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Tema :GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD

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Semestre I

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I. OBJETIVOS

Comparar diversas formas de generación de tensión eléctrica.

Medir tensiones eléctricas con un multímetro.

Diferenciar polaridad en tensión DC.

II. MATERIAL Y EQUIPO

Termocuplas y sensores de temperatura patrón. Fotoceldas Bobina e Imán. Pila seca y Batería Electrolítica Multímetros Cautil Eléctrico

III. BASE TEORICA

¿Qué es electricidad?

En un cuerpo como el cobre, existe una gran cantidad de átomos.

Cada átomo tiene sus protones y electrones, estando los electrones distribuidos en diferentes capas y girando alrededor del núcleo de dicho átomo.

Si, por alguna razón, cierta cantidad de electrones citados se traslada de átomo en átomo a lo largo de todo el cuerpo, se genera lo que se conoce como CORRIENTE ELECTRICA.

Generación de tensión eléctrica:

La tensión eléctrica se origina por separación de cargas.

La tensión eléctrica es la tendencia de las cargas a compensarse.

La unidad de la magnitud tensión eléctrica es el voltio.

Tensión eléctrica

Símbolo U

Símbolo de la unidad V

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UNIDADES DE TENSION ELECTRICA

Múltiplos

MV = 106 V

KV = 103 V

Submúltiplos

mV = 10-3 V

V = 10-6 V

nV = 10-9 V

pV = 10-12 V

MANERAS DE OBTENER TENSIÓN ELECTRICA

Tensión por frotamiento

Al frotar materiales plásticos se obtiene un desequilibrio de cargas

Tensión por inducción magnética

Ley de Faraday: Esta indica que la diferencia de cargas se obtienen al mover una bobina en un campo magnético o al mover un imán en una bobina fija. Este principio se aplica por ejemplo en los generadores de las centrales eléctricas. La dinamo de una bicicleta y los micrófonos dinámicos.

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Tensión por tracción o presión en cristales

Al variar la presión o la tracción aparece una diferencia de cargas entre las superficies de determinados cristales (por ejemplo, cuarzo) El valor de la diferencia de cargas depende de la intensidad del esfuerzo exterior.

Tensión por calor

Al calentar el punto de contacto de dos metales diferentes aparece una pequeña tensión (algunos milivolt) El valor de la tensión depende de la temperatura. Este fenómeno se utiliza para efectuar medidas de temperatura.

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Tensión por luz

Cuando la luz incide sobre determinados materiales (silicio, germanio) provoca una separación de cargas. Este fenómeno se utiliza, por ejemplo en los fotómetros y para la obtención de tensión en los satélites artificiales.

Tensión por procesos químicos

Cuando se sumergen dos conductores diferentes en un líquido conductor también se produce una separación de cargas, fenómeno que se utiliza en todas las fuentes de tensión electroquímicas.

Voltaje

Voltaje es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos de un circuito. Normalmente uno de esos puntos suele ser masa (GND, 0v), pero no siempre, por ejemplo se puede medir el voltaje pico

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a pico de una señal (Vpp) como la diferencia entre el valor máximo y mínimo de esta. La palabra amplitud significa generalmente la diferencia entre el valor máximo de una señal y masa.

IV. PROCEDIMIENTO:

1.- Generación de tensión por calor:

La siguiente experiencia de laboratorio consiste en construir una curva de la característica temperatura

– Voltaje, de la unión caliente del elemento Termocupla.

Proceda de la siguiente manera para el caso de la termocupla.

a. Registre en la siguiente tabla los potenciales obtenidos en los extremos del termopar, para

un rango de temperatura entre 25 °C y 50 °C (procure registrar 5 valores diferentes).

b. Grafique los puntos registrados experimentalmente

T (°C) U (mV) GRAFICA U(mV) vs T(°C)

2500C 9

220C 2.1

440C 4.2

8.80C 8.4

a) ¿En qué parte del termopar se genera el voltaje?

Se genera en la unión de los puntos . .

b) ¿Cuál es la relación entre voltaje y temperatura?

La reacción es de cuanto más aumenta al temperatura más aumenta el voltaje .

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2.- Generación de tensión por luz:

La siguiente experiencia de laboratorio consiste en hacer incidir la luz solar sobre la fotocelda, los fotones de la luz solar interaccionan con los electrones disponibles e incrementan su nivel de energía.

Proceda de la siguiente manera:

a) Realizar el circuito según el esquema mostrado (voltímetro analógico). b) Registre en la siguiente tabla los potenciales obtenidos en los extremos de la fotocelda, para

ello utilice un voltímetro analógico.

Ausencia de Luz Presencia de Luz

Voltaje Medido 0.0 mv 49.9 mv

a) ¿Qué demuestra este experimento?

