El uso de la energía
Gipsy Gil gipsypao@hotmail.com

Introducción
En este trabajo hablaremos sobre la ENERGIA, sus formas, sus clases y las diversas aplicaciones o usos que el hombre le ha dado, no solo desde el punto de vista biológico, sino económico, domestico, medicina, etc.
Es asombroso todo lo que produce la ENERGIA y como se produce y a la vez aprender cosas nuevas acerca de esta.
OBJETIVOS
• Fomentar el interés por las aplicaciones prácticas que tiene o se deriva de la ENERGIA.
• Diferenciar las clases de ENERGIA de acuerdo a sus manifestaciones y las fuentes y medios en que esta se propaga.
• Valorar la ENERGIA y sus fuentes necesarias para el desarrollo industrial y económico de un país.

La energía
Hay muchas maneras de expresar el significado de la palabra ENERGIA. Sin embargo, cuando nos referimos a ella, siempre la relacionamos con los conceptos de movimiento, fuerza, cambio, trabajo y actividad.
La ENERGIA es la capacidad de la materia para producir un trabajo. La energía no se puede ver ni tocar, está ahí, en la materia. La materia y la ENERGIA son conceptos inseparables. La materia se considera como una concentración, sumamente intensa, de ENERGIA.
La ENERGIA también se define, como la capacidad de un cuerpo para realizar trabajo. Por ejemplo: el trabajo mecánico de una rueda pelton o hidráulica, o el que realiza el motor de un carro cuando es alimentado por el combustible. Todos los seres tienen capacidad para realizar trabajo osea que, poseen ENERGIA.

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Suministro Eléctrico
Se denomina suministro eléctrico al conjunto de etapas que son necesarias para que la energía eléctrica llegue al consumidor final. Como la energía eléctrica es difícil de almacenar, este sistema tiene la particularidad de generar y distribuir la energía conforme ésta es consumida. Por otra parte, debido a la importancia de la energía eléctrica, el suministro es vital para el desarrollo de los países y de interés para los gobiernos nacionales, por lo que estos cuentan con instituciones especializadas en el seguimiento de las tres etapas fundamentales: generación, transmisión y distribución.



DIAGRAMA ESQUEMATIZADO DEL SISTEMA DE SUMINISTRO DE ENERGIA.

Transporte de energía eléctrica


TORRE PARA EL TRANSPORTE DE ENERGIA ELECTRICA

La red de transporte es la parte del sistema constituida por los elementos necesarios para llevar hasta los puntos de consumo y a través de grandes distancias la energía generada en las centrales eléctricas. Para ello, los volúmenes de energía eléctrica producidos deben ser transformados, elevándose su nivel de tensión.

Formas de energía
La energía se manifiesta en diferentes formas que son:
EL CALOR: Las moléculas de un cuerpo por acción del calor, se mueven más rápido, aumenta su temperatura, se dilatan y pueden cambiar de estado.
EL SONIDO: Se produce cuando los cuerpos vibran. Cuando un cuerpo deja de vibrar no emite ninguna clase de sonido.
LA ELECTRICIDAD: La mayoría de los aparatos que existen en nuestra casa funcionan con electricidad. Sin embargo, la electricidad es una forma de energía que no estamos en capacidad de ver o apreciar si no por los efectos que producen: luz en una bombilla, calor en una estufa, sonido en un radio.
LA LUZ: Se presenta en forma de ondas electromagnéticas las fuentes de luz pueden ser naturales y artificiales. Afectan nuestros ojos y permite ver los objetos. Están muy ligadas al calor y de ahí que podamos afirmar, que donde hay luz, también hay calor.
Clases de energía:
ENERGIA SOLAR: El hidrogeno es el elemento más abundante en el sol y en el universo. El sol a medida que irradia energía pierde masa a razón de 4.000.000 millones de toneladas por segundos. Se ha logrado transformar energía solar en energía eléctrica mediante celdas hechas con silicio y cesio
ENERGIA POTENCIAL: Es la energía almacenada por un cuerpo, es debida a su posición o a su composición. Ejemplo: el agua de una represa, el carbón y la gasolina.
ENERGIA CINETICA: Es característica de todos los cuerpos en movimiento. Ejemplo: el agua de un rio, un avión en vuelo o un automóvil en marcha.

