Fuentes de energía eléctrica: descripción, tipos y características

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Las fuentes de energía eléctrica en cada localidad difieren en la forma en que se recibe. Entonces, en las estepas, es más conveniente usar el poder del viento o convertir el calor después de quemar combustible, gas. En las montañas, donde hay ríos, se construyen represas y el agua mueve turbinas gigantes. La fuerza electromotriz se obtiene en casi todas partes a expensas de otras energías naturales.

De dónde provienen los alimentos de consumo

Las fuentes de energía eléctrica reciben voltaje después de la transformación de la fuerza del viento, movimiento cinético, flujo de agua, resultado de una reacción nuclear, calor de la combustión de gas, combustible o carbón. Las centrales térmicas y las centrales hidroeléctricas están muy extendidas. El número de plantas de energía nuclear está disminuyendo gradualmente ya que no son del todo seguras para las personas que viven cerca.

Se puede utilizar una reacción química, vemos estos fenómenos en baterías de automóviles y electrodomésticos. Las baterías para teléfonos funcionan con el mismo principio. Los deflectores de viento se utilizan en lugares con viento constante, donde las fuentes de energía eléctrica contienen un generador de alta potencia convencional en el diseño.

A veces una estación no es suficiente para alimentar a toda la ciudad,y las fuentes de energía eléctrica se combinan. Entonces, los paneles solares se instalan en los techos de las casas en países cálidos, que alimentan las habitaciones individuales. Gradualmente, las fuentes respetuosas con el medio ambiente sustituirán a las estaciones que contaminan la atmósfera.

En autos

La batería en el transporte no es la única fuente de energía eléctrica. Los circuitos del automóvil están diseñados de tal manera que al conducir se inicia el proceso de conversión de la energía cinética en energía eléctrica. Esto se debe al generador, en el que la rotación de las bobinas dentro del campo magnético genera la aparición de una fuerza electromotriz (FEM).

En la red comienza a fluir corriente, cargando la batería, cuya duración depende de su capacidad. La carga comienza inmediatamente después de arrancar el motor. Es decir, la energía se genera quemando combustible. Los desarrollos recientes en la industria automotriz han hecho posible utilizar los campos electromagnéticos de una fuente de energía eléctrica para el tráfico.

En los vehículos eléctricos, las potentes baterías químicas generan corriente en un circuito cerrado y sirven como fuente de energía. Aquí se observa el proceso inverso: se genera EMF en las bobinas del sistema de transmisión, lo que hace que las ruedas patinen. Las corrientes en el circuito secundario son enormes, proporcionales a la velocidad de aceleración y al peso del automóvil.

El principio de la bobina con un imán

La corriente que fluye a través de la bobina provoca un flujo magnético alterno. Él, a su vez, ejerce una fuerza de flotación sobre los imanes, lo que fuerza el marco con dosgirar con imanes de polaridad opuesta. Así, las fuentes de energía eléctrica sirven como nodo para el movimiento de automóviles.

El proceso inverso, cuando el marco con el imán gira dentro de los devanados, debido a la energía cinética, le permite convertir el flujo magnético alterno en la FEM de las bobinas. Además, se instalan estabilizadores de voltaje en el circuito, lo que proporciona el rendimiento requerido de la red de suministro. De acuerdo con este principio, la electricidad se genera en centrales hidroeléctricas, centrales térmicas.

EMF en el circuito también aparece en un circuito cerrado ordinario. Existe mientras se aplique una diferencia de potencial al conductor. La fuerza electromotriz es necesaria para describir las características de una fuente de energía. La definición física del término suena así: EMF en un circuito cerrado es proporcional al trabajo de fuerzas externas que mueven una sola carga positiva a través de todo el cuerpo del conductor.

Fórmula E=IR: se tiene en cuenta la resistencia total, que consiste en la resistencia interna de la fuente de alimentación y los resultados de sumar la resistencia de la sección alimentada del circuito.

Restricciones a la instalación de subestaciones

Todo conductor por el que circula corriente genera un campo eléctrico. La fuente de energía es un emisor de ondas electromagnéticas. Alrededor de instalaciones potentes, en subestaciones o cerca de grupos electrógenos, la salud humana se ve afectada. Por lo tanto, se han tomado medidas para limitar los proyectos de construcción cerca de edificios residenciales.