Se demuestra que la luz también genera electricidad o sea que la luz es una energía natural

b) Varíe la intensidad de la incidencia de luz. ¿Qué ocurre?

Ocurre un cambio la cual es que si hay una luz demasiadamente luminosa hay mucha energía eléctrica. .

3.- Generación de tensión por inducción magnética:

- Con un voltímetro de doble polaridad conectado a una bobina con núcleo de aire, sométala a la influencia del imán permanente, tanto con el polo norte como el polo sur.

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a) ¿Qué observa en la experiencia?

Al agitar más rápido genera mayor cantidad de energía eléctrica. porque los polos del imán generan energía eléctrica .

b) Mantenga el imán en reposo ¿Qué ocurre?

No se genera ninguna cantidad de cara eléctrica .

c) Mueva con mayor rapidez el imán. ¿Qué ocurre?

Se genera mayor voltaje de energía .

4.- Generación de tensión por procesos químicos:

Realice el circuito según el esquema mostrado

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a) Con el multímetro medir el voltaje de la pila.

U= 3.50………….

b) Invertir la polaridad de las puntas de prueba del multimetro y medir nuevamente

U= -3.50…………….

c) Explique qué es lo que ocurre.

Al invertir la polaridad se invierten el voltio .

V.- 0BSERVACIONES Y CONCLUSIONES

OBSERVACIONES:

La energía eléctrica se obtiene de distintas formas porque en mayor parte nosotros estamos rodeados de energías naturales y renovables.

CONCLUSIONES:

La mayoría de las personas no saben de las energías naturales y las renovables por eso siguen contaminando el medio ambiente. si conocieran las energías que la naturaleza nos brinda no estaríamos contaminando el medio que nos rodea ……………………………………………………….

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Trabajo de Investigación: (Presentar como anexo manuscrito)

Explique el efecto Seebeck,y mencione algunas aplicaciones

Investigue acerca de las energías renovables

Explique la ley de Faraday.

EL EFECTO SEEBECK

Efecto Seebeck. Es la de producción de electricidad a partir del contacto entre dos metales diferentes, dos semiconductores, o un metal y un semiconductor, que se hallen en un mismo circuito, debido a la diferencia de temperatura entre ellos.

Principio del efecto Seebeck

Efecto Seebeck con metal y semiconductor

Al conectar dos conductores diferentes entre sí, la diferencia de temperatura entre ellos causa una diferencia de potencial en el punto de contacto, lo cual genera una corriente eléctrica en los conductores que forman el circuito. El sentido del flujo de la f.e.m. en el caso de dos metales va desde el área de mayor temperatura hacia la de menor temperatura y está en el orden de algunos microvolts por grados centígrados.

En el caso de la unión entre un metal y un semiconductor el sentido de la f.e.m. depende del tipo de material que se utilice, P o N, y pueden alcanzar hasta 200 microvolts por grados centígrados. Los dispositivos construidos bajo este principio son conocidos como termopares.

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Aplicaciones

Bajo este efecto se proyecta la conversión directa del calor en electricidad por medio de pilas termoeléctricas. Para este fin entre los semiconductores más apropiados se encuentran el selenurio, el telurio de bismuto y el antimonio.

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ENERGIAS RENOVABLES

Las energías renovables son energías limpias que contribuyen a cuidar el medio ambiente. Frente a los efectos contaminantes y el agotamiento de los combustibles fósiles, las energías renovables son ya una alternativa. En Erenovable os hablamos ahora de la Energía solar, eólica, biomasa, energía geotérmica, energía hidroeléctrica, hidrógeno, energía de los océanos y mucho mas.

El mundo, nuestra vida diaria, se basa en la energía, la energía eléctrica. Nos rodea casi en cada cosa que hacemos y usamos. Pero, ¿sabemos qué es la energía?

Según la física, energía se define de una forma simple, es a capacidad de hacer algún trabajo. Pero en lo referente a tecnología, que es lo nuestro, energía es un recurso natural, y también la tecnología en sí que se usa para explotarla, y volverla industrial y un recurso económico.

De lo que hablamos notros aquí en  Energías renovables, es de energía eléctrica. Si bien nosotros nos enfocamos en una forma de obtener esa energía de fuentes renovables, hay muchas formas de obtener energía eléctrica

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LEY DE FARADAY

Cualquier cambio del entorno magnético en que se encuentra una bobina de cable, originará un "voltaje" (una fem inducida en la bobina). No importa como se produzca el cambio, el voltaje será generado en la bobina. El cambio se puede producir por un cambio en la intensidad del campo magnético, el movimiento de un imán entrando y saliendo del interior de la bobina, moviendo la bobina hacia dentro o hacia fuera de un campo magnético, girando la bobina dentro de un campo magnético, etc