70131531panchisElectricidad De Wikipedia, la enciclopedia libre Saltar a navegación, búsqueda Contenido [ocultar] y y y y y y y y y y y 1 Historia de la electricidad 2 Electrostática y electrodinámica o 2.1 Carga eléctrica o 2.2 Fuerza entre cargas o 2.3 Campos eléctrico y magnético 3 Electromagnetismo 4 Potencial y tensión eléctrica 5 Propiedades eléctricas de los materiales o 5.1 Origen microscópico o 5.2 Conductividad y resistividad 6 Corriente eléctrica o 6.1 Corriente continua o 6.2 Corriente alterna 6.2.1 Corriente trifásica 6.2.2 Corriente monofásica 7 Circuitos 8 Fenómenos termoeléctricos 9 Generación de energía eléctrica o 9.1 Generación masiva 9.1.1 Centrales termoeléctricas 9.1.2 Centrales hidroeléctricas 9.1.3 Centrales eólicas 9.1.4 Centrales fotovoltaicas o 9.2 Generación a pequeña escala 9.2.1 Grupo electrógeno 9.2.2 Pila voltaica 9.2.3 Pilas de combustible 9.2.4 Generador termoeléctrico de radioisótopos 10 Suministro eléctrico o 10.1 Transporte de energía eléctrica o 10.2 Distribución de energía eléctrica 11 Mediciones eléctricas o 11.1 Unidades eléctricas o 11.2 Instrumentos de medida 11.2.1 Galvanómetro 11.2.2 Amperímetros 11.2.3 Voltímetros 11.2.4 Óhmetro 11.2.5 Multímetro 11.2.6 Osciloscopio y y y y y y y y y y y 11.2.7 Analizador de espectro 12 Potencia eléctrica o 12.1 Potencia de cargas reactivas o 12.2 Potencia activa 13 Elementos de seguridad 14 Aplicaciones de la electricidad o 14.1 Máquinas eléctricas 14.1.1 Generador eléctrico 14.1.2 Motor eléctrico 14.1.3 Transformador o 14.2 Máquinas frigoríficas y aire acondicionado o 14.3 Electroimanes o 14.4 Electroquímica o 14.5 Electroválvulas o 14.6 Iluminación y alumbrado o 14.7 Producción de calor o 14.8 Robótica y máquinas CNC o 14.9 Señales luminosas o 14.10 Telecomunicaciones o 14.11 Uso doméstico o 14.12 Uso en la industria o 14.13 Uso en el transporte o 14.14 Uso en la medicina 15 Electrónica o 15.1 Electrónica digital 16 Consumo de energía y eficiencia energética 17 Salud y electricidad 18 Electricidad en la naturaleza o 18.1 Mundo inorgánico 18.1.1 Descargas eléctricas atmosféricas 18.1.2 Campo magnético terrestre o 18.2 Mundo orgánico 18.2.1 Impulso nervioso 18.2.2 Uso biológico 19 Véase también 20 Referencias 21 Bibliografía 22 Enlaces externos La electricidad (del griego elektron, cuyo significado es ámbar) es un fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros1 ,2 3 4 en otras palabras es el flujo de electrones. Se puede observar de forma natural en fenómenos atmosféricos, por ejemplo los rayos, que son descargas eléctricas producidas por la transferencia de energía entre la ionosfera y la superficie terrestre (proceso complejo del que los rayos solo forman una parte). Otros mecanismos eléctricos naturales los podemos encontrar en procesos biológicos, como el funcionamiento del sistema nervioso. Es la base del funcionamiento de muchas máquinas, desde pequeños electrodomésticos hasta sistemas de gran potencia como los trenes de alta velocidad, y asimismo de todos los dispositivos electrónicos.5 Además es esencial para la producción de sustancias químicas como el aluminio y el cloro. También se denomina electricidad a la rama de la física que estudia las leyes que rigen el fenómeno y a la rama de la tecnología que la usa en aplicaciones prácticas. Desde que, en 1831, Faraday descubriera la forma de producir corrientes eléctricas por inducción ²fenómeno que permite transformar energía mecánica en energía eléctrica² se ha convertido en una de las formas de energía más importantes para el desarrollo tecnológico debido a su facilidad de generación y distribución y a su gran número de aplicaciones. La electricidad en una de sus manifestaciones naturales: el relámpago. La electricidad es originada por las cargas eléctricas, en reposo o en movimiento, y las interacciones entre ellas. Cuando varias cargas eléctricas están en reposo relativo se ejercen entre ellas fuerzas electrostáticas. Cuando las cargas eléctricas están en movimiento relativo se ejercen también fuerzas magnéticas. Se conocen dos tipos de cargas eléctricas: positivas y negativas. Los átomos que conforman la materia contienen partículas subatómicas positivas (protones), negativas (electrones) y neutras (neutrones). También hay partículas elementales cargadas que en condiciones normales no son estables, por lo que se manifiestan sólo en determinados procesos como los rayos cósmicos y las desintegraciones radiactivas.6 La electricidad y el magnetismo son dos aspectos diferentes de un mismo fenómeno físico, denominado electromagnetismo, descrito matemáticamente por las ecuaciones de Maxwell. El movimiento de una carga eléctrica produce un campo magnético, la variación de un campo magnético produce un campo eléctrico y el movimiento acelerado de cargas eléctricas genera ondas electromagnéticas (como en las descargas de rayos que pueden escucharse en los receptores de radio AM).7 Debido a las crecientes aplicaciones de la electricidad como vector energético, como base de las telecomunicaciones y para el procesamiento de información, uno de los principales desafíos contemporáneos es generarla de modo más eficiente y con el mínimo impacto ambiental. [editar] Historia de la electricidad Artículo principal: Historia de la electricidad Michael Faraday relacionó el magnetismo con la electricidad. Configuración electrónica del átomo de cobre. Sus propiedades conductoras se deben a la facilidad de circulación que tiene su electrón más exterior (4s). La historia de la electricidad como rama de la física comenzó con observaciones aisladas y simples especulaciones o intuiciones médicas, como el uso de peces 2 4 Mientras la electricidad era todavía considerada poco más que un espectáculo de salón. de los procesos industriales. la miniaturización. como Lord Kelvin. al frotar una barra de ámbar con un paño. Asimismo. que alcanzaría su auge con la invención del transistor. a fines del siglo XIX. se extendió la iluminación eléctrica de las calles y las casas. Entre ellos destacaron Nikola Tesla y Thomas Alva Edison. Westinghouse. del transporte y de las telecomunicaciones. También inventó el sistema de motores y generadores de corriente alterna polifásica que da energía a la sociedad moderna. van Musschenbroek y Watson. ya a comienzos del siglo XIX. La creciente sucesión de aplicaciones que esta disponibilidad produjo hizo de la electricidad una de las principales fuerzas motrices de la segunda revolución industrial. las primeras aproximaciones científicas al fenómeno fueron hechas en los siglos XVII y XVIII por investigadores sistemáticos como Gilbert. su transporte a largas distancias y la autonomía de los aparatos móviles alimentados por electricidad todavía no han sido resueltos de forma eficiente. Du Fay. La generación masiva de electricidad comenzó cuando. u objetos arqueológicos de interpretación discutible (la batería de Bagdad). Estas observaciones empiezan a dar sus frutos con Galvani. permitieron el desarrollo de la electrónica. el desarrollo de una teoría que unificara la electricidad con el magnetismo como dos manifestaciones de un mismo fenómeno no se alcanzó hasta la formulación de las ecuaciones de Maxwell (1861-1865). Esto fue esencial para la conformación de la sociedad de la información de la tercera revolución industrial. Tesla. la multiplicación de todo tipo de aplicaciones . que es la base de la maquinaria de corriente alterna. y. el aumento de velocidad y la disminución de costo de las computadoras durante la segunda mitad del siglo XX fue posible gracias al buen conocimiento de las propiedades eléctricas de los materiales semiconductores.eléctricos en enfermedades como la gota y el dolor de cabeza. von Siemens y Alexander Graham Bell. Más que de grandes teóricos. Estos saberes. No obstante. Coulomb y Franklin. un inventor serbio-americano. von Guericke. combinados con las tecnologías desarrolladas para las transmisiones de radio. Los problemas de almacenamiento de electricidad. con Ampère. notó que la barra podía atraer objetos livianos. Faraday y Ohm. Henry Cavendish. que revolucionó las telecomunicaciones. fue éste el momento de grandes inventores como Gramme. El perfeccionamiento. Volta. cuya revolucionaria manera de entender la relación entre investigación y mercado capitalista convirtió la innovación tecnológica en una actividad industrial. El alumbrado artificial modificó la duración y distribución horaria de las actividades individuales y sociales.9 La sociedad de consumo que se creó en los países capitalistas dependió (y depende) en gran medida del uso doméstico de la electricidad. Los desarrollos tecnológicos que produjeron la primera revolución industrial no hicieron uso de la electricidad. Lenin definió el socialismo como la suma de la electrificación y el poder de los soviets. Su primera aplicación práctica generalizada fue el telégrafo eléctrico de Samuel Morse (1833). comparable en importancia con la generalización del uso de los automóviles. descubrió el principio del campo magnético rotatorio en 1882. 8 Tales de Mileto fue el primero en observar los fenómenos eléctricos cuando. El desarrollo de la mecánica cuántica durante la primera mitad del siglo XX sentó las bases para la comprensión del comportamiento de los electrones en los diferentes materiales. donde c es la velocidad de la luz en el medio en el que se transmite y d la distancia entre las cargas.10 [editar] Carga eléctrica Artículo principal: Carga eléctrica Interacciones entre cargas de igual y distinta naturaleza. que incluía también a las ondas electromagnéticas. que determina el potencial eléctrico en el caso electrostático. pero deben ser tomados en cuenta en el caso de circuitos de corriente alterna. a su vez. La interacción entre carga y campo eléctrico es la fuente de una de las cuatro interacciones fundamentales. que estudia los fenómenos eléctricos producidos por cargas en movimiento. sino que tardan un tiempo . especialmente las renovables. se introdujo el concepto de campo eléctrico y potencial eléctrico. La partícula que transporta la información de estas interacciones es el fotón. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos siendo. Esto ha planteado la necesidad de nuevas fuentes de energía. generadora de ellos. Durante el siglo XIX se generalizaron las ideas de Coulomb. Finalmente. y se formuló la ecuación de Laplace. C. por primera vez. del campo electrostático. mostrando que ambos tipos son manifestaciones del único fenómeno del electromagnetismo. . En 1785 el físico francés Charles Coulomb publicó un tratado donde cuantificaba las fuerzas de atracción y repulsión de cargas eléctricas estáticas y describía.1 Los fenómenos electrostáticos son conocidos desde la antigüedad. Se produjeron también avances significativos en la electrodinámica. Esta ley se conoce en su honor con el nombre de ley de Coulomb.prácticas de la electricidad ha sido ²junto con la proliferación de los motores alimentados con destilados del petróleo² uno de los factores de la crisis energética de comienzos del siglo XXI. la interacción electromagnética. Los griegos del siglo V a. Con ellas se desarrolló el estudio de los fenómenos eléctricos y magnéticos. Estas fuerzas son de alcance infinito y no se manifiestan de forma inmediata. en 1864 el físico escocés James Clerk Maxwell unificó las leyes de la electricidad y del magnetismo en un sistema de cuatro ecuaciones en derivadas parciales conocidas como ecuaciones de Maxwell. En estos fenómenos aparecen asimismo campos magnéticos. [editar] Electrostática y electrodinámica Artículos principales: electrostática y electrodinámica La electrostática es la rama de la física que estudia los fenómenos resultantes de la distribución de cargas eléctricas en reposo. ya sabían que al frotar ciertos objetos estos adquirían la propiedad de atraer cuerpos livianos. La carga eléctrica es una propiedad que poseen algunas partículas subatómicas y que se manifiesta mediante las fuerzas observadas entre ellas. que pueden ser ignorados en el caso de circuitos con corriente eléctrica estacionaria. esto es. cómo medirlas usando una balanza de torsión. sin embargo estas no pueden encontrarse libres en la naturaleza. Véanse también: Átomo. están constituidos por partículas cargadas más pequeñas llamadas quarks. el valor de las fuerzas ejercidas entre cargas eléctricas. Se corresponde con la carga de 6. de signo opuesto): e = 1. Una propiedad fundamental de estas fuerzas es el principio de superposición que establece que. Experimento de Millikan y Electroscopio [editar] Fuerza entre cargas Artículo principal: Ley de Coulomb Coulomb fue el primero en determinar. .602 × 10-19 C (1 eV en unidades naturales). en 1785.12 Usando una balanza de torsión determinó que la magnitud de la fuerza con que se atraen o repelen dos cargas eléctricas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de las magnitudes de cada carga e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Cuando un átomo gana o pierde un electrón. y de Robert Millikan a medir su carga. La fuerza ejercida sobre la carga puntual qi en reposo está dada en el SI por: donde denota el vector que une la carga qj con la carga qi. la fuerza resultante sobre una cualquiera de ellas es la suma vectorial de las fuerzas ejercidas por