La potencia eléctrica suele medirse en vatios (W), kilovatios (kW), megavatios (MW), etc. La potencia es transferencia de energía por unidad de tiempo.
La potencia puede ser medida en cualquier instante de tiempo, mientras que la energía debe ser medida durante un cierto periodo, p.ej. un segundo, una hora o un año. (Lea la sección sobre energía si aún no lo ha hecho).
Que un aerogenerador tenga una potencia nominal (la que figura en la placa de características) de 1000 kW, le indica que producirá 1000 kilovatios-hora (kWh) de energía por hora de funcionamiento, cuando trabaje a rendimiento máximo (es decir, con vientos de, digamos, más de 15 metros por segundo).
Que un país como Dinamarca tenga, digamos, 1000 MW de potencia eólica instalada no le indica cuanta energía producen las turbinas. Los aerogeneradores estarán girando normalmente durante el 75 por ciento de las horas de año, aunque sólo estarán funcionando a la potencia nominal durante un número limitado de horas al año.
Para poder calcular cuanta energía producirán los aerogeneradores deberá conocer la distribución de velocidades de viento para cada aerogenerador. En el caso de Dinamarca, los aerogeneradores promedio devolverán 2.300 horas de funcionamiento a plena carga por año. Para obtener la producción total de energía multiplica los 1000 MW de potencia instalada por las 2.300 horas de operación = 2.300.000 MWh = 2,3 TWh de energía (ó 2.300.000.000 de KWh).
En otras zonas, como Gales, Escocia o la parte occidental de Irlanda, probablemente tenga alrededor de 3.000 horas o más de funcionamiento a plena carga. En Alemania la cifra está cerca de 2.000 horas de funcionamiento a plena carga.
La potencia de los automóviles se indica a menudo en caballos de vapor (CV o HP) en lugar de en kilovatios (kW). La palabra "caballo de vapor" puede proporcionarle una idea intuitiva de que la potencia define que cantidad de "músculo" tiene un motor o un generador, mientras que la energía le indica cuanto "trabajo" produce un generador o un motor durante un cierto periodo de tiempo.
Unidades de potencia
1 kW = 1.359 CV (HP)
http://www.windpower.org/ES/stat/unitsene.htm
martes, 14 de julio de 2009
Energía
Los físicos definen la palabra energía como la cantidad de trabajo que un sistema físico es capaz de producir. La energía, de acuerdo con la definición de los físicos, no puede ser creada, ni consumida, ni destruida.
Sin embargo la energía puede ser convertida o transferida en diferentes formas: la energía cinética del movimiento de las moléculas de aire puede ser convertida en energía rotacional por el rotor de una turbina eólica, que a su vez puede ser convertida en energía eléctrica por el generador de la turbina eólica. En cada conversión de energía, parte de la energía proveniente de la fuente es convertida en energía calorífica.
Cuando utilizamos de forma poco precisa la expresión pérdida de energía (lo cual es imposible según la definición dada arriba), queremos decir que parte de la energía de la fuente no puede ser utilizada directamente en el siguiente eslabón del sistema de conversión de energía, porque ha sido convertida en calor. Por ejemplo, los rotores, los multiplicadores o los generadores nunca tienen una eficiencia del 100 por cien, debido a las pérdidas de calor por fricción en los cojinetes, o a la fricción entre las moléculas de aire.
Sin embargo, la mayoría de nosotros tiene una noción lógica de que cuando se queman combustibles fósiles, de alguna forma, y diciéndolo de forma sencilla, el potencial global para una futura conversión de energía se reduce. Esto es totalmente cierto.
Sin embargo, los físicos utilizan una terminología diferente: Ellos dicen que la cantidad de entropía del universo ha aumentado. Con esto quieren decir que nuestra capacidad de producir trabajo útil convirtiendo energía disminuye cada vez que dejamos que la energía acabe en forma de calor que se disipa en el universo. El trabajo útil es llamado exergía por los físicos.
