tareas










Capítulo1




Fundamentos de electromecánica






Durante varios años, la generación y conversión de la energía eléctrica ha
ocupado un lugar secundario en la apreciación pública en comparación con las
consecuciones más espectaculares de las válvulas electrónicas y los dispositivos abase de semiconductores. Los ingenieros eléctricos, los científicos, los profesores
y sus alumnos han considerado a la energía eléctrica un campo de estudio más
bien estéril, falto en general de interés y de oportunidades. No obstante, diversos
estudios nacionales e internacionales, que han calculado las reservas de combusti¬
bles fósiles (carbón, gas y petróleo) que constituyen el 96 por ciento de las fuentesde energía en EE.UU., el crecimiento de ía población y el nivel de vida en constante
aumento, permiten predecir que, en el caso más favorable, las reservas de com¬
bustible bastan para 230 años aproximadamente, mientras que, cálculos más pesi¬
mistas, los estiman en sólo 23 años.* Ello aconseja la búsqueda de nuevas fuentes
de energía así como el perfeccionamiento de métodos para la conversión de ener¬gía. El insaciable afán de exploración humana de las profundidades oceánicas
y del espacio exterior han empezado a estimular la investigación de otros medios
de conversión de energía (solar, bioquímica, química y nuclear). Pero ctíalquiera
que sea el método de generación de energía, parece que, puesto que la electricidad
es la única forma de la energía que es relativamente fácil de utilizar, controlar
y convertir a otras formas de energía, probablemente continuará siendo la prin¬cipal forma de la energía utilizada por el hombre. Por consiguiente, se desprende
de ello que éste es un campo que debe continuar siendo investigado.
Este texto está dirigido principalmente al empleo, control y conversión de la
energía electromecánica así como a su distribución y transporte. Por exóticos y
complicados que puedan ser los procedimientos para generar energía eléctrica que2 fundamentos de electromecánica

se descubran en el futuro, los principios para su conversión y utiJización aún
deben experimentar avances, análisis y desarrollo.



1-1, Conversión de energía electromecánica. La primera idea de la posibi¬
lidad de conversión de la energía eléctrica y mecánica fue predicha por MichaelFaraday en 1831. Este descubrimiento fue presentado por algunos como el que
más posibilidades de desarrollo ha ofrecido. Este es el germen del desarrollo
del generador y motor eléctricos, el micrófono, el altavoz, el transformador, el
galvanómetro y, de hecho, prácticamente todos los dispositivos cuyos principios y
características se considerarán en este libro (véase el apartado 1-3).
La conversión electromagnética de la energía, tal como se conoce hoy endía, relaciona las fuerzas eléctricas y magnéticas del átomo con las fuerzas me¬
cánicas aplicadas a la materia y con el movimiento. Como resultado de esta rela¬
ción, la energía mecánica puede convertirse en energía eléctrica, y viceversa, me¬
diante dínamos. Aunque esta conversión también puede producir otras formas
de energía como calor y luz. en la mayoría de aplicaciones prácticas, la técnica seha perfeccionado hasta un grado tal que estas pérdidas de energía se mantienen
en su mínima expresión, con lo que se consigue una conversión casi total en
ambos sentidos.
Así, la energía mecánica de un salto de agua se convierte fácilmente en
energía eléctrica mediante un alternador; la energía eléctrica producida es trans¬formada por procedimientos electromagnéticos a una tensión superior para su
transporte a largas distancias y en algún punto terminal es transformada de nuevo
para la distribución a subestaciones centrales de carga en las que la energía
eléctrica es redistribuida a instalaciones rurales, factorías, residencias y estableci¬
mientos comerciales. En estos lugares, la energía eléctrica puede ser convertida...