todas las demás. determinaron la naturaleza discreta de la carga eléctrica.Las dos partículas elementales cargadas que existen en la materia y que se encuentran de forma natural en la Tierra son el electrón y el protón.24 × 1018 electrones aproximadamente. queda cargado eléctricamente.11 En el Sistema Internacional de Unidades la unidad de carga eléctrica se denomina culombio (símbolo C) y se define como la cantidad de carga que pasa por una sección en 1 segundo cuando la corriente eléctrica es de 1 amperio. Polarización electroquímica. cuando hay varias cargas qj. aunque pueden encontrarse otras partículas cargadas procedentes del exterior (como los muones o los piones). La carga más pequeña que se encuentra en la naturaleza es la carga del electrón (que es igual en magnitud a la del protón y. Los trabajos de investigación realizados en la segunda mitad del siglo XIX por el premio Nobel de Física Joseph John Thomson. A estos átomos cargados se les denomina iones. r es la distancia que las separa y la constante de proporcionalidad k depende del sistema de unidades. que le llevaron en 1897 a descubrir el electrón. Todos los hadrones (como el protón y el neutrón) además.13 donde q1 y q2 son las cargas. Cuando las cargas están en movimiento aparecen también fuerzas magnéticas. La forma más sencilla de describir el fenómeno es con el uso de campos eléctrico () y magnético (), de los que a su vez se pueden derivar las fuerzas a partir de la fórmula de Lorentz: En el caso general de cargas distribuidas de manera arbitraria, no es posible escribir expresiones explícitas de las fuerzas. Hay que resolver las ecuaciones de Maxwell, calcular los campos y derivar las fuerzas a partir de las expresiones de la energía electromagnética.14 Véanse también: Fuerza de Lorentz y polarización eléctrica [editar] Campos eléctrico y magnético Líneas de campo de dos cargas eléctricas de igual valor absoluto y signos opuestos. Artículos principales: campo eléctrico y campo magnético Los campos eléctrico y magnético , son campos vectoriales caracterizables en cada punto del espacio y cada instante del tiempo por un módulo, una dirección y un sentido. Una propiedad fundamental de estos campos es el principio de superposición, según el cual el campo resultante puede ser calculado como la suma vectorial de los campos creados por cada una de las cargas eléctricas. Se obtiene una descripción sencilla de estos campos dando las líneas de fuerza o de campo, que son curvas tangentes a la dirección de los vectores de campo. En el caso del campo eléctrico, esta línea corresponde a la trayectoria que seguiría una carga sin masa que se encuentre libre en el seno del campo y que se deja mover muy lentamente. Normalmente la materia es neutra, es decir, su carga eléctrica neta es nula. Sin embargo, en su interior tiene cargas positivas y negativas y se localizan corrientes eléctricas en los átomos y moléculas, lo cual da lugar a campos eléctricos y magnéticos. En el caso de dos cargas opuestas se generan campos dipolares, como el representado en la figura de la derecha, donde las cargas de igual magnitud y signos opuestos están muy cercanas entre sí. Estos campos dipolares son la base para describir casos tan fundamentales como los enlaces iónicos en las moléculas, las características como disolvente del agua, o el funcionamiento de las antenas entre otros. Los campos eléctricos y magnéticos se calculan resolviendo las ecuaciones de Maxwell, siendo magnitudes inseparables en general. [editar] Electromagnetismo Artículo principal: Electromagnetismo Fluido ferroso que se agrupa cerca de los polos de un imán o magneto. Se denomina electromagnetismo a la teoría física que unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos son obra de Faraday, pero fueron formulados por primera vez de modo completo por Maxwell. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales, conocidas como ecuaciones de Maxwell, que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales: densidad de carga eléctrica, corriente eléctrica, desplazamiento eléctrico y corriente de desplazamiento. A principios del siglo XIX Ørsted encontró evidencia empírica de que los fenómenos magnéticos y eléctricos estaban relacionados. A partir de esa base Maxwell unificó en 1861 los trabajos de físicos como Ampère, Sturgeon, Henry, Ohm y Faraday, en un conjunto de ecuaciones que describían ambos fenómenos como uno solo, el fenómeno electromagnético.11 Se trata de una teoría de campos; las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales y son dependientes de la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los que intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre la materia. Para la descripción de fenómenos a nivel molecular, atómico o corpuscular, es necesario emplear las expresiones clásicas Ecuaciones de Maxwell, en su forma diferencial Nombre de la ley Forma diferencial Ley de Gauss Ley de Gauss para el magnetismo o inexistencia del monopolo magnético Ecuación de Maxwell-Faraday (ley de Faraday) Ley de AmpèreMaxwell de la energía electromagnética conjuntamente con las de la mecánica cuántica. Las ecuaciones de Maxwell describen los campos eléctricos y magnéticos como manifestaciones de un solo campo electromagnético. Además, explican la naturaleza ondulatoria de la luz como parte de una onda electromagnética.15 Al contar con una teoría unificada consistente que describiera estos dos fenómenos antes separados, se pudieron realizar varios experimentos novedosos e inventos muy útiles, como el generador de corriente alterna inventado por Tesla.16 El éxito predictivo de la teoría de Maxwell y la búsqueda de una interpretación coherente con el experimento de Michelson y Morley llevó a Einstein a formular la teoría de la relatividad, que se apoyaba en algunos resultados previos de Lorentz y Poincaré. Esta unificación es fundamental para describir las relaciones que existen entre los campos eléctricos variables que se utilizan en la vida diaria ²como la corriente alterna utilizada en las redes eléctricas domésticas² y los campos magnéticos que inducen. Entre otras aplicaciones técnicas, se utiliza para el cálculo de antenas de telecomunicaciones y de circuitos eléctricos o electrónicos en los que hay campos eléctricos y magnéticos variables que se generan mutuamente. Véanse también: Inducción magnética, Ley de Faraday, Onda electromagnética y Fotón [editar] Potencial y tensión eléctrica Artículo principal: Potencial eléctrico Representación esquemática de una resistencia R por la que circula una intensidad de corriente I debido a la diferencia de potencial entre los puntos A y B. Se denomina tensión eléctrica o voltaje a la energía potencial por unidad de carga que está asociada a un campo electrostático. Su unidad de medida en el SI son los voltios.17 A la diferencia de energía potencial entre dos puntos se le denomina voltaje. Esta tensión puede ser vista como si fuera una "presión eléctrica" debido a que cuando la presión es uniforme no existe circulación de cargas y cuando dicha "presión" varía se crea un campo eléctrico que a su vez genera fuerzas en las cargas eléctricas. Matemáticamente, la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos A y B es la integral de línea del campo eléctrico: Generalmente se definen los potenciales referidos a un punto inicial dado. A veces se escoge uno situado infinitamente lejos de cualquier carga eléctrica. Cuando no hay campos magnéticos variables, el valor del potencial no depende de la trayectoria usada para calcularlo, sino únicamente de sus puntos inicial y final. Se dice entonces que el campo eléctrico es conservativo. En tal caso, si la carga eléctrica q tan pequeña que no modifica significativamente , la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos A y B será el trabajo W por unidad de carga, que debe ejercerse en contra del campo eléctrico para llevar q desde B hasta A. Es decir: ya que tanto los electrones interiores como los protones de los núcleos atómicos no pueden desplazarse con facilidad. La fuerza electromotriz. Estos electrones pueden pasar con facilidad a átomos contiguos. como en los electrólitos de las baterías eléctricas. los electrones no interactúan con los átomos desplazándose con total libertad (resistividad nula). como el cobre. Los materiales superconductores se usan en imanes superconductores para la generación de elevadísimos campos magnéticos. que también se mide en voltios. en contra de las fuerzas eléctricas). a muy bajas temperaturas y como consecuencia de fenómenos cuánticos. En otros materiales sólidos los electrones se liberan con dificultad constituyendo semiconductores. la conducción de corriente es producida por el desplazamiento de átomos o moléculas completas ionizadas de modo positivo o negativo. . constituyendo los electrones libres responsables del flujo de corriente eléctrica. En el caso de campos no estacionarios el campo eléctrico no es conservativo y la integral de línea del campo eléctrico contiene efectos provenientes de los campos magnéticos variables inducidos o aplicados. térmico (efecto termoeléctrico) o de otro tipo.). Los materiales conductores por excelencia son metales. que corresponden a una fuerza electromotriz inducida (f. esto es.e. Esta energía puede representarse por un campo de origen externo cuya circulación (integral de línea sobre una trayectoria cerrada C) define la fuerza electromotriz del generador. La conducción eléctrica de los materiales sólidos. En los primeros. cuando no se logra esta liberación. dividido por el valor de dicha carga. El trabajo así realizado puede tener origen mecánico (dínamo). del polo negativo al positivo (es decir. la polaridad de la caída de tensión viene determinada por la dirección convencional de la misma. permite mantener una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito abierto o de producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado. químico (batería). cuyo origen es la inyección de energía externa al circuito. cuando existe. Los mecanismos microscópicos de conducción eléctrica son diferentes en los materiales superconductores y en los líquidos.Otra de las formas de expresar la tensión entre dos puntos es en función de la intensidad de corriente y la resistencia existentes entre ellos. se debe a los electrones más exteriores. o aisladores. que usualmente tienen un único electrón en la última capa electrónica. negativamente (los electrones) y neutras (los neutrones). Esta expresión corresponde el trabajo que el generador realiza para forzar el paso por su interior de una carga. [editar] Propiedades eléctricas de los materiales [editar] Origen microscópico La posibilidad de generar corrientes eléctricas en los materiales depende de la estructura e interacción de los átomos que los componen. Los átomos están constituidos por partículas cargadas positivamente (los protones).m. del punto de mayor potencial al de menor. En los segundos. cuando la liberación puede ser producida por excitación térmica. Así se obtiene uno de los enunciados de la ley de Ohm: Cuando por dos puntos de un circuito puede circular una corriente eléctrica. puestos en contacto con un cuerpo cargado de electricidad. la conductividad del cobre recocido medida a 20 °C es igual a 0. Este fenómeno se denomina polarización eléctrica y es más notorio en los aisladores eléctricos debido a la ausencia de apantallamiento del campo eléctrico aplicado por los electrones libres. pero existen . Generalmente la resistividad de los metales aumenta con la temperatura. como son el grafito. La resistividad es una magnitud inversa a la conductividad. Según esta definición.18 La conductividad eléctrica del cobre puro fue adoptada por la Comisión Electrotécnica Internacional en 1913 como la referencia estándar para esta magnitud. no metálicos. transmiten ésta a todos los puntos de su superficie.58108 S/m. Aquellos cuya polarización es permanente (electretos y materiales ferroeléctricos) se usan para fabricar dispositivos como micrófonos y altavoces. las soluciones salinas (por ejemplo. dando una idea de lo buen o mal conductor que es. un material mucho más ligero. dieléctricos. en mayor o menor grado. y Conductores eléctricos. aludiendo al grado de dificultad que encuentran los electrones en sus desplazamientos.19 A este valor se lo denomina 100% IACS. así como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial. las distribuciones espaciales relativas de las cargas negativas (electrones) y positivas (núcleos atómicos). estableciendo el International Annealed Copper Standard (Estándar Internacional del Cobre Recocido) o IACS. y la conductividad del resto de los materiales se expresa como un cierto porcentaje de IACS. Para aplicaciones especiales se utiliza como conductor el oro. Artículos principales: Conductividad eléctrica y Resistividad La conductividad eléctrica es la propiedad de los materiales que cuantifica la facilidad con que las cargas pueden moverse cuando un material es sometido a un campo eléctrico. Un valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que uno bajo indicará que es un buen conductor. Los materiales con alta capacidad de polarización se usan en la construcción de condensadores eléctricos y se denominan dieléctricos. el metal