Dado que la gran mayoría de turbinas eólicas producen electricidad, solemos medir su producción en términos de cantidad de energía eléctrica que son capaces de convertir a partir de la energía cinética del viento. Solemos medir esa energía en términos de kilovatios-hora (kWh) o de megavatios-hora (MWh) durante un cierto periodo de tiempo, p.ej. una hora o un año.
La gente que quiere demostrar lo inteligente que es, y hacer ver que la energía no puede ser creada, sino sólo convertida en diferentes formas, llaman a los aerogeneradores convertidores de energía (WEC´s, que corresponde a las siglas inglesas de "Wind Energy Converters"). El resto de nosotros puede seguir llamándoles aerogeneradores.
Unidades de energía
1 J (julio) = 1 Ws = 0,2388 cal
1 GJ (gigajulio) = 10 9 J
1 TJ (terajulio) = 10 12 J
1 PJ (petajulio) = 10 15 J
1 (kilovatio-hora) kWh = 3.600.000 Julios
1 tep (tonelada equivalente de petróleo)
= 7,4 barriles de crudo en energía primaria
= 7,8 barriles de consumo final total
= 1270 m 3 de gas natural
= 2,3 toneladas métricas de carbón
1 Mtep (millones de toneladas equivalentes de petróleo) = 41,868 PJ
http://www.windpower.org/ES/stat/unitsene.htm
Sin embargo la energía puede ser convertida o transferida en diferentes formas: la energía cinética del movimiento de las moléculas de aire puede ser convertida en energía rotacional por el rotor de una turbina eólica, que a su vez puede ser convertida en energía eléctrica por el generador de la turbina eólica. En cada conversión de energía, parte de la energía proveniente de la fuente es convertida en energía calorífica.
Cuando utilizamos de forma poco precisa la expresión pérdida de energía (lo cual es imposible según la definición dada arriba), queremos decir que parte de la energía de la fuente no puede ser utilizada directamente en el siguiente eslabón del sistema de conversión de energía, porque ha sido convertida en calor. Por ejemplo, los rotores, los multiplicadores o los generadores nunca tienen una eficiencia del 100 por cien, debido a las pérdidas de calor por fricción en los cojinetes, o a la fricción entre las moléculas de aire.
Sin embargo, la mayoría de nosotros tiene una noción lógica de que cuando se queman combustibles fósiles, de alguna forma, y diciéndolo de forma sencilla, el potencial global para una futura conversión de energía se reduce. Esto es totalmente cierto.
Sin embargo, los físicos utilizan una terminología diferente: Ellos dicen que la cantidad de entropía del universo ha aumentado. Con esto quieren decir que nuestra capacidad de producir trabajo útil convirtiendo energía disminuye cada vez que dejamos que la energía acabe en forma de calor que se disipa en el universo. El trabajo útil es llamado exergía por los físicos.
Dado que la gran mayoría de turbinas eólicas producen electricidad, solemos medir su producción en términos de cantidad de energía eléctrica que son capaces de convertir a partir de la energía cinética del viento. Solemos medir esa energía en términos de kilovatios-hora (kWh) o de megavatios-hora (MWh) durante un cierto periodo de tiempo, p.ej. una hora o un año.
La gente que quiere demostrar lo inteligente que es, y hacer ver que la energía no puede ser creada, sino sólo convertida en diferentes formas, llaman a los aerogeneradores convertidores de energía (WEC´s, que corresponde a las siglas inglesas de "Wind Energy Converters"). El resto de nosotros puede seguir llamándoles aerogeneradores.
