martes, 4 de junio de 2013

Cuidados que se debe tener con la electricidad

Cuidados

1. 
LA SEGURIDAD Y LA ELECTRICIDAD
 PELIGROS DE LA ELECTRICIDAD La corriente eléctrica, al circular a través de cualquier objeto produce un aumento de temperatura que crece cuadráticamente con su magnitud , es decir, que cada vez que se duplica la corriente, se cuadruplica la energía producida; y esta corriente, dependiendo del material por el cual circule, puede causar desde un insignificante aumento en la temperatura de un alambre conductor hasta graves quemaduras en el cuerpo humano o un incendio en una edificación.

3. Una misma corriente, dependiendo del sitio por el cual circule, puede causar mayor o menor daño. Por ejemplo, si una corriente continua de 20 mA nos circula entre los dedos de una mano, probablemente no nos cause más que una ligera molestia, sin embargo, nos puede causar la muerte si nos circula por el pecho y atraviesa el corazón. Igualmente, una corriente de 1 A apenas alcanza a encender una ampolleta de 100 W, pero puede causar un incendio si atraviesa una viga de madera o un material inflamable.
4. Consejos para la seguridad eléctrica en el hogar Cuidado con el agua. Siempre que utilice algún aparato eléctrico tenga siempre las manos bien secas. Evite estar descalzo o con los pies húmedos. Jamás toque ningún aparato eléctrico cuando esté en la ducha o tina. En la cocina, procure utilizar los aparatos eléctricos lejos de las zonas húmedas.
5. Mantenga su instalación en buen estado. No utilice nunca aparatos con cables “pelados” o clavijas y enchufes deteriorados. Nunca tire del cable para desenchufar un aparato (siempre tómelo de la clavija). Evite hacer conexiones en enchufes múltiples, es mejor usar un enchufe para cada aparato.
6. Electrodomésticos. Lea las instrucciones del fabricante antes de poner en marcha un aparato nuevo. Utilice la toma de tierra. Compruebe si ta tensión es la adecuada. Asegúrese de que el aparato esté bien seco. Si va a manipular el electrodoméstico, desconéctelo antes. Si un aparato da la corriente, desenchúfelo inmediatamente y llame a un técnico. Desconecte los aparatos cuando haya terminado de usarlos. Si va a cambiar una ampolleta, desconecte antes el interruptor correspondiente. Si va a manipular alguna instalación, desconecte el automático y compruebe la ausencia de tensión. No coloque cables cerca de focos de calor (chimeneas, estufas, etc.).
7. Extensiones eléctricas y capacidades Las computadoras ocupan rápidamente todas las tomas de corriente. Pocos lugares se encuentran equipados con las suficientes en la pared. Dado que es necesario conectar, además, algún equipo que no es informático, es fácil ver que son muy necesarias las extensiones eléctricas múltiples. El uso de estas extensiones debe ser controlado con cuidado, no sólo para que no queden a la vista, sino porque también suponen un peligro considerable para aquellos que tengan que pasar por encima. A parte del daño físico que puede provocar engancharse repentinamente con el cable, se trata de una forma rápida y poco agradable de desconectar un sistema.
8. Por razones de seguridad física y de trabajo se recomienda tener en cuenta las siguientes reglas: Las extensiones eléctricas deben estar fuera de las zonas de paso , siempre que sea posible. Se debe utilizar canaletas de goma adecuadas para cubrir los cables, si van a cruzar una zona de paso. No se debe encadenar sucesivos múltiples , ya que esto puede hacer que pase más corriente de la que los cables están diseñados para soportar. Utilice los enchufes de pared siempre que sea posible. Si es posible, utilizar extensiones eléctricas que incluyan fusibles o diferenciales . Esto puede ayudar a limitar el daño ante fallas eléctricas.