más empleado es el cobre en forma de cables de uno o varios hilos. mientras que la de los semiconductores disminuye ante el aumento de la temperatura. Existen otros materiales. Son los materiales que.En todos los materiales sometidos a campos eléctricos se modifican. semiconductores y superconductores. entre otros. que también poseen la propiedad de conducir la electricidad. Alternativamente se emplea el aluminio. sin embargo. Los mejores conductores eléctricos son los metales y sus aleaciones. Para el transporte de la energía eléctrica. el agua de mar) y cualquier material en estado de plasma. La mayoría de los metales tienen valores de conductividad inferiores a 100% IACS. metal que si bien tiene una conductividad eléctrica del orden del 60% de la del cobre es. Los materiales se clasifican según su conductividad eléctrica o resistividad en conductores. lo que favorece su empleo en líneas de transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión. [editar] Conductividad y resistividad Conductor eléctrico de cobre. designados C-103 y C-110. cerámica. sino mejores o peores conductores. sin componente inductiva ni capacitiva. a veces también en mm /m). papel. Aunque no existen materiales absolutamente aislantes o conductores. Asociaciones mixtas de resistencias: a) serie de paralelos. plásticos. Algunos materiales. la oposición presentada a la circulación de corriente recibe el nombre de impedancia. El aire. por lo que pueden ser utilizados como aislantes. Algunos ejemplos de este tipo de materiales son vidrio. para mantener alejadas del usuario determinadas partes de los sistemas eléctricos que. De existir estos componentes reactivos. Son los materiales que no conducen la electricidad. porcelana. La ley de Ohm describe la relación existente entre la intensidad de corriente que circula por un circuito. puede convertirse en conductor. son materiales muy utilizados para evitar cortocircuitos (forrando con ellos los conductores eléctricos. como el aire o el agua. de tocarse accidentalmente cuando se encuentran en tensión. algunas grasas para uso industrial y electrónico y la baquelita.excepciones como la plata o los cobres especiales de muy alta conductividad.20 y Dieléctricos. cera. por ejemplo. pueden producir una descarga) y para confeccionar aisladores (elementos utilizados en las redes de distribución eléctrica para fijar los conductores a sus soportes sin que haya contacto eléctrico). esto es. mientras que la resistividad se designa por la letra griega rho minúscula ( ) y se mide en ohms por metro ( m. bajo condiciones de frecuencia de la señal y potencia relativamente bajas. mica. La conductividad se designa por la letra griega sigma minúscula ( ) y se mide en siemens por metro. b) paralelo de series y c) otras posibles conexiones. la tensión de esa corriente eléctrica y la resistencia que ofrece el circuito al paso de dicha corriente: la diferencia de potencial (V) es directamente proporcional a la intensidad de corriente (I) y a la resistencia (R). Se describe mediante la fórmula: Esta definición es válida para la corriente continua y para la corriente alterna cuando se trate de elementos resistivos puros. goma. madera seca. Véanse también: Impedancia y Resistencia eléctrica [editar] Corriente eléctrica Artículo principal: Corriente eléctrica Relación existente entre la intensidad y la densidad de corriente. es aislante a temperatura ambiente pero. . son aislantes bajo ciertas condiciones pero no para otras. con carga negativa. que presenta menores pérdidas en la transmisión a largas distancias. Desde 2008 se está extendiendo el uso de generadores de corriente continua a partir de células fotoeléctricas que permiten aprovechar la energía solar. El valor de la intensidad de corriente que atraviesa un circuito es determinante para calcular la sección de los elementos conductores del mismo. No fue hasta los trabajos de Edison sobre la generación de electricidad. Se emplea cuando la tensión de salida tiene un valor distinto de la tensión de entrada. posteriormente se observó. Sin embargo. . Históricamente. Su descubrimiento se remonta a la invención de la primera pila voltaica por parte del conde y científico italiano Alessandro Volta. en inglés DC. de Direct Current) al flujo de cargas eléctricas que no cambia de sentido con el tiempo. entonces y La densidad de corriente (j) es la intensidad de corriente que atraviesa una sección por unidad de superficie de la sección (S). cuando la corriente continua comenzó a emplearse para la transmisión de la energía eléctrica. La corriente eléctrica a través de un material se establece entre dos puntos de distinto potencial. con puente de Gratz. que en los metales los portadores de carga son electrones. y se desplazan en sentido contrario al convencional. se definió como un flujo de cargas positivas y se fijó el sentido convencional de circulación de la corriente como un flujo de cargas desde el polo positivo al negativo. Se denomina corriente continua (CC en español. Es continua toda corriente cuyo sentido de circulación es siempre el mismo. independientemente de su valor absoluto. los terminales de mayor y menor potencial no se intercambian entre sí. en las postrimerías del siglo XIX. ni siquiera la suministrada por una batería). [editar] Corriente continua Artículo principal: Corriente continua Rectificador de corriente alterna en continua. Si la intensidad de corriente es constante. y La intensidad de corriente (I) en una sección dada de un conductor (s) se define como la carga eléctrica (Q) que atraviesa la sección en una unidad de tiempo (t): . Ya en el siglo XX este uso decayó en favor de la corriente alterna. A partir de la corriente eléctrica se definen dos magnitudes: la intensidad y la densidad de corriente. si bien se conserva en la conexión de redes eléctricas de diferentes frecuencias y en la transmisión a través de cables submarinos. Es errónea la identificación de la corriente continua con la corriente constante (ninguna lo es. gracias al efecto Hall.Se denomina corriente eléctrica al flujo de carga eléctrica a través de un material sometido a una diferencia de potencial. Cuando hay corriente continua. denominado rectificación. que minimiza los problemas de trasmisión de potencia. basados en el empleo de diodos semiconductores o tiristores (antiguamente. "corriente alterna" se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a los hogares y a las empresas. mediante un transformador. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda sinoidal. Otros que contribuyeron al desarrollo y mejora de este sistema fueron Lucien Gaulard. Se denomina corriente alterna (simbolizada CA en español y AC en inglés. además. Esto permite que los conductores sean de menor sección y. John Gibbs y Oliver Shallenger entre los años 1881 y 1889. y la distribución de la corriente alterna fue comercializada por George Westinghouse. también de tubos de vacío). se puede transformar la corriente alterna de la red de suministro eléctrico mediante un proceso. la intensidad y el tiempo. de Alternating Current) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente. que dependen del cuadrado de la intensidad. modificar el voltaje hasta altos valores (alta tensión). minimiza las pérdidas por efecto Joule. la cual constituye un sistema ineficiente para la distribución de energía a gran escala debido a problemas en la transmisión de potencia. de menor costo. Entre cada una de las fases hay un desfase de 120º. se puede. . La energía eléctrica trasmitida viene dada por el producto de la tensión. Esquema de conexión.21 [editar] Corriente alterna Artículo principal: Corriente alterna Onda senoidal. disminuyendo en igual proporción la intensidad de corriente. cualidad de la que carece la corriente continua. Dado que la sección de los conductores de las líneas de transporte de energía eléctrica depende de la intensidad. Voltaje de las fases de un sistema trifásico. por tanto. el voltaje puede ser de nuevo reducido para permitir su uso industrial o doméstico de forma cómoda y segura.Cuando es necesario disponer de corriente continua para el funcionamiento de aparatos electrónicos. que se realiza con unos dispositivos llamados rectificadores. viene determinada por su facilidad de transformación. La corriente alterna superó las limitaciones que aparecían al emplear la corriente continua (CC). Una vez en el punto de consumo o en sus cercanías.22 En el uso coloquial. El sistema usado hoy en día fue ideado fundamentalmente por Nikola Tesla. La razón del amplio uso de la corriente alterna. Conexión en triángulo y en estrella. especialmente motores. Tesla fue el inventor que descubrió el principio del campo magnético rotatorio en 1882. arrolladas en un sistema de tres electroimanes equidistantes angularmente entre sí. El valor depende del país. con lo que el transporte puede ser efectuado usando solamente tres cables. Si el sistema está equilibrado. [editar] Corriente trifásica Artículo principal: Corriente trifásica Se denomina corriente trifásica al conjunto de tres corrientes alternas de igual frecuencia. y están dadas en un orden determinado. El sistema trifásico presenta una serie de ventajas. La generación trifásica de energía eléctrica es más común que la monofásica y proporciona un uso más eficiente de los conductores. Los conductores de los tres electroimanes pueden conectarse en estrella o en triángulo. En España y demás países que utilizan valores similares para la generación y trasmisión de energía eléctrica. de forma que un extremo de cada bobina está conectado con otro extremo de otra bobina. amplitud y valor eficaz que presentan una diferencia de fase entre ellas de 120°. Cada una de las corrientes que forman el sistema se designa con el nombre de fase. así como su elevado rendimiento de los receptores.Las frecuencias empleadas en las redes de distribución son 50 y 60 Hz. . Él inventó el sistema de motores y generadores de corriente alterna polifásica que da energía al planeta.23 Véase también: Motor de corriente alterna [editar] Corriente monofásica Artículo principal: Corriente monofásica Se denomina corriente monofásica a la que se obtiene de tomar una fase de la corriente trifásica y un cable neutro. a los que la línea trifásica alimenta con potencia constante y no pulsada. tales como la economía de sus líneas de transporte de energía (hilos más finos que en una línea monofásica equivalente) y de los transformadores utilizados. incluyendo el accionamiento de motores. la suma de las corrientes de línea es nula. En la disposición en estrella cada bobina se conecta a una fase en un extremo y a un conductor común en el otro. La utilización de electricidad en forma trifásica es mayoritaria para transportar y distribuir energía eléctrica y para su utilización industrial. este tipo de corriente facilita una tensión de 220/230 voltios. como en el caso de la línea monofásica. el cual es la base de la maquinaria de corriente alterna. Las corrientes trifásicas se generan mediante alternadores dotados de tres bobinas o grupos de bobinas. lo que la hace apropiada para que puedan funcionar adecuadamente la mayoría de electrodomésticos y luminarias que hay en las viviendas. denominado neutro. En la disposición en triángulo o delta cada bobina se conecta entre dos hilos de fase. Las instalaciones eléctricas domiciliarias se denominan usualmente circuitos eléctricos. Si la tensión entre dos fases cualesquiera (tensión de línea) es de 380 voltios. sale por un borne de la fuente de alimentación y regresa en su totalidad (salvo pérdidas accidentales) por el otro. El nombre implica que el camino de la circulación de corriente es cerrado. S y T). En cada vivienda entra el neutro y una de las fases. La resolución de circuitos de corriente alterna requiere la ampliación del concepto de resistencia eléctrica. [editar] Circuitos Ejemplo de circuito eléctrico. entre una fase y el neutro es de 220 voltios. pero requiere usualmente métodos matemáticos avanzados. mientras que los circuitos impresos de los aparatos electrónicos se denominan por lo general circuitos electrónicos.Desde el centro de transformación más cercano hasta las viviendas se disponen cuatro hilos: un neutro (N) y tres fases (R. conectándose varias viviendas a cada una de las fases y al neutro. ahora ampliado por el de impedancia para incluir los comportamientos de bobinas y condensadores. . Para estudiarlo. En la práctica es difícil diferenciar nítidamente entre circuitos eléctricos y circuitos electrónicos. es decir.. Esto sugiere que los últimos son los que contienen componentes semiconductores. el circuito se descompone en mallas eléctricas. esto se llama corriente monofásica. pero las instalaciones domiciliarias están incorporando crecientemente no sólo semiconductores sino también microprocesadores. motores. o si es un taller o una empresa industrial) habitualmente se les suministra directamente corriente trifásica que ofrece una tensión de 380 voltios. etc. para describir los comportamientos transitorios y estacionarios de los mismos. mientras que los primeros no. El comportamiento de los circuitos eléctricos que contienen solamente resistencias y fuentes electromotrices de corriente continua está gobernado por las Leyes de Kirchoff. como el de