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Departamento de Tecnología Curso Académico 2008/2009

• Centrales eléctricas

1. Relaciona:

Forma de energía Fuente de energía Tipo de fuente de energía

Energía hidroeléctrica

Energía maremotriz

El viento, que se produce entre dos puntos de la Tierra con diferente presión y temperatura. Es un fenómeno natural que se da constantemente.

Las precipitaciones de lluvia y de nieve permiten embalsar el agua. El ciclo del agua es un fenómeno natural que se produce siempre.

No renovable

Energía térmica

Energía nuclear

Determinados materiales, como el uranio, son capaces de generar grandes cantidades de energía al desintegrarse'. Sus yacimientos son escasos.

La diferencia de nivel del agua del mar producida por las mareas puede ser aprovechada. Las mareas son un fenó- meno producido por la atracción de la Luna sobre el mar.

Energía geotérmica

Los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) generan energía al quemarse. Sus yacimientos son muy abundantes, aunque no inagotables.

Energía eólica

Energía heliotérmica

La actividad interna de la Tierra genera diferencias de temperatura. Pero no podemos olvidar que la Tierra, como as- tro, se enfría progresivamente.

La luz del Sol es capaz de actuar sobre determinados materiales generando electricidad. La actividad solar persistirá más allá de la existencia de vida sobre la Tierra.

Renovable

Energía solar fotovoltaica El calor generado por la actividad del Sol puede concentrar-

se mediante espejos y actuar sobre un fluido que, al calen- tarse, es capaz de generar energía eléctrica.

— Completa el cuadro siguiente a partir de la información anterior.

Energías Renovables Energías No Renovables

Energía Hidroeléctrica


Todas las centrales eléctricas, excepto la fotovoltaica, tienen dos elementos fun- damentales: la turbina y el alternador.

La turbina de una central eléctrica es un dispositivo mecánico capaz de convertir la energía cinética del agua, el vapor, el gas o el aire en un movimiento de rota- ción. La turbina está solidariamente unida al alternador, al que transmite su movimiento de rotación.

El alternador es el generador de electricidad más comúnmente empleado. Produce corriente alterna y consta de dos partes: el estator y el rotor.

— El estator es una armadura metálica fija provista de un arrollamiento de hilo de cobre en su interior.

— El rotor, situado en el interior del estator y provisto de electroimanes, puede girar alrededor de un eje.

Cuando el rotor gira a gran velocidad, se produce en los hilos del estator una corriente inducida que proporciona al generador la fuerza electromotriz. En las centrales eléctricas, este movimiento del rotor se consigue utilizando las diferentes formas de energía mecánica que proporciona la turbina (fig. 3).

Los alternadores de las centrales generan corrientes eléctricas a una tensión que oscila entre 10000 y 20000 V. Para facilitar su transporte, esta tensión se hace pasar por un transformador y se eleva a valores comprendidos entre 110000 y 380000 V para reducir pérdidas de energía durante el transporte.

Mediante las lineas de alta tensión, la electricidad es transportada a las localida- des de consumo. Sucesivos transformadores disminuyen el voltaje hasta 380. Figura 3. a Funcionamiento de una turbina. 220 ó 125 V. que son las tensiones utilizadas ordinariamente (fig. 4). b. Grupo turbina-alternador.

Fig. 4. Transporte de la energía eléctrica desde la central al consumidor.

1. Vais a iniciar, en equipo, la construcción de un mural sobre las diferentes formas de producción de energía eléctrica. Dicho mural será el desarrollo del esquema de la figura 2. — Tomad una cartulina grande. Buscad en alguna revista una fotografía de alguna torre de sujeción de cables de alta

tensión y pegadla en la parte derecha. Si no encontráis ninguna fotografía que os guste, dibujadla vosotros mismos.

— Buscad también fotografías o dibujos de un grupo turbina-alternador y un transformador y colocadlos inmediatamente antes de la torre, tal como aparecen situados en el esquema.

— Unid el alternador y el transformador mediante líneas (los cables) y prolongadlos hasta la torre.

a

b


2. Consulta los apuntes y completa el texto con las palabras siguientes: alternador, estator, rotor, transformador y turbina. " La…… ……….. de una central eléctrica es un dispositivo mecánico capaz de convertir la energía cinética en un movimiento de rotación. Está solidariamente unida al……………………….., al que transmite su movimiento de rotación.

El……………….es el generador de electricidad más comúnmente empleado. Produce corriente eléctrica y consta de dos partes: el………………….y el………………El………..es una armadura fija provista de un arrollamiento de hilo de cobre en su interior, mien- tras que el…………………está situado en el interior del……………., puede girar alrededor de un eje y va provisto de electroimanes. El…………………………de una central eléctrica produce corriente a una tensión que oscila entre 10000 y 20000 V. Para facilitar su transporte, esta tensión se hace pasar por un………………….y se eleva a valores comprendidos entre 110000 y 380000 V.