Aplicaciones o uso de la energía
Maquinas eléctricas.
En 1831 el físico y químico inglés Michael Faraday, que fue discípulo del químico Humphry Davy, descubrió la inducción electromagnética. El conocimiento de este fenómeno ha permitido obtener energía eléctrica a partir de energía mecánica, lo que ha sido un elemento clave en el desarrollo de la tecnología. El proceso se realiza mediante aparatos denominados dinamos y generadores. En 1870 el belga Zenobe Gramme perfeccionó los inventos de dinamos que existían y reinventó los primeros generadores comerciales a gran escala, que empezaron a funcionar en París en torno a 1870. Su diseño se conoce como la dinamo de Gramme.
Transformador:
Transformador


REPRESENTACION ESQUEMATICA DEL TRANSFORMADOR

El origen del transformador se remonta a 1851, cuando el físico alemán Heinrich Daniel Ruhmkorff diseñó la llamada bobina de Ruhmkorff, precursora de los transformadores modernos. El transformador es una máquina eléctrica carente de movimiento que permite aumentar o disminuir el voltaje o tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia y la potencia con un alto rendimiento. Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado de hierro dulce o hierro silicio. Las bobinas o devanados se denominan primarios y secundarios, según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. El funcionamiento se produce cuando se aplica una fuerza electromotriz alterna en el devanado primario, las variaciones de intensidad y sentido de la corriente alterna crearán un campo magnético variable dependiendo de la frecuencia de la corriente. Este campo magnético variable originará, por inducción, la aparición de una fuerza electromotriz en los extremos del devanado secundario. La relación teórica entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada al devanado primario y la fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en el secundario, es directamente proporcional al número de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns) .

Maquinas Frigoríficas y aire acondicionado

MAQUINA TERMICA DE FRIO Y CALOR
La invención de las máquinas frigoríficas ha supuesto un avance importante en todos los aspectos relacionados con la conservación y trasiego de alimentos frescos que necesitan conservarse fríos para que tengan mayor duración en su estado natural, y en conseguir una climatización adecuada en viviendas y locales públicos. Las máquinas frigoríficas se clasifican en congeladoras y en refrigeradoras. Las de uso industrial están ubicadas en empresas, barcos o camiones que trabajan con alimentos congelados o refrigerados; en el ámbito doméstico se utilizan máquinas conocidas con el nombre de frigorífico y congelador, así como aparatos de aire acondicionado que están presente en muchas viviendas variando en prestaciones y capacidad.
Iluminación y Alumbrado



ALUMBRADO DE VIAS PUBLICAS.
La iluminación o alumbrado público es la acción o efecto de iluminar usando electricidad, vías públicas, monumentos, autopistas, aeropuertos, recintos deportivos, etc., así como la iluminación de las viviendas y especialmente la de los lugares de trabajo cuando las condiciones de luz natural no proporcionan la visibilidad adecuada.
En la técnica se refiere al conjunto de lámparas, bombillas, focos, tubos fluorescentes, entre otros, que se instalan para producir la iluminación requerida, tanto a niveles prácticos como decorativos. Con la iluminación se pretende, en primer lugar conseguir un nivel de iluminación, o iluminancia, adecuado al uso que se quiere dar al espacio iluminado, cuyo nivel dependerá de la tarea que los usuarios hayan de realizar.

Producción de Calor:
Efecto Joule


Un secador de pelo es un ejemplo doméstico del efecto Joule.

El físico británico James Prescott Joule descubrió en la década de 1860 que si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido al choque que sufren con las moléculas del conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo. Este efecto es conocido como efecto Joule en honor a su descubridor.

Robóticas y maquinas:
Una de las innovaciones más importantes y trascendentales en la producción de todo tipo de objetos en la segunda mitad del siglo XX ha sido la incorporación de robots, autómatas programables y máquinas guiadas por Control numérico por computadora (CNC) en las cadenas y máquinas de producción, principalmente en tareas relacionadas con la manipulación, trasiego de objetos, procesos de mecanizado y soldadura. Estas innovaciones tecnológicas han sido viables entre otras cosas por el diseño y construcción de nuevas generaciones de motores eléctricos de corriente continua controlados mediante señales electrónicas de entrada y salida y el giro que pueden tener en ambos sentidos, así como la variación de su velocidad, de acuerdo con las instrucciones contenidas en el programa de ordenador que los controla. En estas máquinas se utilizan tres tipos de motores eléctricos: motores paso a paso, servomotores o motores encoder, y motores lineales. La robótica es una rama de la tecnología que estudia el diseño y construcción de máquinas capaces de desempeñar tareas repetitivas, tareas en las que se necesita una alta precisión, tareas peligrosas para el ser humano o tareas irrealizables sin intervención de una máquina. Las ciencias y tecnologías en las que se basa son, entre otras, el álgebra, los autómatas programables, las máquinas de estados, la mecánica, la electrónica y la informática.