Unidades de energía
1 J (julio) = 1 Ws = 0,2388 cal
1 GJ (gigajulio) = 10 9 J
1 TJ (terajulio) = 10 12 J
1 PJ (petajulio) = 10 15 J
1 (kilovatio-hora) kWh = 3.600.000 Julios
1 tep (tonelada equivalente de petróleo)
= 7,4 barriles de crudo en energía primaria
= 7,8 barriles de consumo final total
= 1270 m 3 de gas natural
= 2,3 toneladas métricas de carbón
1 Mtep (millones de toneladas equivalentes de petróleo) = 41,868 PJ
http://www.windpower.org/ES/stat/unitsene.htm
Equivalencia entre masa y energía
La equivalencia entre la masa y la energía dada por la expresión de la teoría de la relatividad de Einstein, E = mc2, indica que la masa conlleva una cierta cantidad de energía aunque se encuentre en reposo, concepto ausente en mecánica clásica. Gracias a esta ecuación fue posible extender la ley de conservación de la energía a fenómenos como la desintegración radiactiva. La fórmula establece la relación de proporcionalidad directa entre la energía E (según la definición hamiltoniana) y la masa m, siendo la velocidad de la luz c elevada al cuadrado la constante de dicha proporcionalidad. También indica la relación cuantitativa entre masa y energía en cualquier proceso en que una se transforma en la otra, como en una explosión nuclear. Entonces, E puede tomarse como la energía liberada cuando una cierta cantidad de masa m es desintegrada, o como la energía absorbida para crear esa misma cantidad de masa. En ambos casos, la energía (liberada o absorbida) es igual a la masa (destruida o creada) multiplicada por el cuadrado de la velocidad de la luz.
http://es.wikipedia.org/wiki/Equivalencia_entre_masa_y_energ%C3%ADa
http://es.wikipedia.org/wiki/Equivalencia_entre_masa_y_energ%C3%ADa
Masa gravitacional
La masa gravitacional es la medida de la fuerza de atracción gravitatoria que experimenta una masa respecto de las demás. La fuerza gravitatoria entre dos partículas viene dada por:
donde m y M son las masas gravitatorias de las partículas, G es la constante de gravitación universal y r es la distancia entre ellas. Es análoga a la carga eléctrica, otra propiedad de las partículas que está relacionada con la fuerza eléctrica.
Masa inercial
La masa inercial es una medida de la resistencia de una masa al cambio de velocidad en relación con un sistema de referencia inercial. En física clásica la masa inercial de partículas puntuales se define por medio de la siguiente ecuación, donde la partícula uno se toma como la unidad (m1 =1):
donde mi es la masa inercial de la partícula i, y ai1 es la aceleración inicial de la partícula i, en la dirección de la partícula i hacia la partícula 1, en un volumen ocupado sólo por partículas i y 1, donde ambas partículas están inicialmente en reposo y a una distancia unidad. No hay fuerzas externas pero las partículas ejercen fuerza las unas en las otras.
viernes, 3 de julio de 2009
Movimiento de planetas
Los planetas del sistema solar, así como sus satélites, anillos, asteroides y cometas, se caracterizan por movimientos muy complejos. Estos se descomponen, como en el caso de la Tierra, en movimientos sencillos que, al recomponerlos, pueden describir de forma aproximada la realidad del movimiento observado. Así, la física puede estudiarlos con mayor facilidad.
• Todos los cuerpos del sistema solar, incluido el Sol, giran alrededor de su propio eje de rotación.
• Todos los cuerpos del sistema solar giran alrededor del Sol siguiendo una órbita.
• Todos siguen trayectorias elípticas.
• Todos los satélites giran alrededor de los planetas siguiendo trayectorias elípticas.
• El eje de rotación de los planetas está inclinado respecto al plano de su órbita.
Alrededor del Sol.
Las leyes físicas que describen estos movimientos celestes son las tres leyes de Kepler, que hallan completa «justificación» en las leyes de gravitación universal de Newton.
Estas leyes son válidas tanto para los planetas en órbita alrededor del Sol como para los satélites en órbita alrededor de los planetas, los cometas recurrentes, los grupos de meteoritos derivados de la desintegración de antiguos cometas y todos losasteroides que ocupan el espacio entre Marte y Júpiter.
DIRECCIÓN DE LOS MOVIMIENTOS
El sentido en el que giran todos los planetas alrededor del Sol es «directo», es decir, contrario a las manecillas del reloj, para un observador colocado en el Sol y que mira al polo norte de la eclíptica. Este es también el sentido de la rotación de casi todos los planetas y el de la traslación de casi todos los satélites alrededor de sus planetas.