9. Se debe comprobar siempre la carga frente a las extensiones eléctricas. La mayor parte de ellas llevan los amperes que admite cada extensión, no debiendo superar esta cifra de amperaje total de todos los aparatos conectados a ellas. Adquiera tomacorrientes de pared y/o extensiones eléctricas mixtas , capaces de trabajar tanto con enchufes de patas planas, como cilíndricas. Tanto los tomacorrientes de pared como las extensiones eléctricas deben tener toma a tierra.
10. FORMAS DE OPERAR FRENTE A LA DETECCIÓN DE UNA CONDICIÓN DE RIESGO Siempre debes tener la claridad y capacidad para denunciar una condición de riesgo , la cual te puede causar un accidente en el futuro a ti o a otra persona de tu equipo de trabajo. Primero debes saber dónde están los riesgos para poder identificarlos y tomar decisiones correctas para eliminarlos, para esto se presenta el siguiente listado de riesgos típicos, aunque no únicos, por lo que se debe estar siempre alerta a tu seguridad.
11. Riesgo de contacto eléctrico con un equipo energizado con partes deterioradas. Herramientas portátiles con carcasa metálica y con fallas de aislación interna que energizan dicha carcasa. Uso de equipos donde las partes rotatorias puedan quedar expuestas a la humedad (lavadoras), por culpa de una falla de aislación. Equipos sin conección a tierra. Tener algún conductor desnudo o con aislación de mala calidad. Extensiones sobrecargadas o recorridos poco seguros.
12. ELEMENTOS DE PROTECCIÓN PERSONAL UTILIZADOS EN LA MANIPULACIÓN DE EQUIPOS ELÉCTRICOS Cuando se utilizan herramientas accionadas por energía eléctrica, se deben utilizar guantes de cuero que son de un material aislante, pero se debe tener cuidado si los guantes están en mal estado o húmedos, ya que pueden llegar a ser un agente amplificador del accidente. Los elementos de protección deben ser usados de manera correcta. Cuando se utilizan herramientas accionadas por energía eléctrica, se deben utilizar guantes de cuero que son de un material aislante, pero se debe tener cuidado si los guantes están en mal estado o húmedos, ya que pueden llegar a ser un agente amplificador del accidente. Los elementos de protección deben ser usados de manera correcta.
13. Los lentes de seguridad protegen los ojos no sólo frente a un accidente eléctrico, sino también de materiales que puedan saltar a ellos. Nunca se debe intentar reparar un equipo sin conocerlo o saber si tiene partes energizadas. Se debe recurrir a personal especializado. Ningún elemento de protección personal deja exento de sufrir un accidente , sólo proporcionan una ayuda a disminuir sus efectos.
14. PROCEDIMIENTOS SEGUROS Existen reglas generales como procedimientos básicos, por ejemplo, las cuatro reglas de oro al intervenir un equipo: Abrir circuitos a través de interruptores o seccionadores aislando las fuentes de tensión. Bloquear los aparatos de corte como los interruptores y seccionadores, ya sea con candados o tarjetas de seguridad. Verificar la ausencia de tensión en el equipo o circuito a intervenir. Poner a tierra todas las posibles partes energizadas.
15. Existe una quinta e importante regla personal: la responsabilidad en los procedimientos y en la seguridad no se pueden derivar a un colega o tercero (es tú seguridad y tú vida, no la puedes confiar a otras personas).
16. FORMAS DE OPERAR FRENTE A UN ACCIDENTE ELÉCTRICO Saber qué hacer en una emergencia te permitirá no correr riesgos y hacer lo correcto frente a un accidente donde se vean involucrados equipos energizados. Los primeros auxilios para accidentes y lesiones por energía eléctrica, se deben tener siempre presentes al trabajar con equipos eléctricos.


Campo eléctrico y magnético 

Podemos por tanto afirmar que para cualquier distribución de carga la(s) partícula(s) crea(n) una situación en el espacio a su alrededor tal, que si se coloca una partícula de prueba en cualquier punto, la fuerza que experimenta la partícula de prueba es tangente a la línea de fuerza. Se dice que cualquier distribución de carga eléctrica crea a su alrededor una situación que se llama campo eléctrico.

