jueves, 22 de enero de 2009

Conceptos Fundamentales de Electricidad

El circuito eléctrico
Las variables eléctricas de un sistema que alimenta una lámpara eléctrica, un motor o un edificio pueden ser analizadas mediante un modelo denominado "CIRCUTO ELECTRICO" el cual se puede ver en la figura No.1
En donde se puede identificar:
La fuente de energía eléctrica cuyo voltaje es 220 V
El consumidor de energía, en este caso un horno de 11 kW
Los conductores que forman un circuito cerrado, los cuales conducen una corriente de 50 A
Las variables eléctricas que el ingeniero debe conocer para analizar su consumo de energía son las siguientes:
La corriente eléctrica (i)
Es definida como el flujo ordenado de cargas eléctricas (DIN 5489) que transporta la energía desde la fuente al "consumidor", denominada también como "intensidad de corriente" es definida por la expresión:

Las unidades de la intensidad de corriente en el sistema internacional son los Ampere (A). De acuerdo a su magnitud se utilizan los siguientes múltiplos:
1 microampere (m A) = 0,000 001 A corriente en las memorias de PC
1 miliampere (mA) = 0,001 A 250 mA muerte de una persona
1 kiloampere (kA) = 1.000 A Maquinas de soldar, hornos de fusión.
En el ejemplo, el horno "consume" una corriente de 50 Ampere.

La Tensión eléctrica (u)
La capacidad de transporte de carga eléctrica (energía) que tiene toda fuente eléctrica. El voltaje entre dos puntos "a" y "b" del circuito se define como la diferencia en el nivel de energía de una unidad de carga localizada en dichos puntos. Se define por la expresión:

La unidad del sistema internacional es el Voltio (V), como en el caso anterior se puede trabajar con multiplicadores.
1 microvoltio (m V) = 0,000 001 A voltajes inducidos.
1 milivoltio (mV) = 0,001 A voltajes en circuitos electrónicos
1 kilovoltio (kV) = 1.000 V voltajes de transmisión y distribución.
Los voltajes industriales más usados en nuestro país son 220 V, 380 V, 440 V y 660 V. En la transmisión y distribución 10 kV, 13,2 kV, 60 kV y 220 kV. En el caso del ejemplo, tenemos una fuente de 220 V

La potencia eléctrica (P)
La potencia eléctrica es la capacidad que tiene la electricidad de producir un trabajo o de transformar la energía en un tiempo dado. Se define por la siguiente expresión:
P = U * I
En el sistema internacional, la unidad de potencia es el Watt (W) y se cumple la siguiente relación:
1 Watt = 1 Ampere x 1 Voltio
1 kilowatt (kW) = 1.000 Watts Fuerza motriz en general.
1 Megawatt (MW) = 1.000.000 Watts Plantas industriales, ciudades.
Los niveles de potencia con los cuales se trabaja normalmente son del orden de 150 kW para pequeñas plantas industriales y por encima de 1 MW las grandes instalaciones. En el acaso del ejemplo, se tiene una potencia que se transforma en un flujo de calor de 11 kW.

La Energía Eléctrica (E).
La energía eléctrica (E) es la forma más versátil de las energías manejadas por el hombre. Se define como el trabajo que puede realizar una potencia eléctrica dada en un tiempo dado. Por lo tanto la energía se puede calcular mediante la expresión siguiente:

La energía eléctrica se mide en Joules (J), sin embargo en el campo de la electricidad se suele utilizar el kW-h (kilowatt hora). Y esta unidad es la que aparece en las facturas de la empresa eléctrica.
1 kW-h = 3,6 Megajoule
En el ejemplo, si el horno estuviera funcionando 10 horas, la energía consumida sería:
Energía = P.t = 11 kW * 10 horas = 110 kW-h.
La resistencia eléctrica (R)
Es la oposición que ofrece todo cuerpo al paso de la corriente, depende en mayor o menor grado de su constitución atómica y/o molecular de cada material. La resistencia eléctrica se mide en Ohms (W ) y los multiplicadores usados son.
1 microhm (m W ) = 0,000 001 Ohm
1 miliohm (mW ) = 0,001 Ohm
1 kiloohm (kW ) = 1.000 Ohm
1 megaohm (MW ) = 1.000.000 Ohm
La manifestación de la presencia de una resistencia en el circuito, es la generación de calor, la que ocurre al pasar la corriente a través de ella, de allí su importancia para un auditor energético.

La ley de Ohm.
La relación más importante en un circuito eléctrico es la ley de Ohm, la cual relaciona la tensión, la corriente y la resistencia, la cual se expresa así:
U = I * R
Lo que implica que 1 Voltio = 1 Ampere * 1 Ohm y que debe entenderse como que al circular una corriente de 1 amperio por un cuerpo cuya resistencia es 1 _, se produce una caída de tensión en los terminales de 1 voltio.
En el ejemplo, el horno consume 50 Ampere y en sus terminales existe una tensión eléctrica de 220 V, por lo tanto la resistencia del horno se puede calcular usando la expresión de Ohm.

Usando la relación de Ohm, se puede determinar la potencia eléctrica en función de la resistencia y cualquiera de las variables eléctricas.

