Generadores de energía eléctrica

CONCEPTOS FUNDAMENTALES
LA ENERGÍA ELÉCTRICA
Conceptualmente hablando, la energía de un sistema puede definirse como el poder que este sistema tiene para modificar a otros de su entorno.
Se pueden citar muchos ejemplos, como un muelle comprimido, un gas a presión en un recipiente, un combustible fósil, un peso elevado, una pila eléctrica, un salto de agua, una estrella, etc.
La energíase manifiesta de distintas maneras, de acuerdo a la física clásica, podemos contemplar
ENERGIA MECANICA: la asociada a fuerzas capaces de mover, solicitar o deformar, (mecánica Newtoniana)
ENERGIA QUIMICA: la asociada a las reacciones intermoleculares químicas
ENERGIA TERMICA: la asociada a la vibración y choque de moléculas
ENERGIA ELECTRICA: la asociada a la acumulación o desplazamientode electrones o iones
ENERGIA Atómica: la producida por partículas emitidas por elementos radiactivos, fusiones y fisiones de átomos
ENERGIA RADIANTE: asociada a la oscilación y transmisión de los campos electromagnéticos a través del espacio.
Esta división clásica es algo artificiosa, por cuanto que en la mayor parte de los fenómenos físicos se manifiestan simultáneamente varios tipos deenergía. (química+eléctrica+térmica, o atómica+radiante, por ejemplo)
La “calidad” de los distintos tipos de energía es distinta, y en general, la energía tiende a adoptar en sus sucesivas transformaciones la forma mas degradada, el calor (energía térmica). El concepto de “calidad” de la energía, esta asociado al concepto termodinámico de Entropía. Así, las transformaciones energéticas en lanaturaleza, tienden a producirse espontáneamente en el sentido en el que aumenta la Entropía.
Si la energía está latente o contenida en un sistema, pero no se manifiesta en acciones sobre el entorno, se habla de ENERGIA POTENCIAL del sistema. La energía potencial de los sistemas tiende a hacerse mínima.
La mejor comprensión de la energía y sus transformaciones requiere modelos termodinámicos,quánticos y relativistas, pero a efectos de la mayor parte de las aplicaciones de ingeniería son suficientes modelos simples, de tipo intuitivo, que son los que expondremos sucintamente en estos apuntes.
transformaciones energéticas
La energía eléctrica reviste un altísimo interés practico debido a que:
1,-La energía eléctrica se puede convertir en cualquier otra forma de energía, y recíprocamente,y el rendimiento de las transformaciones es alto, (solo se pierde de un 1 a un 25% de energía en forma de calor)
2-Se puede transportar a grandes distancias, con medios relativamente sencillos
3-Es posible la suma instantánea en su producción en distintos lugares y el fraccionamiento de su consumo también en distintos lugares (la Red eléctrica integral de un país)
4-Es una energía “limpia”,que una vez producida, no genera CO2 ni otros gases en sus transformaciones.
Tiene un serio inconveniente: es muy difícil y cara de almacenar (acumuladores, centrales hidráulicas reversibles, etc.)
MANIFESTACIONES DE LA ENERGIA ELECTRICA
Las cargas eléctricas son negativas o positivas. Del mismo signo de atraen y de distinto signo se repelen. Simplificadamente, las negativas son electroneslibres y las positivas iones o átomos desequilibrados eléctricamente por perdida de los electrones de la ultima capa.
Tradicionalmente, el estudio de la energía eléctrica, se suele separar en
ELECTROSTATICA: cuando las cargas no se mueven , o están confinadas a un cierto espacio e interactúan entre sí por campos eléctricos.
ELECTROCINETICA: cuando las cargas (casi siempre electrones),circulan impulsadas por un campo eléctrico por un conductor, produciendo efectos térmicos y magnéticos en su entorno.
ELECTROMAGNETISMO: estudia el campo magnético generado por la corriente y su inversa, la producción de corriente por variaciones de un campo eléctrico.
ELECTROQUÍMICA: estudia los efectos químicos de la corriente y su almacenamiento y producción por este medio.
En la gran...