Como funciona la energía eolica

Hoy en día la electricidad es fundamental para todos los aspectos de la vida. Claramente no podríamos seguir viviendo si de un día para el otro no se pudiera producir mas electricidad. El 90% de las cosas funcionan a base de electricidad.

Hay muchas formas de obtener electricidad, pero no todas son “limpias”, es decir muchas en el proceso de transformar un tipo de energía en energía eléctrica contaminan el medio ambiente. Por eso es importante las aplicaciones de energía renovable como la energía eólica.

La energía eólica es una forma de producir energía eléctrica mediante la energía del viento, en las centrales eólicas. A continuación explicaremos su funcionamiento.

Funcionamiento de una central eólica

Es importante antes de instalar una central eólica, estudiar bien el terreno y las condiciones climáticas para asegurarse que se van a proveer de viento todo el tiempo.

Se colocan molinos con un gran mástil coronados con una góndola que contiene 3 hélices. Estas están preparadas para moverse con el viento. Cuando comienzan a moverse producen energía mecánica, que luego es transformada en energía eléctrica. Luego dicha electricidad es aumentada mas de 4 veces por un transformador.

Una vez producida la energía eléctrica es transportada a través de cables a centrales eléctricas para ser distribuida.

Video de como funciona la energía eólica

Como funciona un motor eléctrico

Un motor eléctrico es una maquina que se encarga de transformar energía eléctrica en energía mecánica. Es decir a través de potencia eléctrica se produce un trabajo mecánico, un desplazamiento o un movimiento rotacional.

Consta de un estator, que es la parte estática del motor, donde se colocan las bobinas que generaran un campo magnético rotatorio, y un rotor, el cual contendrá la bobina donde se generara la fuerza que hará que esta parte del motor gire.

Principio de funcionamiento del motor electrico

El principio de funcionamiento de un motor eléctrico se basa en la ley de Lorentz, la cual afirma que se generara una fuerza debido a la existencia de cargas puntuales interactuando con un campo magnético y un campo eléctrico. Esta interacción viene dada por la siguiente formula:

{\displaystyle \mathbf {F} =q(\mathbf {E} +\mathbf {v} \times \mathbf {B} )}, donde F: es la fuerza que se genera, q: es la carga puntual, E: es el campo eléctrico, v: es la dirección en la que fluye la corriente y B: es el campo magnético.

Lo que sucede a grandes rasgos, es que el estator genera un campo magnético rotatorio, lo que vendría a ser como un imán rotatorio. Este campo magnético, genera una corriente en el rotor, que a su vez induce un campo magnético en el rotor, que actúa como un imán. Lo que sucederá entonces es que el campo magnético del rotor se acoplará al campo magnético rotatorio del estator. Es como si dos imanes con distintos polos se juntan y uno esta girando, por lo que el otro empezara a girar, haciendo girar el rotor y produciendo energía mecánica.

Video de como funciona un motor electrico

Como funciona un transformador electrico

El transformador transfiere la energía eléctrica desde un circuito a otro, esto con un cambio de voltaje. Se explica cómo funciona un transformador eléctrico, qué es, sus aplicaciones, partes, etc.

¿Qué es un transformador eléctrico?

El transformador eléctrico es un dispositivo con el que se va a transferir la energía eléctrica desde un circuito hacia otro, en la mayor parte de los casos con un cambio de voltaje de por medio. Respecto a los transformadores, operan tan sólo con una corriente de electricidad que sea variable, al igual que una corriente alternativa (AC).

¿Cómo funciona un transformador eléctrico?

El transformador eléctrico en su concepción más simple consta de dos bobinas de cable aislado. En la mayor parte de los casos, esos cables se enrollan alrededor de una estructura con hierro, que se llama núcleo. Una bobina que es la primaria se conecta con la fuente de la corriente alternativa, por lo que se produce un campo magnético constantemente variable, y ello es alrededor de la bobina.

De modo sucesivo, el campo de la variación magnética va a producir una corriente alternativa para la otra bobina, en esa bobina que es la secundaria se conecta con el circuito eléctrico separado.