Es decir conociendo en valor de la resistencia y la corriente, podemos determinar la energía calorífica que se disipa en un conductor eléctrico
La corriente directa la corriente directa y la corriente alterna
La corriente directa o continua es aquella cuyo valor y sentido son constantes (no cambian en el tiempo). En la gráfica No.1, se puede ver la representación gráfica de la corriente directa, por ejemplo es una corriente de 10 A
Por lo tanto, una corriente continua se produce en un circuito cuando se aplica una fuente de tensión continua a este circuito, por ejemplo una batería de auto o un panel fotovoltaico que alimenta unas lámparas incandescentes.
Por ejemplo, la batería de un automóvil cuyo voltaje es 12 VDC, alimenta a una lámpara cuya resistencia es 3 W , entonces la corriente producida será 4A DC y la potencia disipada será 48 Watts.
La corriente alterna es aquella cuyo valor y sentido cambian en el tiempo de forma periódica. En el caso de la corriente usada industrialmente, al graficar la corriente alterna, la gráfica obtenida tiene la forma de una onda sinusoidal.





Tecnologías ecológicas : Automóviles eléctricos y pilas de hidrógeno

Hace doscientos años, el ingeniero suizo François Isaac de Rivaz inventó un motor de combustión interna que funcionaba con una mezcla combustible de hidrógeno y oxígeno, pero el automóvil que diseñó para el motor fue un fracaso. Los primeros automóviles eléctricos se inventaron unos 25 años más tarde, mucho antes de que aparecieran los Sres. Daimler, inventor del motor a gas moderno en 1885, y Benz, titular, en 1886, de la patente DRP 37435 por un automóvil a gasolina.

Llénelo de hidrógeno comprimido, por favor

Honda muestra el prototipo de su FCX, automóvil eléctrico de última generación a pila de combustible, totalmente funcional. Honda ha presentado al PCT más de 40 solicitudes de patente relacionadas con pilas de combustible.


CLaimlerChrysler, Ford, Honda, General Motors, Mazda – todas estas grandes empresas constructoras de automóviles han diseñado automóviles a pila de combustible, algunos de ellos han sido probados por la clientela. En 2003, un equipo de DaimlerChrysler cruzó los EE.UU. en 12 días con la pila de combustible NECAR 5 y logró la marca de velocidad de 160 km/h, demostrando que los automóviles a pila de combustible podían recorrer grandes distancias. A principios de 2006, Mazda comenzó a alquilar la pila de combustible RX-8s a clientes comerciales en Japón, convirtiéndose en el primer fabricante en poner un vehículo a hidrógeno en manos de sus clientes

Un hogar alimentado con energía solar e hidrógeno


Mike Strizki, ingeniero de Renewable Energy International, Inc. y Advanced Solar Products, Inc., construyó una red de energía eléctrica no contaminante para su hogar, usando 56 paneles solares y un electrolizador para separar el hidrógeno del agua, hidrógeno que luego conserva en su propiedad en tanques. Los paneles solares suministran 160 por ciento de la electricidad necesaria para el hogar en verano y 60 por ciento de la electricidad necesaria en invierno. La gestión estacional de la electricidad permite constituir durante el verano una reserva de hidrógeno para ser usada en invierno. El hidrógeno disponible es suficiente para alimentar durante todo el año vehículos y aparatos electrodomésticos, entre ellos una cocina a hidrógeno. Mike Strizki dispone de más electricidad de la necesaria para alimentar su bañera caliente, su piscina, su televisor de pantalla gigante y automóviles a pila de hidrógeno.


PROYECTOS EN EJECUCION


Un Paso Más Hacia los Motores Eléctricos Para los Automóviles Cotidianos.

El metalúrgico Iver Anderson (del Laboratorio Ames) está desempeñando un papel fundamental en el avance de la tecnología de los motores eléctricos para automóviles que se necesita para satisfacer la enorme demanda que se espera de los consumidores durante los próximos cinco años. Él y sus colegas del Laboratorio Ames, Bill McCallum y Matthew Kramer, han diseñado una aleación para un imán permanente de alto rendimiento que opera con buena fuerza magnética a 200 grados Celsius, con el propósito de ayudar a hacer más eficientes y rentables a los automóviles eléctricos.


Autos del futuro: exponen en Japón los vehículos "híbridos" más modernos



Son vehículos que trabajan con combustibles alternativos, como electricidad, hidrógeno y energía solar. La muestra, en la ciudad de Yokohama, reúne los últimos modelos de coches con estas tecnologías. Según los especialistas, son los que reemplazarán a los autos actuales.




MI PERFIL OCUPACIONAL

• En diversos sectores del área de producción que requieran mantención
eléctrica y/o mecánica: sala de proceso, en las máquinas presentes en la
planta, bodega, oficina, entre otros.
• En instalaciones destinadas a mantención de maquinarias y estructuras.
• Trabajando en altura.
• En bodega de repuestos.
• Chequeando el estado eléctrico de las instalaciones en general,
maquinarias, cableado, componentes de los tableros eléctricos de la
empresa.
• Chequeando el estado mecánico de las instalaciones en general,
maquinarias, ruidos extraños, estado de rodamientos y cintas, entre otros.


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