Libro: Electric Power Systems Basic

Electric power system basics for the nonelectrical professional del autor Steven W. Blume es un texto publicado por la IEEE Press y JohnWiley & Sons, Inc. dirigido especialmente para aquellas personas interesadas en conocer el maravilloso mundo de la ingeniería eléctrica o que de alguna u otra forma están relacionadas con el sector eléctrico y ejercen otra profesión diferente a la de ingeniero electricista, dígase abogado, administrador, ingeniero ambiental etc. 

Electric power system basics for the nonelectrical professional es un libro muy amigable, ya que comienza con una breve historia de la electricidad, para luego adentrarse en los conceptos y la terminología básica de la ingeniería eléctrica y así poder llegar a temas más profundos relacionados con la generación, transmisión y distribución de la energía eléctrica. Además, el libro posee variedad de ilustraciones que le permiten al lector entender de otra manera lo que se dice con palabras, así como fotografías reales de dispositivos eléctricos y construcciones.

Para más información sobre este libro

http://www.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-0470129875.html

Calzado dieléctrico

Los fabricantes y distribuidores de calzado dieléctrico deberían cumplir con alguna norma que verifique la protección que este producto le brinda al usuario, sobretodo en lugares donde se puede presentar voltajes de toque y voltajes de paso.

El calzado dieléctrico se compone principalmente de botas aislantes que ofrecen mayor protección contra las descargas eléctricas, pueden resistir voltajes de hasta 35 kV en la suela y 20 kV en la bota completa. Así pues, el calzado dieléctrico proporciona protección a los pies del usuario minimizando el riesgo eléctrico. Varios fabricantes de calzado dieléctrico se basan en las normas ASTM estándar F2412-11 y F2413-11, anteriormente ANSI Z41-1999.

Normas que rigen el calzado dieléctrico

• American Society of Testing Material (ASTM)

ASTM F2412-11
ASTM F2413-11
ASTM F1116-03
ASTM F1117-03

• American National Standards Institute (ANSI)

ANSI -Z41

• Norma Técnica Colombiana (NTC)

NTC5529

Norma ASTM F1116-03
Esta norma describe el método de prueba estándar para determinar la rigidez dieléctrica del descalzado dieléctrico. Recomienda el agua como medio para los electrodos para asegurar la cobertura completa de las superficies del calzado.

Norma ASTM F2412-11
Está norma presenta los métodos de prueba estándar para protección de los pies. Estos métodos de ensayo miden la resistencia del calzado a una variedad de peligros que potencialmente puede causar lesiones.

 La resistencia al impacto (I)
 Resistencia a la compresión (C)
 La resistencia al impacto metatarsiano (Mt)
 Resistencia a la conductividad eléctrica (Cd)
 Resistencia a riesgos eléctricos (EH)
 El rendimiento disipativo estático (SD)
 La resistencia a la punción (PR)

A continuación se describen dos.

Sección 8: Resistencia a la conductividad eléctrica (Cd)
La base del calzado se coloca sobre una placa de electrodo y el segundo electrodo está incrustado en una capa de esferas metálicas que llenan el interior del calzado. La resistencia eléctrica se mide después de aplicar la tensión especificada para un tiempo determinado.

Procedimiento:

1. Coloque el calzado en la placa de acero (electrodo exterior al calzado).

2. Insertar las esferas metálicas conductores al interior del calzado.

3. Aplicar la tensión y tomar las medidas de resistencia dentro de un plazo máximo de 30 s.

4. Informe de la prueba: Reportar la resistencia eléctrica.

Sección 9: Calzado resistente al riesgo eléctrico (EH)
El calzado se coloca sobre un electrodo de malla metálica; un segundo electrodo se conforma de una capa de pequeñas esferas metálicas al interior del calzado. El voltaje se aplica al calzado en el electrodo de malla metálica para un tiempo determinado. La resistencia de AC se determina mediante la medición de la corriente a través del calzado.

Procedimiento:
1. Mantener el electrodo interno al potencial de tierra.
2. Aplicar la tensión de prueba para el electrodo exterior en un nivel bajo (cerca de 0 V).
3. Elevar el voltaje a razón de 1 kV/s hasta 18 kV rms a 60Hz y mantener esta tensión para un minuto.
4. Medir la tensión con un voltímetro en conjunto con un transformador de potencial calibrado conectado directamente a través del circuito de alto voltaje.
5. Medir la corriente con un amperímetro AC o resistencia shunt y un voltímetro, conectado en serie con la muestra.
6. Informe de la prueba – Reportar la corriente de fuga en mA para cada calzado.

Referencias

[1] ASTM International. (2011). ASTM F1116. Recuperado el 10 de Junio de 2012, de ASTM International: www.astm.org

[2] ASTM International. (2011). ASTM F2412-11. Recuperado el 10 de Junio de 2012, de ASTM International: www.astm.org

[3] ASTM International. (2011). ASTM F2413-11. Recuperado el 10 de Junio de 2012, de ASTM International: www.astm.org

Electrostática

Se refiere a los electrones estáticos o en reposo, es decir, sin movimiento relativo. La electricidad estática se procuce por la acumulación de cargas en un punto de un material.