Transformada de Laplace. estableciendo un sistema de ecuaciones lineales cuya resolución brinda los valores de los voltajes y corrientes que circulan entre sus diferentes partes. Artículo principal: Circuito eléctrico En electricidad y electrónica se denomina circuito a un conjunto de componentes pasivos y activos interconectados entre sí por conductores de baja resistencia. La resolución de estos circuitos puede hacerse con generalizaciones de las leyes de Kirchoff. [editar] Fenómenos termoeléctricos Artículo principal: Termoelectricidad Sección de un termopar o termocupla. típicos dispositivos electrónicos. Si en una vivienda hay instalados aparatos de potencia eléctrica alta (aire acondicionado. Las centrales generadoras se pueden clasificar en termoeléctricas (de combustibles fósiles. a diferencia de los refrigeradores basados en la compresión y descompresión de gases. descubiertas por lord Kelvin:24 el efecto Seebeck. por lo que. Estas constituyen el primer escalón del sistema de suministro eléctrico. calefactores y calentadores de agua corriente. entre ambos lados de la unión se genera una fuerza electromotriz. teniendo la ventaja. Sin embargo. nucleares o solares). el aprovechamiento ha sido y sigue siendo muy desigual en todo el planeta. los países industrializados o del Primer mundo son grandes consumidores de energía eléctrica. Cuando dos metales distintos a temperaturas diferentes se ponen en contacto formando una unión bimetálica. eólicas. hidroeléctricas. entre otras. Cuando se hace circular una corriente a través de una unión bimetálica. Artículo principal: Generación de energía eléctrica Desde que Nikola Tesla descubrió la corriente alterna y la forma de producirla en los alternadores. para mantener constante la temperatura de la unión hay que entregar o extraer calor. Este fenómeno se denomina efecto Seebeck y es la base del funcionamiento de los termopares. Tarrasa). el efecto Peltier y el calor de Thomson. Este fenómeno. en energía eléctrica. para mantener invariable la distribución de temperatura hay que entregar o extraer calor del conductor. Cuando fluye una corriente a través de un conductor homogéneo de sección transversal constante donde se ha establecido un gradiente de temperatura. descubierto por lord Kelvin. solares fotovoltaicas o . térmica o luminosa.Se denominan fenómenos termoeléctricos o termoelectricidad a tres fenómenos relacionados entre sí por las relaciones de Thomson. de no tener partes móviles que se desgasten. llamado efecto Peltier. Para la generación industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales eléctricas. en términos generales. según sea el sentido de circulación. biomasa. mecánica. tiene aplicación práctica en dispositivos de refrigeración pequeños. se ha llevado a cabo una inmensa actividad tecnológica para llevar la electricidad a todos los lugares habitados del mundo. sea esta química. Es menos conocido el fenómeno denominado calor de Thomson. La generación. se han construido sofisticadas redes de transporte y sistemas de distribución.25 [editar] Generación de energía eléctrica [editar] Generación masiva Alternador de fábrica textil (Museo de la Ciencia y de la Técnica de Cataluña. mientras que los países del llamado Tercer mundo apenas disfrutan de sus ventajas. Así. junto a la construcción de grandes y variadas centrales eléctricas. consiste en transformar alguna clase de energía no eléctrica. que ejecutan alguna de las transformaciones citadas. un tipo de termómetro usado en el control del flujo de gas en dispositivos domésticos como cocinas. ubicadas en la misma central o en centrales reservadas para estos períodos. se expande a continuación en una turbina de vapor. En su forma más clásica. Este calor puede obtenerse tanto de combustibles fósiles (petróleo. la cual se evapora. La generación de energía eléctrica debe seguir la curva de demanda y. gas natural o carbón) como de la fisión nuclear del uranio u otro combustible nuclear. El vapor obtenido. La demanda de energía eléctrica de una ciudad. de valle las termoeléctricas de combustibles fósiles y de pico la hidroeléctrica principalmente. como en una central termoeléctrica común. región o país tiene una variación a lo largo del día. Planta nuclear en Cattenom. tras pasar por la turbina. la estación del año y la hora del día en que se considera la demanda. excepto las fotovoltaicas. la meteorología. Esta variación es función de muchos factores. tienen en común el elemento generador. Todas estas centrales. esos gases todavía se encuentran a alta temperatura. tipo de electrodomésticos que se utilizan más frecuentemente. Francia. Como. [editar] Centrales termoeléctricas Artículo principal: Central termoeléctrica Turbina de una central termoeléctrica. hidroeléctricas y eólicas. .mareomotrices. se reutilizan para generar vapor que mueve una turbina de vapor. cuyo movimiento impulsa un alternador que genera la electricidad. a alta presión y temperatura. las centrales termoeléctricas consisten en una caldera en la que se quema el combustible para generar calor que se transfiere a unos tubos por donde circula agua. entre los que se destacan: tipos de industrias existentes en la zona y turnos que realizan en su producción. se debe incrementar el suministro. En las centrales termoeléctricas denominadas de ciclo combinado se usan los gases de la combustión del gas natural para mover una turbina de gas. tipo de calentador de agua que haya instalado en los hogares. siendo normalmente de base la nuclear o la eólica. movido mediante una turbina que será distinta dependiendo del tipo de energía primaria utilizada. Una central termoeléctrica o central térmica es una instalación empleada para la generación de energía eléctrica a partir de calor. En general los sistemas de generación se diferencian por el periodo del ciclo en el que deben ser utilizados. constituido por un alternador. La mayor parte de la energía eléctrica generada a nivel mundial proviene de los tres primeros tipos de centrales reseñados: termoeléctricas. Esto conlleva el tener que iniciar la generación con unidades adicionales. Las centrales que en el futuro utilicen la fusión también serán centrales termoeléctricas. a medida que aumenta la potencia demandada. Cada una de estas turbinas impulsa un alternador. Los combustibles fósiles y la hidroeléctrica también pueden usarse como base si es necesario. En ellas es necesario concentrar la radiación solar para que se puedan alcanzar temperaturas elevadas. dependiendo del combustible utilizado. y obtener así un rendimiento aceptable en el ciclo termodinámico. forestales. España. que es función del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central. o con mecanismos más pequeños de geometría parabólica. Una central térmica solar o central termosolar es una instalación industrial en la que. considerado el principal gas responsable del calentamiento global. desde el punto de vista de su capacidad de generación de electricidad. a partir del calentamiento de un fluido mediante radiación solar y su uso en un ciclo termodinámico convencional. además de las características de las turbinas y de los generadores. partículas sólidas (polvo) y cantidades variables de residuos sólidos.26 [editar] Centrales hidroeléctricas Turbina Pelton de una central hidroeléctrica. se produce la potencia necesaria para mover un alternador para generación de energía eléctrica como en una central térmica clásica.). donde mediante turbinas hidráulicas se produce la electricidad en alternadores. y del caudal máximo que puede mover las turbinas. pueden emitir otros contaminantes como óxidos de azufre (II. .Las centrales térmicas que usan combustibles fósiles liberan a la atmósfera dióxido de carbono (CO2). Véase también: controversia sobre la energía nuclear La central termosolar PS10 de 11MW funcionando en Sevilla. generalmente un año. óxidos de nitrógeno. IV y VI). El agua fluye por una tubería de descarga a la sala de máquinas de la central. Las dos características principales de una central hidroeléctrica. Su principal problema medioambiental es la necesidad de grandes extensiones de territorio que dejan de ser útiles para otros usos (agrícolas. de la pluviometría anual y de la potencia instalada. son: y y La potencia. que no se podría obtener con temperaturas más bajas. Las centrales nucleares pueden contaminar en situaciones accidentales (véase accidente de Chernóbil) y también generan residuos radiactivos de diversa índole. de 300 °C hasta 1000 °C. La captación y concentración de los rayos solares se hacen por medio de espejos con orientación automática que apuntan a una torre central donde se calienta el fluido. También. Artículo principal: Central hidroeléctrica Una central hidroeléctrica es aquella que se utiliza para la generación de energía eléctrica mediante el aprovechamiento de la energía potencial del agua embalsada en una presa situada a más alto nivel que la central. El conjunto de la superficie reflectante y su dispositivo de orientación se denomina heliostato. La energía garantizada en un lapso determinado. etc. que es función del volumen útil del embalse. pueden ser útiles en zonas costeras donde la amplitud de la marea sea amplia y las condiciones morfológicas de la costa permitan la construcción de una presa que corte la entrada y salida de la marea en una bahía. al igual que la solar o la hidroeléctrica. pues alteran el paisaje. este tipo de energía. están fuertemente condicionadas por las condiciones climatológicas. En la actualidad se usan aerogeneradores para generar electricidad. entre otros. bombear agua u otras tareas que requieren energía. La utilización de esta forma de energía presenta problemas medioambientales derivados de la necesidad de construcción de grandes embalses en los que se acumula agua. En general. especialmente en áreas expuestas a vientos frecuentes. con una potencia instalada de 22.27 Las centrales mareomotrices utilizan el flujo y reflujo de las mareas.V. lo que aleatoriza la cantidad de energía generada. Por debajo de 10 MW se denominan minicentrales.500 MW. tiende a aumentar su salinidad y obstaculiza la circulación de la fauna acuática.La potencia de una central hidroeléctrica puede variar desde unos pocos megavatios (MW) hasta varios gigavatios (GW). con una potencia instalada de 14. Actualmente se encuentra en desarrollo la explotación comercial de la conversión en electricidad del potencial energético que tiene el oleaje del mar.000 MW repartida en 20 turbinas de 700 MW cada una. [editar] Centrales fotovoltaicas . Los molinos de viento se han usado desde hace muchos siglos para moler el grano. Artículo principal: Energía eólica La energía eólica se obtiene del viento. Fuente: WWEA e. La segunda es la Represa de Itaipú (que pertenece a Brasil y Paraguay). como zonas costeras. en las llamadas centrales undimotrices. La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión. [editar] Centrales eólicas Capacidad eólica mundial total instalada y previsiones 1997-2010. alturas montañosas o islas. de la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire o de las vibraciones que dicho viento produce. En China se encuentra la mayor central hidroeléctrica del mundo (la Presa de las Tres Gargantas). con velocidades proporcionales al gradiente de presión. que deja de poder emplearse para otros usos.28 El impacto medioambiental de este sistema de obtención de energía se centra en la muerte de aves por choque con las aspas de los aerogeneradores o la necesidad de extensiones grandes de territorio que se sustraen de otros usos. Se genera energía tanto en el momento del llenado como en el momento del vaciado de la bahía. es decir.29 30 Además. También hay un impacto estético. bombeo de agua a presas elevadas.Panel solar. que a su vez tendrían un impacto medioambiental. Artículo principal: Energía solar fotovoltaica Se denomina energía solar fotovoltaica a la obtención de energía eléctrica a través de paneles fotovoltaicos. Los paneles. la necesidad de extensiones grandes de territorio que se sustraen de otros usos. y Alemania tiene el 80% de la potencia instalada de la Unión. se excitan y provocan saltos electrónicos. . si se convierte en una forma de generar electricidad usada de forma generalizada. etc. la competencia del principal material con el que se construyen con otros usos (el silicio es el principal componente de los circuitos integrados). al recibir radiación solar. a falta de energía eléctrica de red.03% de su producción energética total. la corriente eléctrica continua que proporcionan los paneles fotovoltaicos se puede transformar en corriente alterna e inyectar en la red eléctrica. El acoplamiento en serie de varios de estos fotodiodos permite la obtención de voltajes mayores en configuraciones muy sencillas y aptas para alimentar pequeños dispositivos electrónicos. entre otros. La venta de paneles fotovoltaicos ha crecido en el mundo al ritmo anual del 20% en la década de los noventa. que. almacenamiento químico. En la Unión Europea el crecimiento medio anual es del 30%. se deberían considerar sus emisiones químicas a la atmósfera. generando una pequeña diferencia de potencial entre sus extremos.32 Además. o cuando hay un corte en el suministro eléctrico y es necesario