De manera completamente análoga se pueden definir las líneas de fuerza magnéticas. Al colocar una limadura de hierro ésta se magnetiza y se orienta en una dirección tangente a la línea de fuerza. Las limaduras de hierro desempeñan el papel de sondas de prueba para investigar qué situación magnética se crea alrededor de los agentes que crean el efecto magnético. En el capítulo anterior hablamos del efecto magnético que se produce en el espacio. Este efecto es el campo magnético.

 


Electromagnetismo 


Rama de la física que estudia las relaciones entre la electricidad y el magnetismo, es decir, el campo magnético creado por la corriente eléctrica y el efecto de un campo magnético sobre una corriente eléctrica.

Dentro de esta rama se hallan, por el hecho de basarse en las leyes del electromagnetismo, la electrodinámica y la inducción electromagnética, que tratan, respectivamente, de las acciones ponderomotices entre las corrientes eléctricas y de las fuerzas electromotrices inducidas en el circuito por la variación del flujo electromagnético  Las leyes del electromagnetismo son la base del funcionamiento de los electro-imanes de los motores eléctricos, las dinamos y los alternadores.

¿Cómo se genera la energía?


Generación de energía eléctrica

Actualmente la energía eléctrica se puede obtener de distintos medios, que se dividen principalmente en :
Renovables y no renovables.
la generación de energía eléctrica consiste en trasformar   alguna clase de energía química, mecánica, térmica o luminosa, entre otras, en energía eléctrica. Para la generación industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales eléctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones citadas. Estas constituyen el primer escalón del sistema de suministro eléctrico. La generación eléctrica se realiza, básicamente, mediante un generador; si bien estos no difieren entre sí en cuanto a su principio de funcionamiento, varían en función a la forma en que se accionan. Explicado de otro modo, difiere en qué fuente de energía primaria utiliza para convertir la energía contenida en ella, en energía eléctrica.
Desde que Nikola Tesla  descubrió la corriente alterna  y la forma de producirla en los alternadores, se ha llevado a cabo una inmensa actividad tecnológica para llevar la energía eléctrica a todos los lugares habitados del mundo, por lo que, junto a la construcción de grandes y variadas centrales eléctricas, se han construido sofisticadas redes de transporte y sistemas de distribución. Sin embargo, el aprovechamiento ha sido y sigue siendo muy desigual en todo el planeta. Así, los países industrializados o del Primer mundo  son grandes consumidores de energía eléctrica, mientras que los países del llamado Tercer mundo apenas disfrutan de sus ventajas.

La demanda de energía eléctrica de una ciudad, región o país tiene una variación a lo largo del día. Esta variación es función de muchos factores, entre los que destacan: tipos de industrias existentes en la zona y turnos que realizan en su producción, climatología extremas de frío o calor, tipo de electrodomésticos que se utilizan más frecuentemente, tipo de calentador de agua que haya instalado en los hogares, la estación del año y la hora del día en que se considera la demanda. La generación de energía eléctrica debe seguir la curva de demanda y, a medida que aumenta la potencia demandada, se debe incrementar la potencia suministrada. Esto conlleva el tener que iniciar la generación con unidades adicionales, ubicadas en la misma central o en centrales reservadas para estos períodos. En general los sistemas de generación se diferencian por el periodo del ciclo en el que está planificado que sean utilizados; se consideran de base la nuclear y la eólica, de valle la termoeléctrica de combustibles fósiles, y de pico la hidroeléctrica principalmente (los combustibles fósiles y la hidroeléctrica también pueden usarse como base si es necesario).
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http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/cd/Ene_Flow_Pow_Plt_uni.png/300px-Ene_Flow_Pow_Plt_uni.png