Para pensar el funcionamiento de un transformador eléctrico de un modo más cotidiano o como ejemplo, considere que se habla de tener un voltaje grande y pasarlo a un voltaje de 220v. Esto se da debido a la relación de vueltas del alambre que hay entre la primera bobina y la segunda. Es decir, el voltaje en la segunda bobina (que es el que queremos que sea 220) va a depender del número de vueltas que haya en la primer bobina y el número de vueltas que tenga la segunda bobina.

Como funciona un transformador electrico

Video de cómo funciona un transformador eléctrico

¿Para qué sirve un transformador eléctrico?

Los transformadores eléctricos son claves para la distribución de la energía, esto se debe a que van a elevar el voltaje de la electricidad que se genera en una central eléctrica, para que así se pueda alcanzar un nivel necesario como para que se transmita la electricidad de un modo eficiente.

En algunos casos los transformadores van a reducir el voltaje en localizaciones en las que se usa electricidad. Hay que pensar que son muchos los dispositivos del hogar que disponen de transformadores que se reduzca o eleve el voltaje de la corriente según se requiera.

Aplicaciones de un transformador eléctrico

  • Para subtransmisión y transmisión de energía eléctrica en alta y media tensión.
  • En subestaciones transformadores o centrales de generación.
  • Distribución de energía eléctrica en las calles o zonas urbanas.
  • Para la regulación del flujo de la energía eléctrica en distintos dispositivos o circuitos.

Partes de un transformador eléctrico

  • Devanado primario – También se conoce como bobina primaria y es la que se conecta a la fuente de energía, para transportar la corriente alterna desde la línea de suministro.
  • Núcleo de material magnético – Se trata de un circuito magnético en el que se van a enrollar los devanados y en el que se produce un flujo magnético alterno.
  • Devanado secundario – Se conoce como bobina secundaria y es la que termina por suministrar la energía a la carga y es allí donde se va a generar la fuerza electromotriz debido al cambio de magnetismo en el núcleo que va a estar rodeando.

Clasificación de los transformadores eléctricos

De acuerdo con la relación del número de vueltas de los devanados:

  • Devanado de alto voltaje o muchas vueltas del devanado – El cobre es relativamente fino y están lo suficientemente aisladas como para que se soporte el voltaje aplicado en el mismo.
  • Devanado de bajo voltaje o pocas vueltas del devanado – El cobre es pesado y puede transportar una corriente considerable pero de un voltaje bajo.

Tipos de transformador eléctrico

A partir de la clasificación de los transformadores eléctricos se pueden pensar en las siguientes combinaciones:

  • Transformadores reductores – Se conectan de modo tal que el voltaje que se entrega es menor al que se suministra.
  • Transformadores elevadores – Se conectan para que el voltaje entregado sea mayor al que se suministra.
  • Transformadores aislantes – Los dos devanados van a tener aproximadamente un mismo número de vueltas. Se destinan para transformar de un voltaje a un mismo voltaje.
  • Transformadores variables – El devanado primario y secundario van a tener un número de vueltas que se puede ajustar y se va a poder seleccionar sin que se reconecte el transformador.

Como funciona un aire acondicionado

Un aire acondicionado funciona de modo similar a un refrigerador, por ende, usa un líquido refrigerante. Explicamos qué es un aire acondicionado, para qué sirve, cómo funciona y más.

¿Qué es un aire acondicionado?

Un aire acondicionado es un sistema de enfriamiento que puede ser usado en distintos ámbitos, tanto domésticos, comerciales o en un automóvil. Se usa para tomar el aire del ambiente, enfriarlo y devolverlo con una temperatura establecida por el usuario, que por lo general es menor.

Como funciona un aire acondicionado

¿Para qué sirve un aire acondicionado?

Se utiliza para refrescar o enfriar el ambiente. Su función es tomar el aire del ambiente para renovarlo, saliendo por lo general más fría en comparación con el aire caliente del exterior.

