Electricidad

INGENIERIA EN AUTOMATIZACION
Y CONTROL INDUSTRIAL
Electricidad I
Semestre Otoño 2005




I Unidad: Generalidades sobre la Energía Eléctrica



Introducción


Antes de comenzar este estudio, conviene repasar algunos conceptos fundamentales asociados al concepto de energía.


Masa (m): Es la propiedad de la materia que hace que ésta se resista a cambiar su movimiento. Suunidad fundamental es el Kilo (Kg).


Fuerza (F): Es el esfuerzo realizado para cambiar la velocidad de una masa. Su unidad fundamental es el newton (N).

F = m  a donde m es la masa medida en Kilogramo (Kg).
a es la aceleración, o lo que es lo mismo:la variación de velocidad respecto del
tiempo, medida en metros por segundo al cuadrado (m/s2).

En consecuencia, el newton se define como:
1. N = Kg  m /s²


Trabajo (w): Es el resultado de la aplicación de una fuerza F a lo largo de un desplazamiento d. Su unidad es el julio (J).

Otro modo de decirlo:
Es el cambio deenergía E que resulte al aplicar una fuerza F sobre un cuerpo o un sistema, para efectuar un desplazamiento d. El trabajo puede ser positivo, negativo o nulo.

Por lo tanto, W = F  d ,

y su unidad J = N  m
Si el desplazamiento no está en la dirección de F, el trabajo realizado es el producto del desplazamiento d y la componente de la fuerza a lo largo deldesplazamiento:

W = F x d x cos ,
donde  es el ángulo que forma F con d.


Teorema del trabajo y la energía de una partícula.
W = E- E o= E donde: E es la energía final.
Eo es la energía inicial.
E es la diferencia de energía

Si al aplicar una fuerza la energía disminuye, el trabajo es negativo.
Si al aplicar una fuerza la energíaaumenta, el trabajo es positivo.
Si al aplicar una fuerza no hay cambio de energía, el trabajo es nulo.



Potencia (P): Es la rapidez con la que realiza un trabajo o se gasta una energía. Su unidad es el vatio (W) o watt. Un Watt es la Potencia desarrollada al realizar el trabajo de un Joule en un segundo.

W = J/s


Energía (E): Es la capacidad que posee un cuerpo o sistema pararealizar un trabajo. Se mide en julio(J).

J = N m= W s

Fuente de energía: Todos aquellos componentes de la naturaleza a partir de los cuales es posible extraer energía utilizable por el hombre. Se llaman renovables si su cantidad se puede considerar ilimitada o inagotable, como el sol, el viento, etc., y no renovables si su cantidad es limitada, de modo que se agotan a medida quese utilizan, como el petróleo, el gas natural, etc.
Formas de energía: Potencial (ep, la que tiene un cuerpo debido a su posición en un campo de fuerzas), cinética (ec, la que tiene un cuerpo en movimiento), mecánica, que es la suma de la potencia y cinética, calorífica, luminosa, eléctricas, nuclear (almacenada en el núcleo de los átomos), solar, eólica, hidráulica, mareomotriz, sonora,química.
























1. La energía eléctrica.

La energía eléctrica es la capacidad que tienen los cuerpos de realizar un trabajo en virtud de sus características eléctricas. El trabajo realizado, en este caso, es el necesario para mover una carga eléctrica a favor o en oposición a un campo eléctrico.
Las cargas eléctricas pueden ser positivas o negativas, yéstas tienden a compensarse mutuamente. Por lo tanto, en igualdad de cantidad de carga eléctrica positiva y negativa, el resultado final será neutro, es decir sin prevalencia de ningún tipo de carga.
La materia está formada por átomos, y éstos a su vez por partículas más pequeñas, llamadas partículas sub - atómicas. Entre éstas, las más importantes son los protones, que se encuentran en el...