mantener la actividad. de cadmio o selenio. hospitales. Se están estudiando sistemas como el almacenamiento cinético. fábricas. Otro caso es en locales de pública concurrencia.33 Por su falta de constancia puedan ser convenientes sistemas de almacenamiento de energía para que la potencia generada en un momento determinado pueda usarse cuando se solicite su consumo. Véase también: Energía solar espacial [editar] Generación a pequeña escala [editar] Grupo electrógeno Artículo principal: Grupo electrógeno Grupo electrógeno de 500 kVA instalado en un complejo turístico en Egipto. o su dependencia de las condiciones climatológicas.31 Los principales problemas de este tipo de energía son: su elevado coste en comparación con los otros métodos. Una de sus utilidades más comunes es en aquellos lugares donde no hay suministro a través de la red eléctrica. seguido de Alemania que posee cerca de 5 millones de metros cuadrados de colectores que aportan un 0. Normalmente se utiliza cuando hay déficit en la generación de energía de algún lugar.. Un grupo electrógeno es una máquina que mueve un generador de energía eléctrica a través de un motor de combustión interna. En la actualidad (2008) el principal productor de energía solar fotovoltaica es Japón. módulos o colectores fotovoltaicos están formados por dispositivos semiconductores tipo diodo que. A mayor escala. generalmente son zonas agrícolas con pocas infraestructuras o viviendas aisladas. Para proteger al alternador. Existen otros dispositivos que ayudan a controlar y mantener.necesiten de otra fuente de energía alterna para abastecerse en caso de emergencia. Regulación del motor. protegido contra salpicaduras. aceite o aire. Se trata por ello de un generador primario. de forma automática. La bancada incluye un depósito de combustible con una capacidad mínima de funcionamiento a plena carga según las especificaciones técnicas que tenga el grupo en su autonomía. El sistema de refrigeración del motor es problemático. La velocidad del motor está directamente relacionada con la frecuencia de salida del alternador. autorregulado y sin escobillas. la . Su potencia depende de las características del generador. por tratarse de un motor estático. puesto que sus características resultan alteradas durante su funcionamiento. La electricidad producida resulta accesible mediante dos terminales que tiene la pila. Interruptor automático de salida. El motor que acciona el grupo electrógeno suele estar diseñado específicamente para ejecutar dicha labor. El motor y el alternador están acoplados y montados sobre una bancada de acero. Alternador. Se puede instalar uno de los diferentes tipos de paneles y sistemas de control que existen para controlar el funcionamiento. La primera pila eléctrica fue dada a conocer al mundo por Volta en 1800. La energía eléctrica de salida se produce por medio de un alternador apantallado. Sistema de refrigeración. Depósito de combustible y bancada. [editar] Pila voltaica Artículo principal: Pila eléctrica Esquema funcional de una pila eléctrica. Uno de ellos es el polo positivo o ánodo y el otro es el polo negativo o cátodo. Sistema de control. Se denomina ordinariamente pila eléctrica a un dispositivo que genera energía eléctrica mediante un proceso químico transitorio. llevan instalado un interruptor automático de salida adecuado para el modelo y régimen de salida del grupo electrógeno. llamados polos. acoplado con precisión al motor. tras el cual cesa su actividad y han de renovarse sus elementos constituyentes. Aunque la apariencia de una pila sea simple. por lo que cualquier variación de la velocidad del motor afectará a la frecuencia de la potencia de salida. y puede ser refrigerado por medio de agua. Pueden ser motores de gasolina o diésel. electrodos o bornes. mediante una carta que envió al presidente de la Royal Society londinense. por tanto las pilas datan de los primeros tiempos de la electricidad. salida del grupo y la protección contra posibles fallos en el funcionamiento. El regulador del motor es un dispositivo mecánico diseñado para mantener una velocidad constante del motor con relación a los requisitos de carga. el correcto funcionamiento del mismo. autoexcitado. mientras que a las pilas recargables o acumuladores se les suele llamar baterías. El tamaño del alternador y sus prestaciones son muy variables en función de la cantidad de energía que tengan que generar. En español es habitual llamarla así. Un grupo electrógeno consta de las siguientes partes:34 y y y y y y y Motor de combustión interna. Una vez que la envoltura metálica que recubre las pilas se daña. calculadoras. siendo su tensión en cambio la adecuada. Es un valor que no suele conocerse. La demanda creciente que tiene este producto en el mercado sigue haciendo de él objeto de investigación intensa. Las pilas desechables suelen utilizarse en los aparatos eléctricos portátiles. sino llevarlas a centros de reciclado. La capacidad total de una pila se mide en amperios-hora (Ah). en . etc. reproductores de música. La celda en sí es la estructura cúbica del centro de la imagen. baterías y acumuladores se presentan en unas cuantas formas normalizadas en función de su forma.35 Cuando se necesita una corriente mayor que la que puede suministrar un elemento único. teléfonos móviles. la mayoría de los proveedores y tiendas especializadas también se hacen cargo de las pilas gastadas. que se diferencia de esta en estar diseñada para permitir el reabastecimiento continuo de los reactivos consumidos. El funcionamiento de una pila se basa en el potencial de contacto entre dos sustancias. las sustancias son absorbidas por la tierra pudiéndose filtrar hacia los mantos acuíferos y de éstos pueden pasar directamente a los seres vivos. desde el momento en que se empiezan a reunir. célula o pila de combustible es un dispositivo electroquímico de generación de electricidad similar a una batería. Artículo principal: Pila de combustible Una celda. En todas estas aplicaciones se utilizan también cada vez más baterías recargables. tensión y capacidad. linternas. las sustancias químicas que contienen se ven liberadas al medio ambiente causando contaminación. entrando con esto en la cadena alimenticia. al que pertenecen prácticamente todas las utilizadas hoy día (2008). Un importante avance en la calidad de las pilas ha sido la pila denominada seca. marcapasos. deben ser manejadas por personal capacitado que siga las precauciones adecuadas empleando todos los procedimientos técnicos y legales para el manejo de dicho residuos. relojes. Las pilas son residuos peligrosos por lo que. se pueden añadir otros elementos en la conexión llamada en paralelo. ya que no es muy claro dado que depende de la intensidad solicitada y la temperatura. mediado por un electrolito. es el número máximo de amperios que el elemento puede suministrar en una hora. como por ejemplo juguetes. En algunos países. Condensador eléctrico. Véanse también: Almacenamiento de energía. radio transistores. ordenadores personales portátiles. Es muy importante no tirarlas a la basura (en algunos países está prohibido). Esto permite producir electricidad a partir de una fuente externa de combustible y de oxígeno. Los metales y productos químicos constituyentes de las pilas pueden resultar perjudiciales para el medio ambiente. audífonos. Supercondensador. Las pilas eléctricas. mando a distancia. así como diversas teorías. Batería eléctrica. Bobina y Central hidroeléctrica reversible [editar] Pilas de combustible Pila de hidrógeno. Con mayor o menor grado.explicación de su funcionamiento dista de serlo y motivó una gran actividad científica en los siglos XIX y XX. lo que requiere una fuente primaria de generación de electricidad. mientras que en una celda de combustible los electrodos funcionan por la acción de catalizadores. [editar] Suministro eléctrico Artículo principal: Sistema de suministro eléctrico Se denomina suministro eléctrico al conjunto de etapas que son necesarias para que la energía eléctrica llegue al consumidor final. El hidrógeno puede almacenarse. situaciones en las que los generadores convencionales como las pilas de combustible o las baterías no son viables económicamente y donde la falta de luz impide usar células fotovoltaicas. lo que permitiría el uso de fuentes discontinuas de energía como la solar y la eólica. Sin embargo. el calor liberado por la desintegración de un material radiactivo se convierte en electricidad directamente gracias al uso de una serie de termopares. transmisión y distribución. Diagrama esquematizado del sistema de suministro eléctrico [editar] Transporte de energía eléctrica . por lo que son mucho más estables. debido a la importancia de la energía eléctrica. sondas espaciales no tripuladas e instalaciones remotas que no disponen de otro tipo de fuente eléctrica o de calor. la composición química de los electrodos de una batería cambia según el estado de carga.contraposición a la capacidad limitada de almacenamiento de energía de una batería. Los RTG son los dispositivos más adecuados en situaciones donde no haya presencia humana y se necesiten potencias de varios centenares de vatios durante largos períodos. Como la energía eléctrica es difícil de almacenar.36 [editar] Generador termoeléctrico de radioisótopos Artículo principal: Generador termoeléctrico de radioisótopos Un generador termoeléctrico de radioisótopos es un generador eléctrico simple que obtiene su energía de la liberada por la desintegración radiactiva de determinados elementos. En las celdas de hidrógeno los reactivos usados son hidrógeno en el ánodo y oxígeno en el cátodo. este sistema tiene la particularidad de generar y distribuir la energía conforme ésta es consumida. Además. Por otra parte. Se puede obtener un suministro continuo de hidrógeno a partir de la electrólisis del agua. o a partir de reacciones catalíticas que desprenden hidrógeno a partir de hidrocarburos. el hidrógeno gaseoso (H2) es altamente inflamable y explosivo. que convierten el calor en electricidad gracias al efecto Seebeck en la llamada unidad de calor de radioisótopos (o RHU en inglés). Los RTG se pueden considerar un tipo de batería y se han usado en satélites. En este dispositivo. por lo que se están desarrollando métodos de almacenamiento en matrices porosas de diversos materiales. por lo que estos cuentan con instituciones especializadas en el seguimiento de las tres etapas fundamentales: generación. el suministro es vital para el desarrollo de los países y de interés para los gobiernos nacionales. la temperatura del conductor. Las estructuras principales de la línea de transmisión son la línea misma. Normalmente. para las líneas de 69 a 231 kV. 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. de 440 kV. Se emplean estructuras de postes de madera en forma de H. Esto se hace considerando que para un determinado nivel de potencia a transmitir. Las torres pueden ser postes simples de madera para las líneas de transmisión pequeñas hasta 46 kV. Los cables de alta tensión están sujetos a tracciones causadas por la combinación de agentes como el viento. Una línea de transporte de energía eléctrica o línea de alta tensión es el medio físico mediante el que se realiza la transmisión de la energía a grandes distancias. Las torres y las líneas de transmisión pueden interrumpir la trayectoria de vuelo de los aviones cerca de los aeropuertos y poner en peligro las naves que vuelan muy bajo. Para ello. de circuito simple. los conductores. La distribución de la energía eléctrica . una red de transmisión opera usualmente con voltajes del orden de 220 kV y superiores. como por sus elementos de soporte. usualmente cables de cobre o aluminio. los volúmenes de energía eléctrica producidos deben ser transformados. para las líneas de 161 kV o más. denominados alta tensión. Al colocar líneas a baja altura o ubicarlas próximas a áreas con actividades humanas ²como carreteras o edificios² se incrementa el riesgo de electrocución. operación y mantenimiento de las mismas.Artículo principal: Red de transporte de energía eléctrica Torre para el transporte de energía eléctrica. el derecho de vía. Se utilizan estructuras de acero independientes.38 Véase también: Alta tensión eléctrica [editar] Distribución de energía eléctrica Artículo principal: Red de distribución de energía eléctrica La red de distribución es un componente del sistema de suministro. De esta manera. Con este fin se emplean subestaciones elevadoras con equipos eléctricos denominados transformadores. Está constituida tanto por el elemento conductor. elevándose su nivel de tensión. Parte fundamental de la red son las líneas de transporte. la temperatura del aire. etc. siendo responsabilidad de las compañías distribuidoras. las subestaciones y los caminos de acceso o mantenimiento.37 Los impactos ambientales negativos de las líneas de transmisión son causados por la construcción. El impacto ambiental potencial de las líneas de transmisión incluye la red de transporte. las torres y los soportes. las torres de alta tensión. las que se emplean para actividades agrícolas. al elevar el voltaje se reduce la intensidad de corriente eléctrica que circulará.000 kV. Es posible tener líneas de transmisión de hasta 1. especialmente. las playas de distribución. reduciéndose las pérdidas por efecto Joule. El voltaje y la capacidad de la línea de transmisión afectan el tamaño de estas estructuras principales. las normas técnicas reducen este peligro. 