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Eficiencia Energética

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Historia de la Energía

1.-Tales de Mileto (624-543 a.C.)  Fue el primero, que cerca del 600 AC, conociera el hecho de que el ámbar, al ser frotado adquiere el poder de atracción sobre algunos objetos.

 

 

10.- Georg Simón Ohm (1787-1854) fue quien formuló con exactitud la ley de las corrientes eléctricas, definiendo la relación exacta entre la tensión y la corriente. Desde entonces, esta ley se conoce como la ley de Ohm.

Ohm es la unidad de medida de la Resistencia Eléctrica.

R= V / I Ohm = Volt / Amper

 

2.- Willian Gilbert (1544-1603)  fue el primero en aplicar el término Electricidad del Griego "elektron" = ámbar.

Gilbert es la unidad de medida de la fuerza magnetomotriz.

11.- Michael Faraday (1791-1867)  a los 14 años trabajaba como encuadernador, lo cual le permitió tener el tiempo necesario para leer y desarrollar su interés por la Física y Química. A pesar de su baja preparación formal, dio un paso fundamental en el desarrollo de la electricidad al establecer que el magnetismo produce electricidad a través del movimiento.

Faradio es la unidad de medida de la Capacitancia Eléctrica.

La tensión inducida en la bobina que se mueve en campo magnético no uniforme fue demostrada por Faraday, en un aparato como el que se muestra.

 

3.- Benjamín Franklin (1706-1790)  demostró la naturaleza eléctrica de los rayos.

Desarrolló la teoría de que la electricidad es un fluido que existe en la materia y su flujo se debe al exceso o defecto del mismo en ella. Invento el pararrayos.

12.- Samuel Finley Morse (1791-1872)  mientras regresaba de uno de sus viajes, concibe la idea de un simple circuito electromagnético para transmitir información, El Telégrafo.

En 1835 construye el primer telégrafo.

 

 

4.- Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) inventó la balanza de torsión con la cual, midió con exactitud la fuerza entre las cargas eléctricas y corroboró que dicha fuerza era proporcional al producto de las cargas individuales e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Coulomb es la unidad de medida de Carga eléctrica.

13.-James Prescott Joule (1818-1889)  Físico Inglés, quien descubrió la equivalencia entre trabajo mecánico y la caloría.

Adicionalmente, Joule inventó la soldadura eléctrica de arco y demostró que el calor generado por la corriente eléctrica era proporcional al cuadrado de la corriente.

Joule es la unidad de medida de Energía.

5.- Luigi Galvani (1737-1798) propuso la teoría de la Electricidad Animal, lo cual contrarió a Volta, quien creía que las contracciones musculares eran el resultado del contacto de los dos metales con el músculo. Sus estudios le permitieron descifrar la naturaleza eléctrica del impulso nervioso.

 

 

 

 

14.-Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) Físico Alemán a los 21 años de edad, anunció las leyes que permiten calcular las corrientes, y tensiones en redes eléctricas. Conocidas como Leyes de Kirchhoff I y II.

Estableció las técnicas para el análisis espectral, con la cual determinó la composición del sol.

6.- Alessandro Volta (1745-1827)  construye la primera celda Electrostática y la batería capaz de producir corriente eléctrica. Sus investigaciones posteriores le permitieron elaborar una celda química capaz de producir corriente continua, fue así como desarrollo la Pila.
Volt es la unidad de medida del potencial eléctrico (Tensión).

15.- Joseph John Thompson (1856-1940)  Matemático Inglés Con su trabajo sobre el análisis teórico sobre transmisión por cable, hizo posible el desarrollo del cable transatlántico.

En 1851 definió la Segunda Ley de la Termodinámica.

En 1858 Inventó el cable flexible.

Kelvin es la unidad de medida de temperatura absoluta.

 

 

7.- Sir Humphry Davy (1778-1829) desarrolla la electroquímica (nombre asignado por él mismo), explorando el uso de la pila de Volta o batería, y tratando de entender como ésta funciona.

 

16.- James Clerk Maxwell (1831-1879) Matemático Inglés formuló las cuatros ecuaciones que sirven de fundamento de la teoría Electromagnética. Dedujo que la Luz es una onda electromagnética, y que la energía se transmite por ondas electromagnéticas a la velocidad de la Luz

Maxwell es la unidad del flujo Magnético.

 

8.-Hans Chistian Oesterd (1777-1851)  descubre el electromagnetismo, cuando en un experimento para sus estudiantes, la aguja de la brújula colocada accidentalmente cerca de un cable energizado por una pila voltaica, se movió. Este descubrimiento fue crucial en el desarrollo de la Electricidad, ya que puso en evidencia la relación existente entre la electricidad y el magnetismo.

Oersted es la unidad de medida de la Reluctancia Magnética.

 

17.-Thomas Alva Edison (1847-1931) produce la primera Lámpara Incandescente con un filamento de algodón carbonizado. Este filamento permaneció encendido por 44 horas.

En 1881 desarrolló el filamento de bambú con 1.7 lúmenes por vatios. En 1904 el filamento de tungsteno con una eficiencia de 7.9 lúmenes por vatios. En 1910 la lámpara de 100 w con rendimiento de 10 lúmenes por vatios.

 

 

9.- André Marie Ampere (1775-1836)  establece los principios de la electrodinámica, cuando llega a la conclusión de que la Fuerza Electromotriz es producto de dos efectos: La tensión eléctrica y la corriente eléctrica. Experimenta con conductores, determinando que estos se atraen si las corrientes fluyen en la misma dirección, y se repelen cuando fluyen en contra.

Ampere produce un excelente resultado matemático de los fenómenos estudiados por Oersted.

