Generación de energía eléctrica
Ciencias Naturales · Unidad 3: Física — Electricidad y calor
Qué aprenderás
- Distinguir tipos de pilas y baterías y sus conexiones.
- Explicar imanes e inducción electromagnética.
- Comparar tecnologías de generación eléctrica.
- Explicar autoconsumo fotovoltaico y evaluar ventajas y limitaciones.
Distinguir tipos de pilas y baterías y sus conexiones. Explicar imanes e inducción electromagnética. Comparar tecnologías de generación eléctrica. Explicar autoconsumo fotovoltaico y evaluar ventajas y limitaciones.
En televisores, la síntesis de voz depende del navegador. No se fuerza una voz inglesa sobre explicaciones en español.1. Pilas y baterías
Pilas y baterías electroquímicas transforman energía química en eléctrica. Las primarias normalmente no se recargan; las secundarias están diseñadas para recargarse.
- Recuerda: observar es describir lo que ocurre; explicar es proponer un mecanismo y sostenerlo con evidencia.
- Voltaje se mide en V
- Capacidad suele expresarse en Ah o mAh
- No mezclar fuentes incompatibles
2. Pilas en serie y paralelo
En serie se suman los voltajes de fuentes iguales orientadas correctamente. En paralelo se mantiene aproximadamente el voltaje de una fuente y puede aumentar la capacidad disponible.
- Serie: aumenta voltaje
- Paralelo: voltaje similar, mayor capacidad disponible
- Conexiones reales requieren fuentes compatibles
3. Imanes
Los imanes tienen polos norte y sur. Polos iguales se repelen y opuestos se atraen. Existen imanes naturales y artificiales; un electroimán depende de corriente eléctrica.
- N-N: repulsión
- N-S: atracción
- Electroimán: magnetismo asociado a corriente
4. Inducción electromagnética
El movimiento relativo entre un imán y una bobina puede cambiar el flujo magnético e inducir una diferencia de potencial. Si no cambia el flujo, no se mantiene una corriente inducida por ese mecanismo.
- Mover imán hacia bobina: puede aparecer señal
- Invertir movimiento: puede invertir señal
- Generadores usan este principio
5. Tecnologías de generación
Las tecnologías transforman diferentes fuentes de energía: solar fotovoltaica, eólica, hidroeléctrica, térmica, geotérmica, biomasa y nuclear, entre otras.
- Fotovoltaica: radiación → electricidad
- Eólica/hidro: movimiento → generador
- Térmica/geotérmica/biomasa/nuclear: calor → movimiento → generador
6. Autoconsumo fotovoltaico
Un sistema de autoconsumo genera electricidad localmente para cubrir parte de la demanda del mismo lugar. Puede complementarse con red y/o almacenamiento según el diseño.
- Reduce energía tomada de la red cuando hay generación disponible
- Depende del recurso solar y del sistema instalado
7. Evaluar una tecnología
Compara tecnologías considerando recurso disponible, continuidad, inversión, operación, impactos, residuos, ubicación y transmisión.
- No existe una fuente perfecta
- Las ventajas dependen del contexto
- Distingue impacto local, operación y distribución
8. Cierre
Debes poder explicar pilas/baterías, serie/paralelo, imanes, inducción, principales tecnologías, autoconsumo y criterios de comparación.
- Describe una cadena de transformación
- Da una ventaja y una limitación
- Justifica con el contexto
Actividad de desarrollo
Redacta un informe breve sobre energía eléctrica con pregunta, evidencia, explicación, límites y normas de seguridad cuando corresponda.
Práctica
- No puede recargarse por diseño
- Está diseñada para recargarse
- No transforma energía. Esa magnitud sería la única que determina el fenómeno sin considerar las demás condiciones del sistema.
- Solo funciona en centrales
- 0,75 V
- 3,0 V
- 1,5 V. Esa magnitud sería la única que determina el fenómeno de modo que esa única variable determinaría por completo el resultado.
- 4,5 V. El resultado no dependería de otras variables del sistema aunque cambien las condiciones físicas del sistema.
- El doble de voltaje
- El mismo voltaje de una pila
- Cero volt
- Voltaje infinito
- Se repelen
- Se atraen
- No interactúan
- Se neutralizan para siempre
- Imán y bobina quietos entre sí todo el tiempo
- Cambio del flujo magnético por movimiento relativo
- Solo calentar la bobina. El comportamiento sería idéntico en cualquier situación de modo que esa única variable determinaría por completo el resultado.
- Pintar el imán. Una sola observación permitiría establecer la regla general de modo que esa única variable determinaría por completo el resultado.
- Turbina eólica. Esa magnitud sería la única que determina el fenómeno sin considerar las demás condiciones del sistema.
- Panel fotovoltaico
- Caldera de biomasa. Una sola observación permitiría establecer la regla general sin considerar las demás condiciones del sistema.
- Central geotérmica. El resultado no dependería de otras variables del sistema sin considerar las demás condiciones del sistema.
- Solo energía química de pilas
- Calor del interior de la Tierra
- Luz de una pantalla
- Fricción electrostática
- Solo si son renovables o no
- Disponibilidad, continuidad, impactos, costos y distribución
- Solo el color de la central
- Una única ventaja. Esa única variable bastaría para predecir cualquier caso y esa misma regla se aplicaría a cualquier montaje.