39 Las líneas que forman la red de distribución se operan de forma radial. Intercaladas en estos anillos están las estaciones transformadoras de distribución. Como sistemas de protección se utilizan conductores aislados. normalmente mediante anillos que rodean los grandes centros de consumo. a medida que se acota la zona con avería. se devuelve el suministro al resto de la red. dividiendo la red que tiene la avería en mitades y suministrando energía a una de ellas. si bien presenta el inconveniente de una mayor complejidad y sistemas de protección más complicados. Esta red cubre la superficie de los grandes centros de consumo (población. seccionalizadores. esto es la forma en que se distribuye la energía por medio de la disposición de los segmentos de los circuitos de distribución. hasta llegar a las estaciones transformadoras de distribución. Esta topología puede tener las siguientes configuraciones: y y y Red radial o red en antena: resaltan su simplicidad y la facilidad que presenta para ser equipada de protecciones selectivas.40 [editar] Mediciones eléctricas . etc. con tensiones de funcionamiento de 3 a 30 kV y con una disposición en red radial. Red en bucle abierto: tiene todas las ventajas de la distribución en redes radiales y además la posibilidad de alimentar alternativamente de una fuente u otra.desde las subestaciones de transformación de la red de transporte se realiza en dos etapas. Como ventaja fundamental se puede citar su seguridad de servicio y facilidad de mantenimiento. encargadas de reducir la tensión desde el nivel de reparto al de distribución en media tensión. fusibles. ya que las tensiones a la salida de estos centros es de baja tensión (125/220 o 220/380 ). como son relés de protección. seccionadores en carga. órganos de corte de red. pararrayos autoválvulas y protecciones secundarias asociadas a transformadores de medida. que son la última etapa del suministro en media tensión. partiendo de las subestaciones de transformación. Cuando existe una avería. La primera está constituida por la red de reparto. Red en anillo o en bucle cerrado: se caracteriza por tener dos de sus extremos alimentados. uniendo las estaciones transformadoras de distribución con los centros de transformación. La localización de averías se hace por el método de "prueba y error". sin que formen mallas. un dispositivo de protección situado al principio de cada red lo detecta y abre el interruptor que alimenta esta red. La topología de una red de distribución se refiere al esquema o arreglo de la distribución. que. interruptores. gran industria. Como desventaja tiene su falta de garantía de servicio. Esto ocasiona que en el transcurso de la localización se puedan producir varias interrupciones a un mismo usuario de la red. La segunda etapa la constituye la red de distribución propiamente dicha. reparte la energía. quedando estos puntos intercalados en el anillo o bucle. reconectadores.). Las tensiones utilizadas están comprendidas entre 25 y 132 kV. pararrayos antena. que no puede derivarse de las unidades de la mecánica. Siemens (S. unidad de potencial eléctrico y fuerza electromotriz) El voltio se define como la diferencia de potencial a lo largo de un conductor cuando una corriente con una intensidad de un amperio utiliza un vatio de potencia: Ohmio ( . Debido a la gran dificultad de medir directamente las cargas eléctricas con precisión. se ha tomado como unidad básica la unidad de corriente eléctrica.[editar] Unidades eléctricas Culombio (C. unidad de conductancia eléctrica) Un siemens es la conductancia eléctrica que existe entre dos puntos de un conductor que tiene un ohmio de resistencia: Faradio (F. unidad de carga eléctrica) Conexión de un amperímetro en un circuito. que se define como la cantidad de carga eléctrica que fluye durante 1 segundo a través de la sección de un conductor que transporta una intensidad constante de corriente eléctrica de 1 amperio: Voltio (V. una corriente de intensidad 1 amperio. La unidad de carga resulta entonces una unidad derivada. primero que midió directamente la fuerza entre cargas eléctricas. en dicho conductor. fue originalmente denominada Coulomb (término castellanizado a culombio. que en el Sistema Internacional de Unidades es el amperio. cuyo símbolo es C) en honor a Charles-Augustin de Coulomb. La introducción de las magnitudes eléctricas requiere añadir una nueva unidad fundamental a la física: la de carga eléctrica. cuando no haya fuerza electromotriz en el conductor: Condensador ideal cuya capacidad se expresa en faradios. Esta unidad. unidad de resistencia eléctrica) Un ohmio es la resistencia eléctrica que existe entre dos puntos de un conductor cuando una diferencia de potencial constante de 1 voltio aplicada entre estos dos puntos produce. unidad de capacidad eléctrica) Un faradio es la capacidad de un condensador entre cuyas armaduras aparece una diferencia de potencial eléctrico de 1 voltio cuando está cargado de una cantidad de electricidad igual a un culombio:41 . que operen de un modo rápido y preciso y que ofrezcan resultados durante la medición. La obtención de datos cobra cada vez más importancia en el ámbito industrial. hay otros instrumentos que son conversores de medida y otros métodos de ayuda a la medición. voltímetros. Se demandan. unidad de inductancia) Un henrio es la inductancia de un circuito en el que una corriente que varía a razón de un amperio por segundo da como resultado una fuerza electromotriz autoinducida de un voltio: [editar] Instrumentos de medida Se denominan instrumentos de medidas de electricidad a todos los dispositivos que se utilizan para medir las magnitudes eléctricas y asegurar así el buen funcionamiento de las instalaciones y máquinas eléctricas. Suelen estar basados en los efectos magnéticos o térmicos causados por el paso de la corriente. sobre todo. En un galvanómetro de imán móvil la aguja indicadora está asociada a un imán que se encuentra situado en el interior de una bobina por la que circula la corriente que . produce a través de esta superficie un flujo magnético total de un weber: Weber (Wb.42 [editar] Galvanómetro Artículo principal: Galvanómetro Los galvanómetros son aparatos que se emplean para indicar el paso de corriente eléctrica por un circuito y para la medida precisa de su intensidad. óhmetros. multímetros y osciloscopios. unidad de densidad de flujo magnético e inductividad magnética) Un tesla es una inducción magnética uniforme que.Tesla (T. Existen muchos tipos de instrumentos diferentes siendo los más destacados los amperímetros. La mayoría son aparatos portátiles de mano y se utilizan para el montaje. al atravesar un circuito de una sola espira. profesional y privado. Principio de funcionamiento de un galvanómetro. el análisis y la revisión. instrumentos de medida prácticos. repartida normalmente sobre una superficie de un metro cuadrado. unidad de flujo magnético) Un weber es el flujo magnético que. produce en la misma una fuerza electromotriz de 1 voltio si se anula dicho flujo en 1 segundo por decrecimiento uniforme: Henrio (H. Los voltímetros se clasifican por su funcionamiento mecánico. Esto lleva a que el amperímetro debe poseer una resistencia interna lo más pequeña posible. por un galvanómetro cuya escala ha sido graduada en amperios. en esencia. para que sea atravesado por dicha corriente. La lectura del conversor es leída por un microprocesador que realiza los cálculos para presentar en un display numérico el valor de la corriente circulante. están constituidos por un galvanómetro cuya escala ha sido graduada en voltios.43 En su diseño original los amperímetros están constituidos. Voltímetros vectoriales: se utilizan con señales de microondas. En la actualidad. por el Efecto Joule. dependiendo del sentido de la misma. lo que se pone de manifiesto es el alargamiento producido al calentarse. un hilo muy fino arrollado a un cilindro solidario con la aguja indicadora. pudiendo medirlas independientemente. En el caso de los galvanómetros térmicos. produce una atracción o repulsión del imán proporcional a la intensidad de dicha corriente.tratamos de medir y que crea un campo magnético que. Voltímetros electrónicos: añaden un amplificador para proporcionar mayor impedancia de entrada y mayor sensibilidad. [editar] Voltímetros Artículo principal: Voltímetro Dos voltímetros digitales. Para ello. Para efectuar la medida de la intensidad de la corriente circulante el amperímetro ha de colocarse en serie. [editar] Amperímetros Amperímetro de pinza. los amperímetros utilizan un conversor analógico/digital para la medida de la caída de tensión sobre un resistor por el que circula la corriente a medir. Además del módulo de la tensión dan una indicación de su fase. Artículo principal: Amperímetro Un amperímetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico. Existen modelos que separan las corrientes continua y alterna de la señal. . a fin de que no produzca una caída de tensión apreciable. Un voltímetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial o voltaje entre dos puntos de un circuito eléctrico cerrado pero a la vez abierto en los polos. están dotados de bobinas de hilo grueso y con pocas espiras. en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica. siendo en todos los casos el mismo instrumento: y y y Voltímetros electromecánicos: en esencia. al paso de la corriente. para luego mediante un galvanómetro medir la corriente que circula a través de la resistencia. Para ello. mientras que los otros dos permiten la medida del voltaje directamente entre terminales de la misma. Existen distintos modelos que incorporan además de las tres funciones básicas antes citadas otras mediciones importantes. Un multímetro. con lo que la caída de tensión en los conductores que aplican dicha corriente constante a la resistencia bajo prueba no afecta a la exactitud de la medida. verdadero valor eficaz (RMS). La escala del galvanómetro está calibrada directamente en ohmios. llamado también polímetro o tester. están dotados de bobinas de hilo muy fino y con muchas espiras. a menor resistencia mayor intensidad de corriente y viceversa.45 [editar] Multímetro Artículo principal: Multímetro Multímetro digital donde pueden medirse varias magnitudes eléctricas. es un instrumento que ofrece la posibilidad de medir distintas magnitudes en el mismo aparato. ya que en aplicación de la ley de Ohm. Existen también otros tipos de óhmetros más exactos y sofisticados. denominados contactos Kelvin. amperímetro y óhmetro. normalmente en una pantalla tipo LCD. detección de valor de pico. Es utilizado frecuentemente por el personal técnico en toda la gama de electrónica y electricidad. la intensidad circulante a través del galvanómetro sólo va a depender del valor de la resistencia bajo medida. Suelen tener prestaciones adicionales como memoria. El diseño de un óhmetro se compone de una pequeña batería para aplicar un voltaje a la resistencia bajo medida. la cual se hace circular a través de la resistencia R bajo prueba. comprobador de . Un óhmetro de precisión tiene cuatro terminales. Un óhmetro u ohmímetro es un instrumento para medir la resistencia eléctrica. en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica. selección automática de rango y otras funcionalidades. esto es. en derivación sobre los puntos entre los que se trata de efectuar la medida. Las más comunes son las de voltímetro. en los que la batería ha sido sustituida por un circuito que genera una corriente de intensidad constante I. Dos terminales llevan la corriente constante desde el medidor a la resistencia. con lo que con poca intensidad de corriente a través del aparato se consigue la fuerza necesaria para el desplazamiento de la aguja indicadora. esto es.44 [editar] Óhmetro Artículo principal: Óhmetro Óhmetro. tales como medida de inductancias y capacitancias. Para efectuar la medida de la diferencia de potencial el voltímetro ha de colocarse en paralelo.y Voltímetros digitales: dan una indicación numérica de la tensión. al ser el voltaje de la batería fijo. Suelen incluir otra entrada. El osciloscopio se fabrica bajo muchas formas distintas. que permite visualizar fenómenos transitorios así como formas de ondas en circuitos eléctricos y electrónicos y mediante su análisis se puede diagnosticar con facilidad cuáles son los problemas del funcionamiento de un determinado circuito. si va provisto del transductor adecuado. así como un circuito amplificador con altavoz para ayudar en la sintonía de circuitos de estos aparatos.diodos y transistores.46 [editar] Osciloscopio Artículo principal: Osciloscopio Osciloscopio Tektronik. y muy alta resolución. Ambos tipos tienen sus . no sólo en cuanto al aspecto puramente físico sino en cuanto a sus características internas y por tanto a sus prestaciones y posibilidades de aplicación de las mismas. incluso con otros multímetros. a 10 cm en el eje horizontal (X) por 8 cm en el eje vertical (Y). para poder conectarse a una línea telefónica bajo prueba. sincronizarse con otros instrumentos de medida. permitiendo resaltar