Como sabrás la energía eléctrica es fundamental para actividades tan cotidianas como ver televisión, escuchar música, iluminar habitaciones, etc.
ACTIVIDAD
Haz una lista de todos los artefactos que necesiten de energía eléctrica para funcionar que se encuentren en tu hogar.
Potencia eléctrica
La potencia eléctrica se puede entender, en general, como la rapidez con que se transforma un tipo de energía en otro tipo de energía, en un determinado intervalo de tiempo.
La potencia eléctrica, en particular, corresponde a la cantidad de energía eléctrica que un objeto consume o genera en un intervalo de tiempo.
POR EJEMPLO: si tenemos dos equipos de sonido de distinta potencia eléctrica cada uno, el de mayor potencia es capaz de transformar MÁS ENERGÍA ELÉCTRICA en sonido, en el mismo tiempo, que el de menor potencia; por ello es el sonido del equipo de mayor potencia se escucha más intenso.
donde P es la potencia eléctrica, E es la energía eléctrica (generada o
disipada) y t es el tiempo que demora en disiparse o generarse esta energía eléctrica.
UNIDAD DE MEDIDA DE POTENCIA
En el sistema internacional de medida (MKS) la potencia se mide en unidades de energía dividido por unidad de tiempo, a esta unidad se le conoce como WATT en honor al físico inglés James Watt, y se designa con la letra (W); esto es:
(Watt) = (Joule/segundo)
Generación de energía eléctrica
Las grandes centrales eléctricas son las encargadas de generara energía eléctrica utilizando distintos tipos de energía para funcionar. Las más comunes son las centrales hidroeléctricas, que funcionan con energía hidráulica, y las centrales termoeléctricas, que funcionan con energía térmica.
CENTRALES HIDROELÉCTRICAS
Estas centrales utilizan energía de la caída o el movimiento de un curso de agua para mover sus turbinas. En Chile el 56% de las turbinas que generan energía eléctrica lo hacen con la caída de agua y se
Algunas centrales eléctricas chilenas
Nombre Potencia
instalada Tipo
Ralco 570 (MW) Hidroeléctrica
Pehuenche 500 (MW) Hidroeléctrica
Pangue 467 (MW) Hidroeléctrica
Nehuenco 370 (MW) Termoeléctrica
San Isidro 370 (MW) Termoeléctrica
Nueva Renca 379 (MW) Termoeléctrica
EJERCICIOS DE CÁLCULO
1. Para un evento deportivo se estima que se encenderán un millón de televisores simultáneamente en todo el país. Calcular qué porcentaje de la potencia total que entrega cada una de las seis centrales
nacionales mencionadas, si se considera que cada TV tiene una potencia de 80 (W).
2. ¿Cuántas ampolletas de 60 (W) se pueden encender al mismo tiempo con la central: Ralco, Pehuenche, Pangue, Nehuenco, San Isidro, Nueva Renca?
CENTRALES TERMOELÉCTRICAS
En estas el movimiento de las turbinas se produce por la acción de la fuerza del vapor de agua. Para calentar el agua que produce el vapor se utilizan distintos combustibles como gas natural, diesel o carbón. La energía química de estos materiales se transforma en energía calórica que permite hervir el agua generando vapor a presión. Este vapor
adquiere energía mecánica moviendo la turbina al chocar con sus aspas. En Chile el 43% de las turbinas se mueven gracias al vapor. Y los
OTRAS FORMAS DE GENERAR ENERGÍA ELÉCTRICA
a) Generación eólica: gracias a la energía cinética del viento es posible mover grandes aspas que se
conectan al eje central de un generador, transformando este tipo de energía en energía eléctrica.
b) Generación fotovoltaica: se aprovecha la energía que proviene de la radiación solar que llega a la superficie del Planeta. Celdas fotovoltaicas capturan la energía solar y la transforman en energía eléctrica mediante los fotones que llegan de la luz del sol que excitan a los electrones de las capas de paneles construidos con materiales semiconductores hechos en base a silicio, lo que genera una corriente eléctrica.
¿Cuánta energía eléctrica consume un artefacto eléctrico en casa?
Cada aparato eléctrico tiene cierta potencia eléctrica que le permite
transformar cierta cantidad de energía eléctrica en otro tipo de energía en determinado intervalo de tiempo, que nosotros recibimos y utilizamos según nuestras necesidades, por ejemplo calentar agua, tostar pan, calentar
alimentos, aspirar residuos, etc. despejando la ecuación entrega al inicio podemos obtener la energía que gasta un artefacto eléctrico en nuestro hogar.
De esta relación podemos intuir de forma inmediata que mientras más tiempo esté encendido un artefacto eléctrico más energía eléctrica consume (o gasta). Por lo mismo ya sabemos cómo podríamos contribuir al ahorro de energía en el pais. De esta ecuación podemos ver que la unidad de medida de energía JOULE es igual a WATT por SEGUNDO.
(Watt*segundo) = (Joule)
DATO CURIOSO.
Normalmente las boletas de consumo de energía eléctrica, no cobran por la luz utilizada, sino por la energía disipada al funcionar los
aparatos eléctricos que se encuentran en el hogar. Pero no miden la energía consumida en Joule, sino en una unidad múltiplo de Watt por Segundo, que es KiloWatt por Hora.
POR EJEMPLO: una ampolleta de 60 (W) de una habitación encendida durante dos horas (7200 seg) es:
Medida en W*s:
E = P*t => E = 60(W)*7200(s) = 432000 (W*s)
Medida en kW*Hr
Problemas de Aplicación.
3. ¿Cuánta energía eléctrica consume una lavadora de 1200 (W) en cuatro horas semanas si funciona durante tres horas, dos días a la semana?
4. ¿Cuántos joule de energía consume un hervidor de agua eléctrico de 1850 (W) de potencia, si demora dos minutos en calentar el agua?
5. Calcular la energía que consume un equipo de sonido de 1400 (W) de potencia si está encendido durante 8,5 horas al día.
PREGUNTAS DE DISCUSION
1. ¿Funcionan realmente las ampolletas de “ahorro de energía” que venden en el mercado?
2. ¿Qué otro tipo de generación de energía eléctrica conoces?
