Conceptos Fundamentales de Calor, Temperatura y Electricidad

Calor y Temperatura

Calor

Es la magnitud física que describe las interacciones de un sistema con otro; corresponde a la cantidad de energía que se transfiere de una parte a otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos, debido a una diferencia de temperatura.

Temperatura

Magnitud física que indica qué tan caliente o fría es una sustancia respecto a un cuerpo o punto de referencia. Mide la energía cinética promedio de las partículas de un sistema.

Propagación de calor

El calor puede transferirse de un sistema a otro de tres formas principales:

• Conducción: Transferencia de calor por contacto directo entre partículas, sin movimiento macroscópico de materia.
• Convección: Transferencia de calor mediante el movimiento de fluidos (líquidos o gases).
• Radiación: Transferencia de calor mediante ondas electromagnéticas, que no requiere un medio material.

Electricidad y Magnetismo

Electricidad

Es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas.

Ley de Coulomb

Establece que la fuerza eléctrica con la que se atraen o repelen dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto del valor de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Efecto Joule

Es el fenómeno irreversible por el cual, si por un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los átomos del material conductor.

Potencia eléctrica

Es la proporción por unidad de tiempo, o ritmo, con la cual la energía eléctrica es transferida por un circuito eléctrico. Es decir, la cantidad de energía eléctrica entregada o absorbida por un elemento en un instante determinado.

Corriente continua (CC)

Flujo continuo de carga eléctrica a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial, que no cambia de sentido con el tiempo.

Corriente alterna (CA)

Flujo eléctrico en el que la magnitud y el sentido varían cíclicamente.

Ley de Faraday

Establece que la tensión inducida (fuerza electromotriz) en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde.

Generación de Energía Eléctrica

Fases de la energía

El manejo de la energía eléctrica comprende típicamente tres etapas principales:

• Producción de energía
• Transformación de energía
• Transporte y distribución de energía

Generador eléctrico

Dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrica entre dos de sus puntos (bornes), transformando la energía mecánica en eléctrica. Este proceso se basa generalmente en la inducción electromagnética.

Alternador

Es un tipo de generador eléctrico que convierte energía mecánica en energía eléctrica en forma de corriente alterna mediante inducción electromagnética, generalmente usando campos magnéticos rotatorios.

Dinamo

Es un generador eléctrico destinado a la transformación de flujo magnético en electricidad mediante el fenómeno de la inducción electromagnética, generando una corriente continua a partir de energía mecánica (usualmente rotatoria).

Tipos de plantas generadoras

Existen diversos tipos de centrales eléctricas según la fuente de energía primaria utilizada:

• Central nuclear
• Central hidroeléctrica
• Central carboeléctrica (termoeléctrica de carbón)
• Central de combustión interna
• Central geotermoeléctrica
• Central eoloeléctrica (parque eólico)