 

 

18.- Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894) En 1888 Hertz recibió el reconocimiento por sus trabajos sobre las Ondas Electromagnéticas: propagación, polarización y reflexión de ondas.

Con Hertz se abre la puerta para el desarrollo de la radio.

Hertz es la unidad de medida de la frecuencia.

 

Potencia Eléctrica

La potencia es la rapidez con que se consume o produce energía o, por analogía con la velocidad, es una cantidad de energía por unidad de tiempo, aunque esta unidad no aparezca explícita por ningún lado, tal como sucede con el nudo como unidad de velocidad: una milla marítima por hora (1,85 km/h).

La unidad de potencia es el watt, cuyo símbolo es W, que equivale al consumo de un joule (símbolo J) en un segundo. Para que se tenga una mejor idea, 1 W es la potencia aproximada de un pequeño bombillo de linterna de bolsillo. Un tubo de luz fluorescente mediano tiene entre 18 y 20 W; un televisor, alrededor de 60 W; y una plancha eléctrica, entre 700 y 1 200 W. Una potencia de 1 000 W es lo mismo que un kilowatt (1 kW).

 Las cantidades de energía consumida o entregada se obtienen multiplicando la potencia del equipo por el tiempo durante el cual trabaja. Si la potencia se expresa en W y el tiempo en segundos, el producto (cantidad de energía) queda en J. De esta forma, un bombillo de 20 W que trabaja durante sesenta segundos debe consumir 20 W x 60 s = 1 200 J.

Debido a que el joule es una cantidad muy pequeña para la mayoría de los casos prácticos, frecuentemente se usa una unidad que es de 3 600 000 veces mayor, que resulta de multiplicar la potencia en kW por el tiempo en horas, en lugar de segundos. Esta unidad recibe el nombre de kilowatt-hora o kWh (debe leerse así: kilowatthora y no kilowatt por hora).

De esta manera, una plancha de 1 200 W (1,2 kW) que trabaja durante dos horas consume 1,2 kW x 2 h = 2,4 kWh.

Medición del Consumo

El personal de la CFE lee normalmente el medidor una vez cada dos meses, de ahí que la diferencia entre dos lecturas consecutivas representa el consumo en kilowatt-hora en ese tiempo, o sea, dos meses. Esto se puede comprobar al observar con atención los recibos de cobro del servicio eléctrico, donde se refleja la lectura, la fecha, el consumo del mes en kilowatt-hora y su valor monetario. No obstante, cada persona puede hacer las lecturas con la frecuencia que desee, por lo que estará en condiciones de seguir o monitorear el consumo cada semana, cada día, e incluso durante el día en intervalos regulares o no. Si se divide el consumo determinado por las lecturas, por la cantidad de horas transcurridas entre una y otra lectura, se obtiene la potencia media o promedio de ese intervalo de tiempo.

Si su lectura el 15 de septiembre de 2010 fue 08759 y el 15 de noviembre del mismo año fue de 09029, su consumo en esos treinta días fue de 09029 – 08759 = 270 kWh, y su potencia media del mes se determina por: 270 kWh / (30 días x 24 horas) = 0,375 kW, o sea, 375 W. Este valor tiene que ser menor que la suma de las potencias de todos sus equipos eléctricos (que es su potencia instalada), pues no todos ellos están conectados simultáneamente las 24 horas del día, los treinta días del mes. El porcentaje que la potencia media representa de la potencia total instalada, recibe el nombre de factor de utilización, y permite pronosticar los consumos en determinadas situaciones.

Cálculo del Valor Monetario

La mayor o menor potencia que en un instante está pasando puede ser juzgada por la rapidez de rotación del disco que posee el medidor. Observe que si sólo hay un radio conectado, el disco girará muy lentamente, mientras que si conecta una hornilla eléctrica, la rotación será mucho más rápida. Y como el disco está acoplado con el indicador de lectura, cuanto más rápidamente gira el disco, más avanzará la lectura del contador para un mismo tiempo, lo que significa un mayor consumo de energía.

¿Cómo puede medirse la potencia de un equipo eléctrico?

La potencia se determina midiendo la rapidez de rotación del disco del contador. Dado que éste tiene una marca negra en su borde, es sencillo determinar su rapidez, que puede expresarse por el tiempo en segundos que demora en dar una vuelta si gira lentamente, o bien por la cantidad de vueltas que realiza en un tiempo razonable, digamos entre 60 y 180 segundos. Esta medición permite calcular, con una sencilla operación matemática, la cantidad de vueltas que daría el disco en una hora. Esto se determina dividiendo 3 600, que son los segundos que hay en una hora, por los segundos que se ha determinado demora el disco en dar una vuelta.

Para determinar potencias según la rapidez de rotación del disco, es preciso buscar en la cara del medidor un importante número, que representa la relación que existe entre el consumo dado de energía y la cantidad de vueltas que realiza el disco para ese consumo. Ese número es una constante para cada instrumento y se expresa como una cierta cantidad de vueltas por kiilowatt-hora; por ejemplo, 420 vueltas/kWh. Para mediciones periódicas es conveniente encontrar y anotar la constante del medidor que se tenga instalado. Este número también puede interpretarse como la rapidez del disco en vueltas por hora para una potencia de 1 kW. En el caso del ejemplo, serían 420 vueltas por hora, o 420/60 = 7 vueltas por minuto (también 60/7 = 8,6 segundos en dar una vuelta) para una potencia de 1 kW.



Por tanto, si se determina que un equipo provoca una rapidez de 3,5 vueltas por minuto, que es la mitad de la constante, la potencia media corresponderá a la mitad de
1 kW (1 000 W), es decir, 0,5 kW (500 W). Por supuesto, esto es cierto sólo si el equipo en cuestión está conectado durante la medición.

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