 

Un cuerpo cargado siempre afecta a los demás cuerpos que lo rodean ya sea atrayendo o repeliendo sus electrones. Todo material cargado positivamente tiene en él escacez de electrones, mientra que todo material con carga negativa tiene exceso de electrones.

 

Los materiales cargados tienden a volver a su estado de equilibrio y para lograrlo necesitan descargarse.

 

La electrostática es de gran utilidad en la industria, por ejemplo:

• Se emplea para aplicar pintura a objetos fabricados en serie; este proceso se conoce como pintura electrostática.
• En la fabricación de papel abrasivo (papel de lija) para metales.
• En la fabricación de fibras para tejer alfombras y telas especiales.
• En los llamados precipitadores que cargan las partículas de humo de las grandes chimeneas para luego llevarlas a unas pantallas donde no puedan contaminar la atmósfera.

Formas de producir energía electrica en pequeñas cantidades

Por frotamiento

La frotación o friccón fue la forma más antigua que conoció el hombre para generar electricidad.

 

Algunos ejemplos son:

• El roce de las nubes con el aire.
• La fricción de un automóvil con el aire al desplazarse por una carretera.
• La fricción de una prenda de vestir de lana o material sintético con la piel.
• La piel con la pantalla del televisor.
• Frotar un peine plástico sobre el cabello seco. 

Efecto de la frotación por fricción

Por reacciones químicas

Ejemplos claros son las pilas y las baterias electricas. Su funcionamiento se basa en la reacción química entre dos elementos diferentes. Si se intoducen dos placas metálicas, una cobre y otra de Zinc en un solución ácida más agua, se puede comprobar la existencia de un voltaje entre las dos placas.

Electrólisis

 

Por presión o vibración

Ciertos cristales tienen propiedades piezoeléctricas, es decir, convierten la energía mecánica en energía electrica al ser sometidos a presión o vibraciones; estos son el cuarzo la turmalina, el titanio de bario, la sal de rochelle, entre otros. Los cristales piezoelectricos tienen aplicaciones en la industria como el registro de niveles de ruido y la detección cambios de presión.

Piezoelectrico

 

Por calor y por luz

El componente que produce energía electrica a partir de la energía calórica se llama termopar y está formado por dos metales diferentes, por ejemplo, níquel y latón; en el la energía del calor lleva los electrones libres de un metal otro, produciendo entre los dos una fuerza electromotriz (FEM). Los termopares tienen varias aplicaciones en el hogar y en la industria, se usan en termómetros, controles de temperatura en hornos y alarmas contra incendios, etc.



También se puede obtener energía electrica por medio de la luz, ello se consigue con las celdas fotovoltaicas.

Generación por calor

Generación por luz

 


 

¿Qué es la electricidad? Un poco de historia...

La Electricidad es una forma de energía que se manifiesta mediante efectos mécanicos (motores, electroimanes), caloríficos (estufas, hornos, diatermia, etc.), luminosos (lámparas) o químicos (electrólisis). No se crea ni se destruye, sólo se transforma. Por lo tanto, la Electricidad, viene a ser una rama de la Física dedicada al estudio e interpretación teórica de los fenómenos eléctricos y magnéticos, sus causas, consecuencias, aplicaciones e interacciones. Se suele dividir en: electrostática, electrodinámica, electromagnetismo y electrotecnia.

HISTORIA

El nombre de "Electricidad" proviene del vocablo griego "elektron" (ámbar), debido a que ya se conocía el fenómeno electrostático, el cual fue observado por el griego Tales de Mileto (s. VI a. de C.) cuando al frotaba el ambar, éste atraía ciertos objetos.

Sin embargo el conocimiento de la electricidad adquiere el caracter de ciencia hasta el siglo XVIII, en que se empezaron a estudiar los fenómenos electrostáticos. En eta época se destacan los noombres de Stephen Gray, Franklin, Cavendish, Coulomb, Green, Poisson, Laplace y Du Fay. Durante este siglo aparecen los distintos aparatos de laboratorio, el electroscopio, la botella de Leyden, la máquina de Ramsden, etc.

En el siglo XIX se crea el primer generador de electricidad, la pila de Volta. Galvani descubre la relación entre corriente nerviosas y electricas. Aparecen las primeras nociones de electromagnetismo, cuyo estudio inician Oersted, Biot, Savart y Ampère.

Faraday formula las leyes las leyes básicas de la energía electrica, inventa aparatos, enuncia teoremas y establece la teoría del campo eléctrico.

Maxwell enuncia la teoría del campo electromagnético, y por primera vez se descubre la identidad de las ondas luminosas con las electromagnéticas y los otros tipos de energía radiante. La existencia de estas ondas electromagnéticas es ratificada por los estudios de Hertz.