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Tipos de aire acondicionado

Aire acondicionado de ventana – Se conoce también como unitario, porque sus partes se reúnen en una sola caja para que funcione. Su ventaja principal es que ahorra espacio y su colocación es sencilla.

Aire acondicionado portátil – Es un aparato que no debe ser instalado en la pared, sino que se puede ubicar en el suelo. Tiene una manguera que se adaptada para que el aire caliente se pueda expeler. Se asemeja al de ventana porque todas las partes están en una sola caja. El funcionamiento casi siempre es ruidoso.

Aire acondicionado Split o multisplitTiene dos conjuntos, uno que es externo en el que está el condensador, válvula y compresor; y otro que es interno con el ventilador y evaporador. Es el más vendido por su capacidad para ahorrar espacio y por ser silencioso.

Aire acondicionado central – Se usa principalmente en edificios porque todas sus áreas necesitan de un aire acondicionado. Opera también como un compresor, sólo que tiene más capacidad y con él se generan toneladas de aire fresco.

¿Cómo funciona el aire acondicionado?

Tanto en el aire acondicionado Split, de ventana o portátil, el funciona usando un gas refrigerante que circula en todo momento y pasa por distintas fases de refrigeración. El gas mencionado va a ir presentando distintos cambios con los que se va a posibilitar el enfriamiento del medio ambiente en donde el aparato se ha instalado o situado. El ciclo descrito se repite constantemente para que la temperatura se mantenga.

El compresor en la unidad exterior va a comprimir el gas. Ese gas una vez se comprime cambia a un estado líquido y también aumenta su temperatura. El líquido refrigerante va a pasar por el condensador y realizará un proceso de subenfriamiento con lo cual se emitirá calor al exterior como si se tratara de un radiador. De este modo se roba el calor al líquido para que se convierta de nuevo una parte del líquido del gas, mientras que la otra permanece en estado gaseoso.

Funcionamiento de un aire acondicionado

La mezcla mencionada tiene que pasar por una válvula de expansión en la que su presión y temperatura bajan. Después, la mezcla se envía al evaporador para calentar el gas de nuevo en un proceso denominado sobrecalentamiento. Esto ocurre porque la temperatura del gas es menor a la temperatura de estancia, por ende, el calor sale de la sala para que el gas se enfríe y se mantenga a la misma temperatura.

Después el aire caliente va a ingresar al circuito yendo al evaporador y cediendo su calor al gas refrigerante, por lo que la habitación se enfriará. Finalmente, el compresor tendrá que absorber el calor del gas refrigerando para que se expulse al exterior.

Partes del aire acondicionado

Partes del aire acondicionado

  • Compresor – Su función es introducir el refrigerante al condensador.
  • Condensador – En el caso de la refrigeración se va a extraer el calor de la sustancia que refrigera.
  • Válvula de expansión – Es la que controla la presión porque establece una diferencia en el nivel de presión entre el lado que la disminuye y el que la eleva.
  • Unidad interior (Split) – Aquí se contiene el evaporado. También el ventilador en este lugar va a estar distribuyendo el flujo de aire refrigerado. Dispones a su vez de sensores de temperatura.
  • Unidad exterior (Split) – Alberga el compresor con el que se genera un efecto contrario al de la válvula de expansión.
  • Evaporador – Se encarga de intercambia el calo absorbiendo el calor del medio en el que se encuentra. En otras palabras, enfría.
  • Gas refrigerante – Es el gas que se usa para la regulación de la temperatura. Con su circulación se consigue la refrigeración del aire.
  • Termostato – Regula el funcionamiento en general del equipo para que se apague una vez se logra la temperatura deseada.

Consumo del aire acondicionado

Según sea el voltaje del aire acondicionado será el consumo. En el mercado se pueden encontrar aparatos de 600W, 2000W, 4000W y más. A su vez, hay que verificar el tiempo que está encendido. Eso sí, el aire acondicionado consume mucho más que un ventilador por todo lo que su proceso de funcionamiento implica y los resultados que se obtienen.