Señales luminosas:
Se denomina señalización de seguridad al conjunto de señales que, referido a un objeto, actividad o situación determinada, proporcione una indicación o una obligación relativa a la seguridad o la salud en el trabajo mediante una señal en forma de panel, un color, una señal luminosa o acústica, una comunicación verbal o una señal gestual, según proceda.
Hay dos tipos de señales luminosas: las que actúan de forma intermitente y las que actúan de forma continuada. Las señales luminosas tienen el siguiente código de colores:
• Rojo: condiciones anormales que precisan de una acción inmediata del operario.
• Ámbar: atención o advertencia.
• Verde: máquina dispuesta.
• Blanco: circuito en tensión. Condiciones normales.
• Azul: cualquier significado no previsto por los colores anteriores
Cuando se utilice una señal luminosa intermitente, la duración y frecuencia de los destellos deberán permitir la correcta identificación del mensaje, evitando que pueda ser percibida como continua o confundida con otras señales luminosas.
Semáforos

Semáforo en vía pública.

Un semáforo es un dispositivo eléctrico que regula el tráfico de vehículos y peatones en las intersecciones de vías urbanas que soporten mucho tráfico. También se utilizan semáforos en las vías de trenes para regular el tráfico de convoyes por las vías. El tipo más frecuente tiene tres luces de colores:
• Verde, para avanzar
• Rojo, para detenerse
• Amarillo o ámbar, como paso intermedio del verde a rojo, o precaución si está intermitente.

Telecomunicaciones:
Telecomunicaciones

SATELITE ARTIFICIAL DE COMUNICACIONES

El término telecomunicación quedó definido en 1973 por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) en los términos siguientes: "Telecomunicación es toda transmisión, emisión o recepción, de signos, señales, escritos, imágenes, sonidos o informaciones de cualquier naturaleza por hilo, radioelectricidad, medios ópticos u otros sistemas electromagnéticos".

Uso Domestico:
Electrodoméstico



El empleo de bombillas de bajo consumo supone un ahorro de hasta un 80% de energía respecto a las convencionales.

El uso doméstico de la electricidad se refiere a su empleo en los hogares. Los principales usos son alumbrado, electrodomésticos, calefacción y aire acondicionado. Se está investigando en producir aparatos eléctricos que tengan la mayor eficiencia energética posible, así como es necesario mejorar el acondicionamiento de los hogares en cuanto a aislamiento del exterior para disminuir el consumo de electricidad en el uso de la calefacción o del aire acondicionado, que son los aparatos de mayor consumo eléctrico.



El refrigerador es el electrodoméstico de los hogares que consume más electricidad, por lo cual se debe hacer un uso racional del mismo para conseguir un buen ahorro.

Uso en la Industria:


DIVERSOS TIPOS DE MOTORES ELECTRICOS.
Los principales consumidores de electricidad son las industrias, destacando aquellas que tienen en sus procesos productivos instalados grandes hornos eléctricos, tales como siderúrgicas, cementeras, cerámicas y químicas. También son grandes consumidores los procesos de electrólisis (producción de cloro y aluminio) y las plantas de desalación de agua de mar.

Uso en el Transporte:
Locomotora


VEHÍCULOS HÍBRIDOS.

La electricidad tiene una función determinante en el funcionamiento de todo tipo de vehículos que funcionan con motores de explosión. Para producir la electricidad que necesitan estos vehículos para su funcionamiento llevan incorporado un alternador pequeño que es impulsado mediante una transmisión por polea desde el eje del cigüeñal del motor. Además tienen una batería que sirve de reserva de electricidad para que sea posible el arranque del motor cuando este se encuentra parado, activando el motor de arranque. Los componentes eléctricos más importantes de un vehículo de transporte son los siguientes: alternador, batería, equipo de alumbrado, equipo de encendido, motor de arranque, equipo de señalización y emergencia, instrumentos de control, entre otros.