ActivadoA nivel legislativo se establecen distancias fijas a objetos eléctricos, más allá de las cuales un organismo vivo es seguro. Se prohíbe la construcción de subestaciones potentes cerca de las casas y en la ruta de las personas. Las instalaciones de potencia deben tener vallas y accesos cerrados.

Las líneas de alta tensión se montan por encima de los edificios y se extraen de los asentamientos. Para eliminar la influencia de las ondas electromagnéticas en la zona residencial, las fuentes de energía se cierran con pantallas metálicas puestas a tierra. En el caso más simple, se utiliza una malla de alambre.

Unidades de medida

Cada valor de la fuente de energía y del circuito se describe mediante valores cuantitativos. Esto facilita la tarea de diseñar y calcular la carga para una fuente de alimentación específica. Las unidades de medida están interconectadas por leyes físicas.

Las unidades de las fuentes de alimentación son las siguientes:

• Resistencia: R - Ohm.
• CEM: E - Voltios
• Reactiva e impedancia: X y Z - Ohm.
• Corriente: I - Amp.
• Voltaje: U - Volt.
• Potencia: P - Watt.

Construcción de circuitos de alimentación en serie y en paralelo

El cálculo en cadena se vuelve más complicado si se conectan varios tipos de fuentes de energía eléctrica. Se tiene en cuenta la resistencia interna de cada rama y la dirección de la corriente a través de los conductores. Para medir el EMF de cada fuente por separado, deberá abrir el circuito y medir el potencial directamente en los terminales de la batería de suministro con un dispositivo: un voltímetro.

Cuando el circuito está cerrado, el dispositivo mostrará una caída de voltaje, que tiene un valor menor. A menudo se requieren múltiples fuentes para obtener la nutrición necesaria. Dependiendo de la tarea, se pueden utilizar varios tipos de conexiones:

• Secuencial. Se suma la FEM del circuito de cada fuente. Entonces, cuando se usan dos baterías con un valor nominal de 2 voltios, obtienen 4 V como resultado de la conexión.
• Paralelo. Este tipo se utiliza para aumentar la capacidad de la fuente, respectivamente, hay una mayor duración de la batería. El EMF del circuito con esta conexión no cambia con las mismas clasificaciones de batería. Es importante observar la polaridad de la conexión.
• Las conexiones combinadas rara vez se usan, pero ocurren en la práctica. El cálculo de la FEM resultante se realiza para cada sección cerrada individual. Se tiene en cuenta la polaridad y el sentido de la corriente de las ramas.

Fuente de alimentación ohmios

La resistencia interna de la fuente de energía eléctrica se tiene en cuenta para determinar la FEM resultante. En general, la fuerza electromotriz se calcula mediante la fórmula E=IR + Ir. Aquí R es la resistencia del consumidor y r es la resistencia interna. La caída de tensión se calcula según la siguiente relación: U=E - Ir.

La corriente que circula por el circuito se calcula según la ley de Ohm del circuito completo: I=E/(R + r). La resistencia interna puede afectar la fuerza actual. Para evitar que esto suceda, la fuente se selecciona para la carga de acuerdo consiguiente regla: la resistencia interna de la fuente debe ser mucho menor que la resistencia total total de los consumidores. Entonces no es necesario tener en cuenta su valor por el pequeño error.

¿Cómo medir los ohmios de la fuente de alimentación?

Dado que las fuentes y los receptores de energía eléctrica deben coincidir, surge inmediatamente la pregunta: ¿cómo medir la resistencia interna de la fuente? Después de todo, no puede conectarse con un ohmímetro a contactos con los potenciales disponibles en ellos. Para resolver el problema, se utiliza un método indirecto de tomar indicadores: se requieren los valores de cantidades adicionales: corriente y voltaje. El cálculo se realiza según la fórmula r=U/I, donde U es la caída de tensión en la resistencia interna e I es la corriente en el circuito bajo carga.

La caída de tensión se mide directamente entre los terminales de la fuente de alimentación. Se conecta al circuito una resistencia de valor conocido R. Antes de tomar medidas, es necesario fijar el EMF de la fuente con un circuito abierto - E con un voltímetro. A continuación, conecte la carga y registre las lecturas - U carga. y actual I.

Caída de tensión deseada en la resistencia interna U=E − U carga. Como resultado, calculamos el valor requerido r=(E − U carga)/I.