ÓRBITAS Y MOVIMIENTOS APARENTES
Contrariamente a lo que podríamos imaginar, las órbitas de los planetas no se hallan sobre el mismo plano. Al igual que la Tierra tiene su eclíptica, cada planeta posee su plano orbital delimitado por su propia órbita.No obstante, sucede que ciertos planos orbitales están poco inclinados entre sí. Por ejemplo, respecto al plano de la órbita terrestre la inclinación de las diversas órbitas está comprendida en los 5° (a excepción de las órbitas de Mercurio y Plutón). Por esa razón, a menudo podemos ver en el cielo nocturno algunos planetas que, alineados con la Luna, «visualizan» la eclíptica sobre la esfera celeste.Las distintas velocidades a las que se desplazan los planetas a lo largo de su órbita (más bajas cuando están más alejados del Sol), la continua variación de velocidad derivada de la segunda ley de Kepler, y el hecho de que las órbitas de los planetas no se hallen al mismo nivel son las razones principales que determinan las «irregularidades» observadas desde la Tierra en el movimiento de los planetas.
ALINEAMIENTOS
La distancia angular de un planeta a la alineación Sol-Tierra se llama elongación: si el planeta es exterior a la Tierra, a 0° se habla de conjunción, a 90° de cuadratura, a 180° de conjunción superior; si el planeta es interior, no alcanza la cuadratura y a 0° se habla de conjunción superior y a 180° de conjunción inferior. Para estos últimos, las máximas elongaciones (Este u Oeste, según si siguen o preceden al Sol) son de 28° en el caso de Mercurio y 48° en el caso de Venus.
MOVIMIENTO DE SATELITES
APLICACIÓN A SATÉLITES
Para simplificar los cálculos suponemos que el satélite se mueve con trayectoria circular, siendo r el radio de la órbita (la distancia del centro de la tierra al satélite).
Fc = Fg
Conociendo el radio de rotación, se calcula el periodo de la órbita: Actividad. Calcular el periodo de rotación de la estación internacional sabiendo que orbita a unos 400 Km de altura.
Browser doesn't understand Java applet tag !
Los satélites geoestacionarios tienen un periodo de 24 horas, de tal manera que siempre se encuentran sobre el mismo punto de la tierra. El radio de su órbita es de unos 36.000 Km
• Todos los cuerpos del sistema solar, incluido el Sol, giran alrededor de su propio eje de rotación.
• Todos los cuerpos del sistema solar giran alrededor del Sol siguiendo una órbita.
• Todos siguen trayectorias elípticas.
• Todos los satélites giran alrededor de los planetas siguiendo trayectorias elípticas.
• El eje de rotación de los planetas está inclinado respecto al plano de su órbita.
Alrededor del Sol.
Las leyes físicas que describen estos movimientos celestes son las tres leyes de Kepler, que hallan completa «justificación» en las leyes de gravitación universal de Newton.
Estas leyes son válidas tanto para los planetas en órbita alrededor del Sol como para los satélites en órbita alrededor de los planetas, los cometas recurrentes, los grupos de meteoritos derivados de la desintegración de antiguos cometas y todos losasteroides que ocupan el espacio entre Marte y Júpiter.
DIRECCIÓN DE LOS MOVIMIENTOS
El sentido en el que giran todos los planetas alrededor del Sol es «directo», es decir, contrario a las manecillas del reloj, para un observador colocado en el Sol y que mira al polo norte de la eclíptica. Este es también el sentido de la rotación de casi todos los planetas y el de la traslación de casi todos los satélites alrededor de sus planetas.