Dependiendo de la fuente primaria de energía utilizada, las centrales generadoras se clasifican en químicas cuando se utilizan plantas de radiactividad  que generan energía eléctrica con el contacto de esta, termoeléctricas (de carbón, petróleo, gas , nucleares y solares termoeléctricas), hidroeléctricas (aprovechando las corrientes de los ríos o del mar: mareomotrices), eólicas y solares fotovoltaicas. La mayor parte de la energía eléctrica generada a nivel mundial proviene de los dos primeros tipos de centrales reseñados. Todas estas centrales, excepto las fotovoltaicas, tienen en común el elemento generador, constituido por un alternador de corriente, movido mediante una turbina  que será distinta dependiendo del tipo de energía primaria utilizada.
Por otro lado, un 64% de los directivos de las principales empresas eléctricas consideran que en el horizonte de 2018 existirán tecnologías limpias, WN, accesibles y renovables de generación local, lo que obligará a las grandes corporaciones del sector a un cambio de mentalidad.





Centrales termoeléctricas 

 Una central termoeléctrica es un lugar empleado para la generación de energía eléctrica a partir de calor. Este calor puede obtenerse tanto de combustibles fósiles (petróleo, gas natural o carbón) como de la fisión nuclear  del uranio  u otro combustible nuclear o del sol como las termoeléctricas, así como también de incineración de residuos sólidos urbanos(RSU) . Las centrales que en el futuro utilicen la fusión también serán centrales termoeléctricas. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/99/Turbina_de_vapor.jpg/220px-Turbina_de_vapor.jpg
En su forma más clásica, las centrales termoeléctricas consisten en una caldera en la que se quema el combustible para generar calor que se transfiere a unos tubos por donde circula agua, la cual se evapora. El vapor obtenido, a alta presión y temperatura, se expande a continuación en una turbina de vapor, cuyo movimiento impulsa un alternador que genera la electricidad. Luego el vapor es enfriado en un Condensador donde circula por tubos agua fría de un caudal abierto de un río o por torre de refrigeración.
En las centrales termoeléctricas denominadas de ciclo combinado se usan los gases de la combustión del gas natural para mover una turbina de gas. En una cámara de combustión se quema el gas natural y se inyecta aire para acelerar la velocidad de los gases y mover la turbina de gas. Como, tras pasar por la turbina, esos gases todavía se encuentran a alta temperatura (500 °C), se reutilizan para generar vapor que mueve una turbina de vapor. Cada una de estas turbinas impulsa un alternador, como en una central termoeléctrica común. El vapor luego es enfriado por medio de un caudal de agua abierto o torre de refrigeración como en una central térmica común. Además, se puede obtener la cogeneración en este tipo de plantas, al alternar entre la generación por medio de gas natural o carbón. Este tipo de plantas está en capacidad de producir energía más allá de la limitación de uno de los dos insumos y pueden dar un paso a la utilización de fuentes de energía por insumos diferentes.
Las centrales térmicas que usan combustibles fósiles liberan a la atmósfera dióxido de carbono (CO2), considerado el principal gas responsable del calentamiento global. También, dependiendo del combustible utilizado, pueden emitir otros contaminantes como óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, partículas sólidas (polvo) y cantidades variables de residuos sólidos. Las centrales nucleares pueden contaminar en situaciones accidentales (véase accidente de Chernóbil) y también generan residuos radiactivos de diversa índole.

Centrales Térmicas Solares 

Una central térmica solar o central termosolar es una instalación industrial en la que, a partir del calentamiento de un fluido mediante radiación solar y su uso en un ciclo termodinámico convencional, se produce la potencia necesaria para mover un alternador para generación de energía eléctrica como en una central térmica clásica. En ellas es necesario concentrar la radiación solar para que se puedan alcanzar temperaturas elevadas, de 300 °C hasta 1000 °C, y obtener así un rendimiento aceptable en el ciclo termodinámico, que no se podría obtener con temperaturas más bajas. La captación y concentración de los rayos solares se hacen por medio de espejos con orientación automática que apuntan a una torre central donde se calienta el fluido, o con mecanismos más pequeños de geometría parabólica. El conjunto de la superficie reflectante y su dispositivo de orientación se denomina heliostato. Su principal problema medioambiental es la necesidad de grandes extensiones de territorio que dejan de ser útiles para otros usos (agrícolas, forestales, etc.).