Capacidad del aire acondicionado

Primero se debe conocer el área del lugar que se quiere acondicionar. Con esa información se tendrá un rango de metros cuadrados con el que se va a identificar la capacidad del aparato. Recuerde que la capacidad del aire acondicionado se mite en BTU o unidades termales, que se refiere a la cantidad de energía requerida para incrementar la temperatura del agua.

  • De 4 a 8 m2 se necesita de una capacidad de 8800 BTU.
  • De 8 a 12m2 se necesita de una capacidad de 11000 BTU.
  • De 12 a 16m2 se necesita de una capacidad de 13200 BTU.
  • De 16 a 20m2 se necesita de una capacidad de 15400 BTU.
  • De 20 a 25m2 se necesita de una capacidad de 19800 BTU.
  • De 25 a 30m2 se necesita de una capacidad de 26400 BTU.

Diferencias entre aire acondicionado de ventana y Split

La diferencia principal es funcional y estética porque en ambos casos la función es la misma, sólo que en el caso del Split el aparato se divide en dos partes. A grandes rasgos se suele decir que el aire acondicionado Split es más cómodo, produce menos ruido y es más versátil porque se puede color en diferentes lugares al ser dos partes, aunque claro, en uno de esos dos sitios se tendrá que poner el motor.

¿Cómo ahorrar con un aire acondicionado?

El aire acondicionado enfría cuando el motor permanece encendido, por tanto, si afuera la temperatura es de 37°C y el aparato se enciende a 15°C, es casi imposible que el equipo alcance esa temperatura. Si por ejemplo se deja encendido durante una hora, el aire acondicionado trabajará para llegar a la temperatura de 15°C para la que se configuró, pero lo más probable que la temperatura real sea de 20 a 22 grados.

Para ahorrar con el aire acondicionado hay que considerar estas variables y fijar una temperatura que sí se pueda alcanzar, por ejemplo, unos 24°C, pues una vez el equipo la alcance el motor se apagará, sin que esto implique que el aire fresco se pierda. Tal vez sí sea necesario que se encienda cada cierta cantidad de minutos, peo no será mucho el esfuerzo que se va a requerir para recuperar la temperatura deseada.

Cómo funciona la maquina a vapor

La máquina de vapor se empezó a usar de forma masiva durante la revolución industrial. Explicamos qué es la máquina de vapor, para qué sirve, cómo funciona y más.

¿Qué es la máquina de vapor?

Una máquina de vapor es en esencia un motor de combustión externa, razón por la que su objetivo es la conversión de energía calórica en energía mecánica. En este proceso el agua pasa a ser vapor por un proceso de combustión que se aplica por fuera del motor. Después el vapor de agua es el que se usa para generar movimiento, por lo general con una turbina.

Qué es una máquina de vapor

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¿Cómo funciona la máquina de vapor?

La función de la máquina de vapor es la transformación de la energía calórica de un cierto volumen de agua en energía mecánica. Para lograr lo anterior se calienta el agua en una caldera que se cierra herméticamente.

A causa del calentamiento del agua y la acumulación del vapor, éste se empieza a expandir según la temperatura aumenta, por ende, se genera presión con la que el pistón se empuja. El pistón va a realizar un movimiento lineal, que gracias a un sistema de biela y manivela se convierte en un movimiento circular el cual es capaz de dar movimiento a las ruedas de un rotor o ferrocarril generador de energía eléctrica.

Cómo funciona una máquina de vapor

Para ejercer un control sobre la potencia con la cual la máquina de vapor opera se usan válvulas que regulan el flujo de vapor, que es el encargado de hacer mover al pistón. En otras palabras, se evita un exceso de presión, además que se logra un control sobre la potencia que se busca aplicar.