3. Lee la descripción del funcionamiento de una central térmica y describe del mismo modo el de una central nuclear.

4. Relaciona cada ventaja y cada inconveniente con el tipo de central que las origina. Consulta antes los apuntes


5.- Casi todas las formas de manifestarse la energía las podemos observar en los fenómenos que ocurren en la Naturaleza (casi siempre se presentan varias de ellas a la vez). Analiza y observa los fenómenos que aparecen en la tabla y establece las manifestaciones de energía más notables y el origen último del fenómeno.

ENERGÍA MECÁNICA

ENERGÍA QUÍMICA

ENERGÍA SONORA

ENERGÍA LUMINOSA

ENERGÍA ELÉCTRICA

ENERGÍA TÉRMICA

ORIGEN DEL FENÓMENO

TORMENTA

VIENTO Y LLUVIA

TERREMOTO

INCENDIO FORESTAL

MAREAS '

6 .- Observa tu entorno tecnológico cotidiano y razona. ¿Qué tipo de transformación de energía realizan los siguientes mecanismos y aparatos de conversión de energía?

... .....

Generador eléctrico. Reactor nuclear.

Motor eléctrico. Batería de coche

Lámpara incandescente. Bicicleta.

Célula fotovoltaica. Tostador de pan.

Calentador a gas. Tubo fluorescente.

Motor de gasolina. Cuerpo humano.

Turbina de vapor. Emisor de radio.

7. – Según la clasificación anterior agrupa los siguientes cuerpos por la energía que poseen:

-Batería de coche. -Proyectil disparado. -Hierro al rojo vivo.

-Trozo de madera -Arco tensado. -Agua a temperatura ambiente.

-Agua hirviendo. _______ ..._....... _.. .

-Terrón de azúcar. -Bombona de gas butano.

8.- Utiliza un micrófono y un altavoz (puede valer un magnetofón). Analiza su funcionamiento y haz un diagrama con las distintas transformaciones energéticas que se producen.

9.- Construye un molinillo de aspas, de tal forma que pueda girar alrededor de su eje y colócalo sobre una fuente de calor, por ejemplo un tostador de pan (funcionando). ¿Que ocurre?¿Por qué?¿Cuáles son las transformaciones de energía que se producen?


A continuación se indican algunos procesos, máquinas y aparatos que hacen posible la transformación de energías entre sí:

1. La energía mecánica se puede transformar en: Energía térmica. El movimiento entre piezas origina fricción, y parte del mismo (energía mecánica)

se transforma en calor (energía térmica). Energía eléctrica. Esta transformación se consigue a base dé generadores (dinamos o alternadores).

2. La energía eléctrica es la más versátil para su posible transformación y transporte. Se puede transformar en:

Energía mecánica gracias a motores eléctricos. Energía térmica por medio de resistencias eléctricas, como ocurre en los radiadores, las placas vitrocerámicas, etc. Este efecto se conoce como efecto Joule. Energía química a. través de acumuladores o baterías, por medio de un proceso de electrólisis. Energía radiante o luminosa en los tubos fluorescentes y lámparas.

3. La energía térmica está latente en la mayoría de ios procesos energéticos. Se puede transformar en: Energía mecánica como ocurre en las centrales térmicas en las que el vapor mueve las turbinas (máquina térmica). Energía eléctrica. Un ejemplo son los convertidores termoeléctricos, termoiónicos y magnetohidrodinámicos. Energía química. La termólisis es un ejemplo.

4. La energía química se encuentra en los vegetales, alimentos y combustibles. Normalmente se transforma en:

Energía mecánica. Un ejemplo cercano es el ser humano, que utiliza la energía de los alimentos para moverse y realizar sus funciones vitales.

Energía térmica. Al quemarse un combustible, como el carbón, madera, etc., se desprende calor. Energía eléctrica. Un ejemplo es la conexión a un receptor eléctrico de pilas y baterías. Energía sonora y radiante. Los fuegos artificiales son una muestra de esta transformación. La, pólvora al quemarse produce entre otros efectos ruido y luz que se propagan mediante ondas electromagnéticas.

5. La energía radiante. La que tiene mayores aplicaciones es la procedente del Sol, aunque hay otras muchas. Se transforma en: .

Energía térmica. Los rayos del Sol al incidir sobre la materia la calientan. Se puede comprobar en innumerables situaciones: el agua de un recipiente puesto al Sol, un invernadero, etc. Energía eléctrica. Al incidir los rayos del Sol sobre las células solares o fotovoltaicas la energía de los rayos se transforma en energía eléctrica. Energía química. Gracias a esta conversión es posible la vida vegetal por el proceso de la fotosíntesis.

6. La energía nuclear se puede transformar en energía térmica a través de la fusión o fisión de núcleos atómicos.

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