige a un transformador elevador de tensión.
3. Al salir de las centrales, la tensión de la corriente se eleva a 132-220-380 kV para su transporte en líneas de alta tensión, minimizando las pérdidas de energía. Estas líneas están compuestas por un elemento conductor (cobre o aluminio) y elementos de soporte (torres de alta tensión).
4. En las estaciones transformadoras, la corriente pasa por un transformador reductor de tensión, que la ajusta a valores de 3 a 66 kV.
5. Finalmente, la electricidad se distribuye a viviendas, oficinas, industrias, etc., a una tensión baja de 230-400 V.