TREN DE ALTA VELOCIDAD

El proceso de electrificación se ha desarrollado en dos fases. La primera fue la sustitución de las locomotoras que utilizaban carbón por las locomotoras llamadas diesel que utilizaban gasóleo. Las locomotoras diesel-eléctricas consisten básicamente en dos componentes, un motor diesel que mueve un generador eléctrico, y varios motores eléctricos (conocidos como motores de tracción) que comunican a las ruedas la fuerza tractiva que mueve a la locomotora. Los motores de tracción se alimentan con corriente eléctrica y luego, por medio de engranajes, mueven las ruedas.

Uso en la Medicina:
Electro medicina



IMAGEN RADIOLOGICA EN 3D

El 8 de noviembre de 1895, el físico alemán Wilhelm Conrad Röntgen descubrió que, cuando los electrones que se mueven a elevada velocidad chocan con la materia, dan lugar a una forma de radiación altamente penetrante. A esta radiación se le denominó radiación X y su descubrimiento es considerado como uno de los más extraordinarios de la ciencia moderna. Los rayos X han mostrado una gran utilidad en el campo de la Medicina, concretamente en el diagnóstico médico, porque permiten captar estructuras óseas, permitiendo así diagnosticar fracturas o cualquier trastorno óseo.
La radiología es la especialidad médica que emplea distintos tipos de radiaciones con fines diagnósticos (detección de enfermedades o dolencias) y terapéuticos (la curación de las mismas). La práctica más extendida es la de los rayos X. En desarrollos posteriores de la radiología se desarrollaron la tomografía axial computarizada TAC y la angiografía.
Otras técnicas de imagen médica que no utilizan radiaciones pero sí aparatos eléctricos son la resonancia magnética nuclear (IRM), los ultrasonidos o la ecografía
Electricidad en la Naturaleza:
El fenómeno eléctrico más común del mundo son las centellas atmosféricas denominadas rayos y relámpagos. Debido al rozamiento de las partículas de agua o hielo con el aire, se produce la creciente separación de cargas eléctricas positivas y negativas en las nubes, separación que genera campos eléctricos. Cuando el campo eléctrico resultante excede el de ruptura dieléctrica del medio, se produce una descarga entre dos partes de una nube, entre dos nubes diferentes o entre la parte inferior de una nube y tierra. Esta descarga ioniza el aire por calentamiento y excita transiciones electrónicas moleculares. La brusca dilatación del aire genera el trueno, mientras que el decaimiento de los electrones a sus niveles de equilibrio genera radiación electromagnética, luz.


La electricidad en una de sus manifestaciones naturales: el relámpago.

Uso Biológico:
Muchos peces y unos pocos mamíferos tienen la capacidad de detectar la variación de los campos eléctricos en los que están inmersos, entre los que se cuentan los teleostei, las rayas y los ornitorrincos. Esta detección es hecha por neuronas especializadas llamadas neuromastos, que en los gimnótidos están ubicadas en la línea lateral del pez.
La localización por medios eléctricos (electro recepción) puede ser pasiva o activa. En la localización pasiva el animal sólo detecta la variación de los campos eléctricos circundantes, a los que no genera. Los "peces poco eléctricos" son capaces de generar campos eléctricos débiles a través de órganos y circuitos especiales de neuronas, cuya única función es detectar variaciones del entorno y comunicarse con otros miembros de su especie. Los voltajes generados son inferiores a 1 V y las características de los sistemas de detección y control varían grandemente de especie a especie.



Los pequeños hoyos en la cabeza de este lucio contiene neuromastos del sistema de la línea lateral.


El pez torpedo es uno de los "fuertemente eléctricos".


Señal de peligro eléctrico.


Ver video aquí:
1. Consumo de energía.
2. medidor de energía.
3. Ahorro de energía.

Bibliografía
Biólogos 3
Editorial Voluntad
Pág. 38-40
Descubrir 9
Editorial Norma
Pág. 110-115

Conclusión
Podemos concluir de este trabajo que la ENERGIA es muy importante en nuestra vida y que se encuentra en todos lados, tiene tantos usos que nadie se imaginaria para todo lo que sirve hasta no conocer a fondo sobre esta. Les recomendamos leer este trabajo y así aprender más sobre el uso de la ENERGIA.


Autor:
Lizbeth Camargo
Kendris Colon
Angie duran
Gipsy Gil
gipsypao@hotmail.com
Leonardo Mesa
(Docente)
Institución Educativa Distrital
Madre Laura
Santa Marta