Fundamentos de la generación, transmisión y distribución de la energía eléctrica
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FUNDAMENTOS DE LA GENERACIÓN, TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE
LA ENERGÍA ELÉCTRICA
Jorge Luis JaramilloPIET EET UTPL octubre 2010
Fundamentos de la GTD de EE
•Historia de la electricidad•Magnitudes fundamentales•Esquema general de un sistema de GTD de energía eléctrica•Discusión y análisis
Historia de la electricidad
Tales de Mileto
639 – 547 aC
Batería de Bagdad226 dC
William Gilbert
1544 - 1603
Charles Francois du
Fay1698 – 1739
Pieter van Musschenbro
ek1692 – 1761
Alessandro Volta
1745 - 1827
Electricidad estática ¿Baterías? Conductores
y dieléctricos
Cargas positivas y negativas
Capacitores
Pila eléctrica
Historia de la electricidad
Charles de Coulomb
1736 - 1806
Benjamin Franklin
1706 - 1790
André-Marie Ampère
1775 - 1836
Michael Faraday
1791 - 1867
Georg Simon Ohm
1789 - 1854
Ley de atracción de
cargasPararrayos Corriente
eléctrica
Inducción electromagn
éticaLey de Ohm
Historia de la electricidad
Samuel Morse
1791 - 1872
William Thomson
1824 -
Zénobe Gramme
1826 - 1901
Alexander Graham Bell1847 - 1922
James Clerk Maxwell
1831 - 1879
Telégrafo Primer cable trasatlántico
Dínamo de Gramme Teléfono
Teoría del campo electromagnétic
o
Historia de la electricidad
Nikola Tesla1856 - 1943
Joseph John Thomson
1856 - 1940
Robert Andrews Millikan
1868 - 1953
Thomas Alva Edison
1847 - 1931
George Westinghouse
1846 - 1914
Máquinas de CA El descubrimiento del electrón
Determinación de la carga del
electrón
La industria de la generación de ee
Magnitudes fundamentales
La electricidad (del griego elektron o ámbar) es un fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos, químicos, etc.
También se denomina electricidad a la rama de la física que estudia las leyes que rigen el fenómeno, y, a la rama de la tecnología que la usa en aplicaciones prácticas.
Elementos de electricidad
Magnitudes fundamentales
La electricidad es originada por las cargas eléctricas, en reposo o en movimiento, y las interacciones entre ellas.
Cuando varias cargas eléctricas están en reposo relativo se ejercen entre ellas fuerzas electroestáticas. Cuando las cargas eléctricas están en movimiento relativo se ejercen también fuerzas magnéticas.
Se conocen dos tipos de cargas eléctricas: positivas y negativas. Los átomos que conforman la materia contienen partículas subatómicas positivas (protones), negativas (electrones) y neutras (neutrones). También hay partículas elementales cargadas que, en condiciones normales, no son estables, por lo que se manifiestan sólo en determinados procesos como los rayos cósmicos y las desintegraciones radioactivas.
Elementos de electricidad
Magnitudes fundamentales
La electricidad y el magnetismo son dos aspectos diferentes de un mismo fenómeno físico, denominado electromagnetismo, descrito matemáticamente por las ecuaciones de Maxwell.
El movimiento de una carga eléctrica produce un campo magnético, la variación de un campo magnético produce un campo eléctrico y el movimiento acelerado de cargas eléctricas genera ondas electromagnéticas.
Elementos de electricidad
Magnitudes fundamentales
•Energía. Se define a la energía como la cantidad de trabajo que un sistema físico es capaz de producir. (J, KWh, tep).
•Potencia. La potencia se define como la transferencia de energía por unidad de tiempo. (W, HP).
Magnitudes fundamentales de la electricidad
Magnitudes fundamentales
•Tensión o voltaje. Indica la diferencia de energía entre dos puntos de un circuito. (V).
•Intensidad. La intensidad de corriente eléctrica es la cantidad de electrones que pasan por un punto determinado del circuito en la unidad de tiempo. (A).
•Resistencia. La resistencia eléctrica es la oposición que presenta un elemento del circuito al paso de la corriente. (Ω).
Magnitudes fundamentales de la electricidad
Magnitudes fundamentales
• Carga eléctrica. Se define como la cantidad de carga que pasa por la sección de un conductor, en 1 segundo, cuando la corriente eléctrica es de 1 A. (C).
•Conductividad. La conductividad eléctrica es la propiedad de los materiales que cuantifica la facilidad con que las cargas pueden moverse cuando un material es sometido a un campo eléctrico. (Siemens/m)
•Resistividad. La resistividad es una magnitud inversa a la conductividad, aludiendo al grado de dificultad que encuentran los electrones en sus desplazamientos. (Ω/m).
Magnitudes fundamentales de la electricidad
Magnitudes fundamentales
•Frecuencia. Frecuencia es una medida que se utiliza generalmente para indicar el número de repeticiones de cualquier fenómeno o suceso periódico en la unidad de tiempo. (Hz) •Corriente eléctrica. Se denomina así al flujo ordenado de electrones dentro de un conductor que conforma un circuito cerrado, en presencia de un campo eléctrico.
Magnitudes fundamentales de la electricidad
Magnitudes fundamentales
•Corriente alterna. Se denomina corriente alterna (CA/AC) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda sinoidal.
•Los sistemas de CA son monofásicos, trifásicos o polifásicos
Magnitudes fundamentales de la electricidad
Magnitudes fundamentales
•Corriente directa o continua. La corriente continua (CC/DC) es el flujo continuo de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial. A diferencia de la CA, en la CC las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección.
Magnitudes fundamentales de la electricidad
Magnitudes fundamentales
•Cargas resistivas
Tipos de carga
Magnitudes fundamentales
•Cargas inductivas
Tipos de carga
Magnitudes fundamentales
•Cargas capacitivas
Tipos de carga
Esquema general de un sistema de GTD
Steven W. Blume. ELECTRIC POWER SYSTEM BASICS: for the nonelectrical professional. IEEE Press Series on Power Engineering. IEEE, 2007
DISCUSIÓN Y ANÁLISIS