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/50/PS10_solar_power_tower_2.jpg/300px-PS10_solar_power_tower_2.jpg

 

 






 Centrales hidroeléctricas

Una central hidroeléctrica es aquella que se utiliza para la generación de energía eléctrica mediante el aprovechamiento de la energia potencial  del agua embalsada en una presa situada a más alto nivel que la central. El agua se lleva por una tubería de descarga a la sala de máquinas de la central, donde mediante enormes turbinas  se produce la electricidad en alternadores. Las dos características principales de una central hidroeléctrica, desde el punto de vista de su capacidad de generación de electricidad son:
·         La potencia que es función del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudal máximo turbinable, además de las características de la turbina y del generador.
·         La energía  garantizada en un lapso determinado, generalmente un año, que está en función del volumen útil del embalse, de la pluviometría anual y de la potencia instalada.

                                    

La potencia de una central hidroeléctrica puede variar desde unos pocos MW, hasta varios GW. Hasta 10 MW se consideran mini centrales.  En China se encuentra la mayor central hidroeléctrica del mundo, con una potencia instalada de 22.500 MW. La segunda es la represa de itaipú  (que pertenece a Brasi y Paraguay ), con una potencia instalada de 14.000 MW en 20 turbinas de 700 MW cada una.
Esta forma de energía posee problemas medioambientales al necesitar la construcción de grandes embalses en los que acumular el agua, que es sustraída de otros usos, incluso urbanos en algunas ocasiones.


Corriente eléctrica

La electricidad es una de las formas de energía más empleada por el hombre, hasta tal punto que hoy en día es difícil pensar en nuestra sociedad sin la electricidad. Con ella iluminamos nuestras viviendas, hacemos funcionar nuestros electrodomésticos, medios de transporte, sistemas de comunicación, máquinas, procesos industriales, etc. La electricidad se encuentra presente en nuestra vida cotidiana desde que suena el despertador hasta que apagamos la luz al acostarnos.
El éxito de la electricidad como fuente de energía se encuentra en la facilidad para obtenerla, trasportarla y transformarla en otros tipos de energía.

 La corriente eléctrica

La electricidad es un fenómeno originado por el movimiento que experimentan los electrones, partículas de masa muy pequeña que se encuentran entorno al núcleo del átomo.

Decimos que los electrones tienen carga eléctrica negativa (-), mientras que los protones, situados en el núcleo del átomo, tienen carga positiva (+). Los cuerpos pueden estar cargados positiva o negativamente como consecuencia del exceso de protones o electrones.


En determinados materiales, que denominamos conductores, es posible hacer fluir los electrones de un extremo al otro de los mismos, estableciéndose entonces una corriente eléctrica.




El camino por el que se desplazan los electrones es lo que denominamos circuito eléctrico, que podemos definir también como el un conjunto de elementos interconectados que permiten el paso de la corriente eléctrica.

Electricidad

¿Qué es la electricidad?

La electricidad (del griego ήλεκτρον elektron, cuyo significado es ámbar) es un fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas y cuyaenergía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros.1 2 3 4 Se puede observar de forma natural en fenómenos atmosféricos, por ejemplo los rayos, que son descargas eléctricas producidas por la transferencia de energía entre la ionosfera y la superficie terrestre (proceso complejo del que los rayos solo forman una parte).


Historia de la electricidad. 

Hacia el año 600 antes de Cristo (a.C.), el filósofo griego Tales de Mileto  descubrió que una barra de ámbar frotada con un paño atraía objetos pequeños, como trocitos de papel. Llamó electricidad a la propiedad adquirida por la barra, porque ámbar en griego se dice elektron.
El fenómeno se observa también en muchos otros materiales, como plástico o vidrio, y modernamente se llama carga eléctrica a la propiedad que adquieren al frotarlos. La corriente eléctrica que utilizamos diariamente consta de cargas eléctricas en movimiento, que se producen en formas más eficientes que frotando cuerpos.