Partes de la máquina de vapor

Por sus características como una pieza de maquinaria pesada, el ciclo de este aparato es cerrado para que no existan fugas de presión. Sus componentes son:

  • Válvula de entrada – Es por donde el vapor ingresa a la máquina. Además, regula la cantidad de vapor que va a estar circulando por el sistema.
  • Caldera – Sitio en el cual se aplica la energía calórica y el agua se transforma en vapor.
  • Cilindro – Contiene el pistón y dos tubos para que entre y salga el vapor.
  • Sistema de biela y manivela – Es el transforma el movimiento lineal del pistón para que sea un movimiento circular.
  • Pistón – Sobre su cabeza se aplica la presión del vapor. El movimiento se conecta con el sistema de la biela y manivela.

¿Para qué sirve la máquina de vapor?

La máquina de vapor marca la Revolución Industrial porque fue útil por conseguir aumentar la eficiencia y velocidad de distintos aparatos que se desarrollaron durante esta época. En ese sentido, la máquina de vapor modificó la historia de la civilización en términos económicos, acortamiento de distancias, transporte entre otros. Ejemplo de ello es la creación de la bomba de vapor, barcos de vapor, locomotoras, entre otros.

El desarrollo de los motores de combustión interna con base en los derivados del petróleo hizo que estas máquinas dejen de ser tan utilizadas, pero en la fecha se usan en aquellos entornos en los que se puede aprovechar la combustión del agua y la generación de vapor que resulta de ello.

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Historia de la máquina de vapor

La primera máquina de vapor la creó Herón de Alejandría, quien la denominó Eolipila. Hay que mencionar que la Primera Revolución Industrial se da con base en la máquina de vapor. En ese orden de ideas, desde finales del siglo XVIII en Inglaterra y hasta casi la mitad del siglo XIX, el desarrollo económico se potenció considerablemente en países de Europa Occidental y Estados Unidos.

En medio del periodo de 1830 y 1930, la máquina de vapor por hulla consiguió dar paso a los motores de combustión interna o los que se impulsan con hidrocarburos que se derivan del petróleo.

Son muchos los autores que han buscado determinar con exactitud la fecha en que se inventó la máquina de vapor. Por lo anterior se tienen en cuenta las creaciones de Herón hasta la máquina más sofisticada de James Watt, pero en pleno contexto de Revolución Industrial fueron muchas las adaptaciones y mejoras incorporadas en este dispositivo.

¿Quién inventó la máquina de vapor?

En un sentido conceptual, la primera máquina de vapor la creó Herón de Alejandría en el siglo I. En aquel momento se denominó Eolipila y constaba de dos tubos y una cámara. El vapor ingresaba por una cámara y se enviaba al exterior por tubos, lo cual genera un movimiento de rotación.

En un sentido y uso práctico, la máquina de vapor la creó Thomas Newcomen en 1712, un herrero, quien tuvo la idea de optimizar el rendimiento de las bombas de agua usadas en las minas para lograr una rentabilidad mayor.

Evolución de la máquina de vapor

  • La primera máquina la creó Herón de Alejandría y la denominó Eolipila.
  • Jerónimo de Ayanz y Beaumont fueron los primeros en patentar una máquina de vapor.
  • Thomas Savery a finales del siglo XVII le dio una aplicación industrial a la máquina de vapor por primera vez.
  • Newcomen mejoró la idea y la presentó a Thomas Savery para que lograra más potencia.
  • La modificación más reciente la hizo James Watt en 1769. En la actualidad se sigue usando este modelo.

Aplicaciones de la máquina de vapor

Son muchas las aplicaciones que se le atribuyen, pero fue durante la revolución industrial que estuvo en auge por sus características tan particulares. Las aplicaciones más comunes fueron:

  • Los ferrocarriles.
  • Barcos de vapor.
  • Industria textil.
  • Bombas de vapor.

A grandes rasgos, cada una de estas aplicaciones se hicieron para lograr un aumento significativo en la potencia y en la expansión de fronteras. Previo a su desarrollo no existía un método más rápido y barato para el transporte de cargamento por largas distancias, ni tampoco por el agua hasta que se desarrollaron los barcos de vapor.

Finalmente, las bombas de vapor tenían por función atribuir una cantidad enorme de potencia a la maquinaria, buscando así que se incrementara la eficiencia y el rendimiento durante la producción.