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La energía en la ingeniería eléctrica
Cuando hablamos de potencia y de las diferentes formas en que se utiliza la energía en las aplicaciones de los sistemas eléctricos modernos, nos referimos con frecuencia a la carga eléctrica. Las cargas eléctricas son uno de los principios fundamentales de la energía eléctrica y la transmisión en cualquier circuito.
Echemos un breve vistazo a la teoría eléctrica y hablemos de algunas cargas eléctricas fundamentales, antes de ver también las diferentes funciones de las cargas eléctricas en los sistemas de potencia. Sea cual sea la carga del sistema de alimentación que esté diseñando, nuestros expertos pueden ayudarle a asegurarse de que obtiene el equipo adecuado y un diseño seguro para que su proyecto sea un éxito.
Una carga eléctrica es cualquier dispositivo o componente eléctrico que consume energía eléctrica y convierte esa energía en otra forma. Como parte de cualquier circuito eléctrico, el componente transforma la corriente en algo útil, normalmente movimiento, luz o calor. Una lámpara eléctrica, una resistencia o incluso un motor son ejemplos sencillos.
Cualquier carga que conste de un elemento calefactor suele denominarse carga resistiva. Una carga resistiva obstruye el flujo de energía en el circuito, convirtiéndola en energía térmica. Véanse las lámparas incandescentes y los calentadores eléctricos.
Tipos de centrales eléctricas
Como la mayoría de los estadounidenses, usted depende de la electricidad a diario, pero probablemente no piense mucho en su procedencia ni en cómo aparece mágicamente en su casa para alimentar sus diversos aparatos electrónicos. Sin embargo, merece la pena echar un vistazo, ya que entre las actuales preocupaciones medioambientales globales y el cambiante clima geopolítico, no querrá acabar “a oscuras”.
En pocas palabras, la electricidad implica el flujo de electrones, que se definen como corriente. Hay dos tipos principales de corriente: La corriente continua, un “flujo” de energía como el que se obtiene de una pila, y la corriente alterna (como la de los enchufes de la pared), que invierte la dirección de los electrones y permite encender y apagar el flujo de corriente. Pero esa corriente hay que generarla o crearla. Por suerte, hay muchas formas diferentes, desde la más simple carga eléctrica estática producida por el simple roce de materiales, hasta el proceso infinitamente complejo de aprovechar la energía nuclear como fuente de energía.
Casi todas las formas de obtener energía implican el uso de turbinas. En el caso de la energía generada por combustibles fósiles, esto implica la combustión para la producción de vapor y gases para hacer girar los ejes de las turbinas, que, cuando se conectan a un generador, convierten esta energía mecánica en corriente eléctrica. En las opciones renovables, sin embargo, la propia fuente suele alimentar el movimiento de las turbinas.
Tipos de potencia en el circuito eléctrico
Definición: El ritmo al que se realiza el trabajo en un circuito eléctrico se denomina potencia eléctrica. En otras palabras, la potencia eléctrica se define como la tasa de transferencia de energía. La energía eléctrica es producida por el generador y también puede ser suministrada por las baterías eléctricas. Proporciona una forma de energía de baja entropía que se transporta a larga distancia y también se convierte en otras formas de energía como el movimiento, la energía térmica, etc.
La energía eléctrica se divide en dos tipos: la corriente alterna y la corriente continua. La clasificación de la energía eléctrica depende de la naturaleza de la corriente. La energía eléctrica se vende en julios, que es el producto de la potencia en kilovatios y el tiempo de funcionamiento de la maquinaria en horas. La utilidad de la energía se mide con el contador eléctrico que registra la energía total consumida por los aparatos alimentados. La potencia eléctrica viene dada por la ecuación que se muestra a continuación.
Así, se dice que la potencia consumida en un circuito eléctrico es de un vatio si fluye una corriente de un amperio a través del circuito cuando se aplica una diferencia de potencial de 1 voltio a través de él.La unidad más grande de potencia eléctrica es el kilovatio (kW), que se suele utilizar en el sistema de energía
Fórmula de la potencia eléctrica
La energía eléctrica suele ser producida por generadores eléctricos, pero también puede ser suministrada por fuentes como las baterías eléctricas. Suele ser suministrada a las empresas y a los hogares (como electricidad doméstica) por la industria eléctrica a través de una red eléctrica.
La potencia eléctrica, al igual que la mecánica, es la tasa de realización de trabajo, medida en vatios, y representada por la letra P. El término vatiaje se utiliza coloquialmente para significar “potencia eléctrica en vatios”. La potencia eléctrica en vatios producida por una corriente eléctrica I consistente en una carga de Q coulombs cada t segundos que pasa por una diferencia de potencial eléctrico (tensión) de V es
La energía eléctrica se transforma en otras formas de energía cuando las cargas eléctricas se mueven a través de una diferencia de potencial eléctrico (tensión), lo que ocurre en los componentes eléctricos de los circuitos eléctricos. Desde el punto de vista de la energía eléctrica, los componentes de un circuito eléctrico pueden dividirse en dos categorías:
Si las cargas se mueven por una “fuerza exterior” a través del dispositivo en la dirección del potencial eléctrico más bajo al más alto, (así que la carga positiva se mueve del terminal negativo al positivo), se hará trabajo sobre las cargas, y se está convirtiendo energía en energía potencial eléctrica desde algún otro tipo de energía, como la energía mecánica o la energía química. Los dispositivos en los que esto ocurre se llaman dispositivos activos o fuentes de energía; como los generadores eléctricos y las baterías.