Resulta curioso que hasta el siglo XVII los investigadores no tuvieran otra vez su interés por el ámbar. Mil años después en 1660, el médico y físico inglés William Gilbert se percató que algunas sustancias se comportaban como el ámbar atrayendo sustancias, como el vidrio o el azufre y que otras, como el cobre o la plata no ejercían ninguna atracción. Al fenómeno lo llamo electricidad, por la palabra griega elektron que significa ámbar y a las primeras sustancias: eléctricas y a las segundas: aneléctricas. Gilbert y otros investigadores consideraban que la electricidad era algo que entraba en el ámbar cuando se le frotaba. Pero los secretos de este extraño fenómeno se mantuvieron todavía durante un tiempo. Y todos los experimentos que se realizaban no dejaban de ser fenómenos de laboratorio.

En el año 1747, Benjamín Franklin, frente a lo que habían mantenido alguno de sus colegas, propuso que no existían dos tipos de fluidos y creía que la electricidad era algo que estaba en todas las cosas y que ésta se podía presentar en exceso o en defecto, bautizando estas dos posibilidades su electricidad negativa como faltaba y electricidad positiva su exceso. Hoy día se mantienen estos términos, pero con una comprensión distinta del fenómeno. Se utiliza en las pilas con sus signos más y menos.


La observación de la naturaleza llevo a Franklin a establecer una relación entre el ámbar y los rayos que caían al suelo. La potencia de la naturaleza tiene una de sus manifestaciones más bellas y terroríficas en el rayo. Es la electricidad en acción como resultado de una descarga eléctrica en una nube. La observación de los relámpagos fue fundamental para desvelar los secretos de la carga eléctrica. En su célebre experimento de 1752, Franklin hizo volar una cometa en medio de una tor-menta para demostrar que el rayo era electricidad y lo probó al pasar éste a través de la cuerda húmeda a la cual había atado una llave. Cuando tocó la llave salieron chis-pas como con el ámbar o al tocar una alfombra o algún material como un pica-porte. El científico arriesgó su vida, otros habían muerto en el intento, y con ello salvo también la de muchos otros al inventarse el pararrayos o barra metálica que atrae los rayos y los conducen al suelo para descargarlos.
A pesar de este avance el ámbar todavía era un material de experimentación, hasta que tres décadas después, en 1780, fue cuando Luigi Galvani descubrió que la electricidad podía excitar la contracción muscular, sin embargo fue el conde Alessandro Volta quien explicó este comportamiento al observar distintos metales sumergidos en agua salada. Y lo más importante para la humanidad que esta se podía producir: los aparatos de Volta, sus "pilas" producían cargas eléctricas por medio de una reacción química originada con dos placas de zinc y cobre sumergidas en ácido sulfúrico. Las bautizó como corriente, termino que seguimos utilizando hoy, incluidas las propias pilas que están basadas en el mimo principio.

Al mismo tiempo, Georg Simon Ohm sentó las bases del estudio de la circulación de las cargas eléctricas en el interior de materiales conductores. Pero para sentar las bases de nuestro mundo, impensable sin electricidad, hubo que fijarse en otra parte de la moneda: el magnetismo. En 1819, Hans Oersted descubrió que una aguja magnética colgada de un hilo se apartaba de su posición inicial cuando pasaba próxima a ella una corriente eléctrica y postuló que estas producían un efecto magnético. Lo que llevó al futuro telégrafo y a André Ampère a deducir que las corrientes eléctricas debían comportarse del mismo modo que lo imanes.

Simbología de la Electricidad

Los esquemas eléctricos son dibujos abreviados que nos permiten representar de forma clara y sencilla  las conexiones existentes entre los diferentes elementos de un circuito eléctrico. En ellos podemos identificar cada elemento con su correspondiente símbolo eléctrico. A continuación se muestran los símbolos de los elementos más comunes:


Símbolo
Componentes
PILA
BATERÍA
_______________
CONDUCTOR
CONEXIÓN
PUENTE
LÁMPARA
RESISTENCIA
ALTAVOZ
MOTOR