ÓRBITAS Y MOVIMIENTOS APARENTES
Contrariamente a lo que podríamos imaginar, las órbitas de los planetas no se hallan sobre el mismo plano. Al igual que la Tierra tiene su eclíptica, cada planeta posee su plano orbital delimitado por su propia órbita.No obstante, sucede que ciertos planos orbitales están poco inclinados entre sí. Por ejemplo, respecto al plano de la órbita terrestre la inclinación de las diversas órbitas está comprendida en los 5° (a excepción de las órbitas de Mercurio y Plutón). Por esa razón, a menudo podemos ver en el cielo nocturno algunos planetas que, alineados con la Luna, «visualizan» la eclíptica sobre la esfera celeste.Las distintas velocidades a las que se desplazan los planetas a lo largo de su órbita (más bajas cuando están más alejados del Sol), la continua variación de velocidad derivada de la segunda ley de Kepler, y el hecho de que las órbitas de los planetas no se hallen al mismo nivel son las razones principales que determinan las «irregularidades» observadas desde la Tierra en el movimiento de los planetas.
ALINEAMIENTOS
La distancia angular de un planeta a la alineación Sol-Tierra se llama elongación: si el planeta es exterior a la Tierra, a 0° se habla de conjunción, a 90° de cuadratura, a 180° de conjunción superior; si el planeta es interior, no alcanza la cuadratura y a 0° se habla de conjunción superior y a 180° de conjunción inferior. Para estos últimos, las máximas elongaciones (Este u Oeste, según si siguen o preceden al Sol) son de 28° en el caso de Mercurio y 48° en el caso de Venus.
MOVIMIENTO DE SATELITES
APLICACIÓN A SATÉLITES
Para simplificar los cálculos suponemos que el satélite se mueve con trayectoria circular, siendo r el radio de la órbita (la distancia del centro de la tierra al satélite).
Fc = Fg
Conociendo el radio de rotación, se calcula el periodo de la órbita: Actividad. Calcular el periodo de rotación de la estación internacional sabiendo que orbita a unos 400 Km de altura.
Browser doesn't understand Java applet tag !
Los satélites geoestacionarios tienen un periodo de 24 horas, de tal manera que siempre se encuentran sobre el mismo punto de la tierra. El radio de su órbita es de unos 36.000 Km
MOvimiento de los satelites
-la velocidad orbital no depende de la masa del satelite que orbital-Cuanto mayor sea la altura a que orbita el satelite menor sera su velocidad.-Cuanto mayor sea la masa del astro alredeor del cual se orbita mayor sera la velocidad orbital.F=Gm1m2r Epg=-Gmtr2movimiento satelites Gmt ms =ms v2 , v= T=2pi r =2pir2 R vGravedad= Gmtr2Vescape= Geoestacionario= periodo=2pi = r=a=f/m Energia potencial=mgh Energia cinetica=1/2 mv2 energia potencial=1/2kAl2 ema=embcampo electrico--> llamamos campo electrico a la perturbacion que un cuerpo produce en el espacio que lo rodea por el hecho de tener carga electrica. caracteristicas: es radial, campo central y su sentido depende del signo de q.La energia potencial electrica de una carga q en un punto del espacio es el trabajo que realiza el campo electrico para trasladar la carga q desde dicho punto hasta el infinito.El potencial electrico en un punto del espacio es el trabajo que realiza el campo electrico para trasladar la unidad de carga positiva desde dicho punto hasta el infinito.Trabajo del campo positivo(espontaneo):la carga q se desplaza por accion de las fuerzas del campo electrico.la carga q disminuye su energia potencial electrica.esto ocurre cuando se separan dos cargas del mismo signo o cuando se acerca dos cargas de signo contrario.Trabajo del campo negativo(no espontaneo):la carga q se desplaza por accion de una fuerza exterior al campo electrico.la carga q aumenta su energia potencial electrica.esto ocurre cuando se caerca dos cargas del mismo signo o cuando se separan dos cargas de signo contrario.El flujo del campo electrico , ,a traves de una superficie es una medida del numero de lineas de campo que atraviesan dicha superficie.El flujo electrico a traves de una superficie cerrada S es proporcional a la carga electrica neta Q que encierra la superficie partido por la constante dielectrica.Campo creado por un plano infinito cargado uniformemente
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