o apagar algunos segmentos de la traza. o escalas y zócalos para la medida de temperatura mediante termopares normalizados. Existen dos tipos de osciloscopios: analógicos y digitales. en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones. Se denomina osciloscopio a un instrumento de medición electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. El osciloscopio presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla. Hay dos tipos de multímetros: analógicos y digitales. mientras se efectúan medidas por la misma o por otra adyacente. Los analógicos trabajan con variables continuas mientras que los digitales lo hacen con variables discretas. Es uno de los instrumentos de medida y verificación eléctrica más versátiles que existen y se utiliza en una gran cantidad de aplicaciones técnicas. Un osciloscopio puede medir un gran número de fenómenos. utilizarse como aparato telefónico. Este instrumento de medida por su precio y su exactitud sigue siendo el preferido del aficionado o profesional en electricidad y electrónica. realizar comprobaciones de circuitos de electrónica del automóvil y grabación de ráfagas de alto o bajo voltaje. Las dimensiones de la pantalla del TRC están actualmente normalizadas en la mayoría de instrumentos. La imagen así obtenida se denomina oscilograma. realizar la función de osciloscopio por encima del millón de muestras por segundo en velocidad de barrido. para hacer medidas de potencia puntual (potencia = voltaje * intensidad). el seguimiento de la señal a través de todas las etapas del receptor bajo prueba. También hay multímetros con funciones avanzadas que permiten: generar y detectar la frecuencia intermedia de un aparato. El funcionamiento del osciloscopio está basado en la posibilidad de desviar un haz de electrones por medio de la creación de campos eléctricos y magnéticos. llamada "eje Z" que controla la luminosidad del haz. La potencia en vatios (W) o kilovatios (kW) de todos los aparatos eléctricos debe figurar junto con la tensión de alimentación en una placa metálica ubicada. Los analógicos son preferibles cuando es prioritario visualizar variaciones rápidas de la señal de entrada en tiempo real. como picos de tensión que se producen aleatoriamente. En el eje de abscisas se representa la frecuencia. acústicas u ópticas. A menudo se mide con ellos el espectro de la potencia eléctrica. en lugar de facturar el consumo en vatios-hora. [editar] Analizador de espectro Artículo principal: Analizador de espectro Analizador de espectro. En los motores. Un analizador de espectro es un equipo de medición electrónica que permite visualizar en una pantalla las componentes espectrales de las señales presentes en la entrada.47 En la actualidad está siendo reemplazado por el analizador vectorial de señales. Se denomina frecuencia central del analizador a la que corresponde con la frecuencia en el punto medio de la pantalla. Cuando se trata de corriente continua (DC) la potencia eléctrica desarrollada en un cierto instante por un dispositivo de dos terminales es el producto de la diferencia de potencial entre dichos terminales y la intensidad de corriente que pasa a través del dispositivo. en la parte trasera de dichos equipos. Normalmente las empresas que suministran energía eléctrica a la industria y los hogares. En el eje de ordenadas suele presentarse en una escala logarítmica el nivel en dB del contenido espectral de la señal. La energía consumida por un dispositivo eléctrico se mide en vatios-hora (Wh). a partir de ella la potencia también puede calcularse como . [editar] Potencia eléctrica Artículo principal: Potencia eléctrica Se denomina potencia eléctrica (P) a la energía eléctrica consumida por unidad de tiempo. pudiendo ser éstas cualquier tipo de ondas eléctricas. Esto es: Cuando el dispositivo es una resistencia de valor R o se puede calcular la resistencia equivalente del dispositivo. en una escala que es función de la separación temporal y el número de muestras capturadas. En el Sistema Internacional de Unidades se mide en vatios (W).ventajas e inconvenientes. Los osciloscopios digitales se utilizan cuando se desea visualizar y estudiar eventos no repetitivos. lo hacen en kilovatios-hora (kWh). generalmente. esa placa se halla colocada en uno de sus costados y en el caso de las bombillas de alumbrado el dato viene impreso en el cristal o en su base. o en kilovatios-hora (kWh). unidad equivalente a julios por segundo (J/s). por lo tanto. la ley de Ohm y el triángulo de impedancias: Resultado que indica que la potencia activa es debida a los elementos resistivos. Para calcular la potencia de algunos tipos de equipos que trabajan con corriente alterna. Los diferentes dispositivos eléctricos existentes convierten la energía eléctrica en otras formas de energía tales como: mecánica. química. Las cargas reactivas o inductivas. Esta potencia es. aparentes y reactivas.[editar] Potencia de cargas reactivas Relación entre potencias activas. sobrecargas o contacto de personas o animales con elementos en tensión. aquellos aparatos que para funcionar utilizan una o más bobinas o enrollado de alambre de cobre. con los motores eléctricos.98).85 y 0. como ocurre. lumínica. la realmente consumida por los circuitos. [editar] Potencia activa Es la potencia que representa la capacidad de un circuito para realizar un proceso de transformación de la energía eléctrica en trabajo. En ese caso se encuentran los equipos que trabajan con carga reactiva o inductiva. De acuerdo con su expresión. Cuando se habla de demanda eléctrica. por ejemplo. como los causados por cortocircuitos. o también con los aparatos de aire acondicionado o los tubos fluorescentes. traduciéndose en un mayor gasto de energía y en un mayor desembolso económico. térmica. por lo cual la eficiencia de trabajo del equipo en cuestión y de la red de suministro eléctrico disminuye cuando el factor se aleja mucho de la unidad. es decir. es necesario tener en cuenta también el valor del factor de potencia o coseno de phi (cos ) que poseen. [editar] Elementos de seguridad Artículo principal: Cortocircuito Cuadro eléctrico de seguridad en una vivienda. compuesto por limitador de potencia. etc. que poseen los motores eléctricos. Un cortocircuito ocurre cuando falla un aparato o línea eléctrica por el que circula corriente. y esta pasa directamente: . es esta potencia la que se utiliza para determinar dicha demanda. interruptores magnetotérmicos e interruptores diferenciales. tienen un factor de potencia menor que ³1´ (generalmente su valor varía entre 0. Las instalaciones eléctricas disponen de varios elementos de seguridad para disminuir el riesgo de accidentes. Su funcionamiento se basa en dos de los efectos producidos por la circulación de corriente eléctrica en un circuito: el magnético y el térmico (efecto Joule). las instalaciones están normalmente dotadas de fusibles. por efecto Joule. y Fusible: es un dispositivo. En esencia. por un cortocircuito o por un exceso de carga. El interruptor corta la corriente eléctrica cuando existe una derivación de corriente a tierra. . cuando estos quedan sumergidos en un medio conductor como el agua o por contacto accidental entre conductores aéreos por fuertes vientos o rotura de los apoyos. un determinado valor que pudiera hacer peligrar la integridad de los conductores de la instalación con el consiguiente riesgo de incendio o destrucción de otros elementos. un electroimán y una lámina bimetálica.y y y del conductor activo o fase al neutro o tierra entre dos fases en el caso de sistemas polifásicos en corriente alterna entre polos opuestos en el caso de corriente continua.50 Interruptor diferencial: también llamado disyuntor por corriente diferencial o residual. contra cortocircuitos y sobrecargas. conectadas en serie y por las que circula la corriente que va hacia la carga.51 y y Instalación domiciliaria de toma a tierra mediante pica de cobre. por tanto. que si pasa por un cuerpo humano puede tener consecuencias fatales. de dos partes. a fin de proteger a las personas y las cosas. colocadas en serie con los conductores de alimentación de corriente y que producen campos magnéticos opuestos y un núcleo o armadura que mediante un dispositivo mecánico adecuado puede accionar unos contactos. Cuando desconectan el circuito debido a una sobrecarga o un cortocircuito. Tienen la ventaja frente a los fusibles de que no hay que reponerlos. El cortocircuito se produce normalmente por fallos en el aislante de los conductores. El dispositivo consta. interruptores magnetotérmicos o diferenciales y tomas de tierra.49 Interruptor magnetotérmico: también denominado disyuntor termomagnético.48 Fusible industrial de 200 amperios. constituido por un filamento o lámina de un metal o aleación de bajo punto de fusión. el interruptor diferencial consta de dos bobinas. que se intercala en un punto determinado de una instalación eléctrica para que se funda. es un dispositivo utilizado para la protección de los circuitos eléctricos. Debido a que un cortocircuito puede causar daños importantes en las instalaciones eléctricas e incendios en edificios. se rearman de nuevo y siguen funcionando. cuando la intensidad de corriente supere. en sustitución de los fusibles. es un dispositivo electromecánico que se coloca en las instalaciones eléctricas con el fin de proteger a las personas de las derivaciones causadas por faltas de aislamiento entre los conductores activos y tierra o masa de los aparatos. El conocimiento de este fenómeno ha permitido obtener energía eléctrica a partir de energía mecánica. mediante fenómenos de inducción electromagnética. lo que ha sido un elemento clave en el desarrollo de la tecnología. en general.y Toma de tierra: también denominado hilo de tierra o simplemente tierra. descubrió la inducción electromagnética. los trifásicos producen tres y. se crea una tensión eléctrica inducida cuya polaridad depende del sentido del campo y su valor del flujo que lo atraviesa. El generador eléctrico rotativo está destinado a producir fuerzas electromotrices que sean funciones sinusoidales del tiempo. Su diseño se conoce como la dinamo de Gramme. También se aplica la inducción electromagnética para la construcción de motores movidos por energía eléctrica. Los alternadores están fundados en el principio de que. [editar] Generador eléctrico Artículo principal: dinamo Esquema de un alternador. En 1870 el belga Zénobe Gramme perfeccionó los inventos de dinamos que existían y reinventó los primeros generadores comerciales a gran escala. Nikola Tesla.52 [editar] Aplicaciones de la electricidad [editar] Máquinas eléctricas Artículo principal: Máquinas eléctricas En 1831 el físico y químico inglés Michael Faraday. El proceso se realiza mediante aparatos denominados dinamos y generadores. En todas las instalaciones interiores según el reglamento. que empezaron a funcionar en París en torno a 1870. un inventor serbio-americano. Consiste en una pieza metálica enterrada en una mezcla especial de sales y conectada a la instalación eléctrica a través de un cable. La toma a tierra es un camino de poca resistencia a cualquier corriente de fuga para que cierre el circuito "a tierra" en lugar de pasar a través del usuario.53 El alternador es una máquina destinada a transformar la energía mecánica en eléctrica. que fue discípulo del químico Humphry Davy. el cable de tierra se identifica por ser su aislante de color verde y amarillo. en un conductor sometido a un campo magnético variable. los de n fases producen n fuerzas electromotrices. También descubrió el sistema de motores y generadores de corriente alterna polifásica que da energía a la sociedad moderna. descubrió el principio del campo magnético rotatorio en 1882. Los alternadores monofásicos producen una sola fuerza electromotriz. se emplea en las instalaciones eléctricas para evitar el paso de corriente al usuario por un fallo del aislamiento de los conductores activos. generando. una corriente alterna. . el cual es la base de la maquinaria de corriente alterna. que permiten el funcionamiento de innumerables dispositivos. Un alternador consta de dos partes fundamentales: un inductor que crea un campo magnético. el cual lleva acoplado generalmente una polea de transmisión. Tanto los motores de corriente alterna como los motores de corriente continua se basan en el mismo principio de funcionamiento. y un inducido que es atravesado por las líneas de fuerza de dicho campo magnético. desde los de tamaño enorme que hay en las centrales termoeléctricas. El tamaño de los alternadores es muy variable. cuando el físico alemán Heinrich Daniel Ruhmkorff diseñó la llamada bobina de Ruhmkorff. fabricó el primer motor asíncrono trifásico de corriente alterna. precursora de los transformadores modernos. [editar] Motor eléctrico Artículo principal: Motor eléctrico Esquema de un motor eléctrico. en 1887. manteniendo la frecuencia y la potencia con un alto rendimiento. el cuál establece que si un conductor por el que circula una corriente eléctrica se encuentra dentro de la acción de un campo magnético. si se lo pone dentro de la acción de un campo magnético potente. Se fabrican desde potencias muy pequeñas hasta grandes potencias. se iniciaron experiencias y proyectos que culminaron con el invento y fabricación de los diferentes tipos de motores eléctricos que existen. y con velocidades fijas. limpieza. Los motores eléctricos son ampliamente utilizados en instalaciones industriales y electrodomésticos. éste tiende a desplazarse perpendicularmente a las líneas de acción del campo magnético. El origen del transformador se remonta a 1851. En consecuencia. el producto de la interacción de ambos campos magnéticos hace que el conductor tienda a desplazarse produciendo así la energía mecánica. cuando pasa corriente eléctrica por un conductor se produce un campo magnético. El paso definitivo lo consiguió el ingeniero Tesla que. Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción . Desde que Faraday describió el proceso de inducción y generación de la corriente eléctrica. [editar] Transformador Artículo principal: Transformador Representación esquemática del transformador. Por otro lado. Un motor eléctrico es un dispositivo dinamoeléctrico encargado de transformar energía eléctrica en energía mecánica por medio de la interacción de campos magnéticos. por su economía. comodidad y seguridad de funcionamiento. ajustables o variables. los medianos que están situados en las aerogeneradores o los pequeños alternadores que llevan instalados los automóviles y demás medios de transporte. Dicha energía es comunicada al exterior mediante la rotación de un dispositivo llamado eje. 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. cargadores de pilas. en las lámparas de bajo consumo.electromagnética y están constituidos. Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario. barcos o camiones que trabajan con alimentos congelados o refrigerados. es directamente proporcional al número de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns) . por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado de hierro dulce o hierro silicio. así como aparatos de aire acondicionado que están presente en muchas viviendas variando en prestaciones y capacidad. La razón de transformación del voltaje entre el bobinado primario y el secundario depende por tanto del número de ruletas que tenga cada uno. etc. Si el número de vueltas del secundario es el triple del primario. Esquema funcional de un transformador. Las máquinas frigoríficas se clasifican en congeladoras y en refrigeradoras. Este campo magnético variable originará. En el secundario habrá el triple de tensión. Su tamaño puede variar desde muy pequeños a enormes transformadores que pueden pesar más de 500 t. por inducción. 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.54 [editar] Máquinas frigoríficas y aire acondicionado Artículo principal: Máquina frigorífica Máquina térmica de frío y calor. la aparición de una fuerza electromotriz en los extremos del devanado secundario. en sótanos de edificios. las variaciones de intensidad y sentido de la corriente alterna crearán un campo magnético variable dependiendo de la frecuencia de la corriente. El transformador lo encontramos en muchos lugares. en su forma más simple. El transformador ha hecho posible la distribución de energía eléctrica a todos los hogares. al poder efectuarse el transporte a altas tensiones y pequeñas intensidades y por tanto con pequeñas pérdidas. según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión. la obtenida en el secundario. en las centrales hidroeléctricas y otros generadores de electricidad. y en conseguir una climatización adecuada en viviendas y locales públicos. Las de uso industrial están ubicadas en empresas. . respectivamente. la aplicada al devanado primario y la fuerza electromotriz inducida (Es). Esta particularidad tiene su utilidad para el transporte de energía eléctrica a larga distancia. El funcionamiento se produce cuando se aplica una fuerza electromotriz alterna en el devanado primario. vehículos. industrias. en el ámbito doméstico se utilizan máquinas conocidas con el nombre de frigorífico y congelador. Si no fuera por el transformador tendría que acortarse la distancia que separa a los generadores de electricidad de los consumidores. La relación teórica entre la fuerza electromotriz inductora (Ep). 3) evaporador. Evaporador: el refrigerante a baja temperatura y presión pasa por el evaporador. y absorbe el calor del recinto donde está situado. produciendo el agujero detectado en la Antártida. Thomas Midgley descubre el freón. pero hasta 1927 no se fabrican los primeros refrigeradores domésticos (de General Electric). se ha demostrado que el freón y los compuestos químicos similares a él. que en distintas partes de la máquina sufre transformaciones de presión. habitualmente mecánica. En la actualidad (2008) todas las máquinas frigoríficas utilizan gases refrigerantes que no perjudican a la capa de ozono. como la energía eléctrica mediante un motor eléctrico. En el condensador el refrigerante cambia de fase pasando de gas a líquido.55 Una máquina frigorífica es un tipo de máquina térmica generadora que transforma algún tipo de energía. Diagrama del ciclo de una bomba térmica simple: 1) condensador. Sistema de expansión: el refrigerante líquido entra en el dispositivo de expansión donde reduce su presión y esta a su vez reduce bruscamente su temperatura. Esta transferencia se realiza mediante un fluido frigorígeno o refrigerante. son los principales causantes de la destrucción en la capa de ozono. El refrigerante líquido que entra al evaporador se transforma en gas al absorber el calor del recinto. se define la eficiencia de una máquina frigorífica como el cociente Q2/W: Eficiencia . también conocidos como clorofluorocarburos (CFC). 2) válvula de expansión. Desde el punto de vista económico. en energía térmica para obtener y mantener en un recinto una temperatura menor a la temperatura exterior. La energía mecánica necesaria puede ser obtenida previamente a partir de otro tipo de energía. Una máquina frigorífica debe contener como mínimo los cuatro siguientes elementos: y y y y Compresor: es el elemento que suministra energía al sistema. que al igual que el condensador es un intercambiador de temperatura. Por ello. Tanto en el evaporador como en el condensador la transferencia energética se realiza principalmente en forma de calor latente. tanto a escala industrial como doméstica. Condensador: es un intercambiador de calor. en el que se disipa el calor absorbido en el evaporador (más adelante) y la energía del compresor. Cuatro años más tarde.En 1784 William Cullen construye la primera máquina para enfriar. temperatura y fase (líquida o gaseosa). Sin embargo. que por sus propiedades ha sido desde entonces muy empleado como fluido de trabajo en máquinas de enfriamiento como equipos de aire acondicionado y refrigeradores. el mejor ciclo de refrigeración es aquel que extrae la mayor cantidad de calor (Q2) del foco frío (T2) con el menor trabajo (W). por lo que en 1987 se firmó el Protocolo de Montreal para restringir el uso de estos compuestos. 4) compresor. y que es puesto en contacto térmico con los recintos para absorber calor de unas zonas y transferirlo a otras. El refrigerante llega en estado gaseoso al compresor y aumenta su presión. y el frío el exterior. W: Es el trabajo realizado por el motor que acciona el compresor. Una bobina con forma de tubo recto (parecido a un tornillo) se llama solenoide. . lo que supuso el principio del uso de la energía eléctrica en máquinas útiles y controlables. En España. se necesita una fuente continua de energía eléctrica para mantener el campo. Para ello. Esta doble función de producir frío y calor se utiliza en los equipos modernos de aire acondicionado que se instalan en las viviendas.56 Véase también: Ciclo de Carnot [editar] Electroimanes Artículo principal: Electroimán Electroimán de grandes dimensiones empleado en Fermilab. El núcleo concentra el campo magnético. Un electroimán es un tipo de imán en el que el campo magnético se produce mediante el flujo de una corriente eléctrica. Q1: Es el calor cedido a los serpentines (o radiador) refrigerantes exteriores (en la parte posterior del aparato y que se elimina al ambiente por una circulación de aire (natural o forzada con auxilio de un ventilador. El tipo más simple de electroimán es un trozo de cable enrollado. Pueden producirse campos magnéticos mucho más fuertes si se sitúa un «núcleo» de material paramagnético o ferromagnético (normalmente hierro dulce) dentro de la bobina. Sturgeon podía regular su electroimán. caso de los aparatos de aire refrigerado). T1. todas las empresas que se dedican a las actividades relacionadas con máquinas frigoríficas y climatización se encuadran bajo el concepto de frío industrial y los profesionales dedicados a estas tareas reciben el nombre de frigoristas. los imanes permanentes suelen ser superiores. estableciendo los cimientos para las comunicaciones electrónicas a gran escala. Es el principio de funcionamiento de la bomba de calor. que puede entonces ser mucho más fuerte que el de la propia bobina.y y y Q2: Representa el calor extraído de la máquina frigorífica por los serpentines refrigerantes situados en su interior (congelador). desapareciendo en cuanto cesa dicha corriente. La principal ventaja de un electroimán sobre un imán permanente es que el campo magnético puede ser rápidamente manipulado en un amplio rango controlando la cantidad de corriente eléctrica. El ingeniero francés Nicolas Léonard Sadi Carnot fue el primero que abordó el problema del rendimiento de un motor térmico. Fue inventado por el electricista británico William Sturgeon en 1825. y cuando además se curva de forma que los extremos coincidan se denomina toroide. Sin embargo. que es más ventajosa de utilizar que un caldeo por resistencia eléctrica. basta con hacer que el foco caliente sea la habitación. Adicionalmente. La máquina frigorífica se puede utilizar como calentador (véase Ciclo de Carnot). En aplicaciones donde no se necesita un campo magnético variable. A veces se emplea aluminio para reducir el peso. Si el campo magnético está confinado dentro de un material de alta permeabilidad. el cobre es el material usado más a menudo debido a su bajo coste. como en los casos del tubo de rayos catódicos y el espectrómetro de masa. A es el área de las caras de los polos en m . los frenos electromagnéticos se adhieren directamente a los raíles. siendo usados en los frenos y embragues electromagnéticos de los automóviles. Algunos trenes usan fuerzas atractivas. A este último proceso se le conoce como electrólisis. así como contenedores.[cita requerida] Los electroimanes se usan en muchas situaciones en las que se necesita un campo magnético variable rápida o fácilmente. Esto se debe a las líneas de campo de contorno y a las complejas geometrías. o la electricidad se utiliza para inducir una reacción química no espontánea. Los procesos electroquímicos son reacciones redox en donde la energía liberada por una reacción espontánea se transforma en electricidad. En algunos tranvías. la fuerza máxima viene dada por: donde: y y y y F es la fuerza en newtons. Aunque la plata es el mejor conductor de la electricidad. Véase también: Motor eléctrico [editar] Electroquímica Artículo principal: Electroquímica El área de la química que estudia la conversión entre la energía eléctrica y la energía química es la electroquímica. mientras otros emplean fuerzas repulsivas. bastante complejo. 57 o es la permeabilidad del espacio libre. Los electroimanes son los componentes esenciales de muchos interruptores.éstos pueden ser fabricados para producir campos magnéticos más fuertes que los electroimanes de tamaño similar. como es el caso de ciertas aleaciones de acero. Calcular la fuerza sobre materiales ferromagnéticos es. Puede simularse usando análisis de elementos finitos. Los electroimanes se usan en los motores eléctricos rotatorios para producir un campo magnético rotatorio y en los motores lineales para producir un campo magnético itinerante que impulse la armadura. . y para separar magnéticamente metales en chatarrerías y centros de reciclaje. es posible estimar la fuerza máxima bajo condiciones específicas. Sin embargo. B es el campo magnético en teslas. Los trenes de levitación magnética emplean poderosos electroimanes para flotar sin tocar la pista y así poder ir a grandes velocidades. Se usan electroimanes muy potentes en grúas para levantar pesados bloques de hierro y acero. en general. Muchas de estas aplicaciones implican la deflección de haces de partículas cargadas. Si una reacción química es conducida mediante un voltaje aplicado externamente. La electrólisis consiste en la descomposición mediante una corriente eléctrica de sustancias ionizadas denominadas electrolitos.Diagrama simplificado del proceso de electrólisis. es creado como consecuencia de la reacción química . y el establecimiento de la moderna teoría de ácidos y bases de Brønsted. Es de uso muy común en los circuitos hidráulicos y neumáticos de maquinaria e instalaciones industriales. y lisis.Entrada B.Diafragma C. también llamado batería o celda galvánica. la modelización y estudio de la electroquímica se vieron aclarados por Michael Faraday (leyes de la electrólisis) y John Daniell (pila dependiente solo de iones metálicos zinc-cobre). que quiere decir ruptura. Para mediados del siglo XIX. en cambio. la fabricación de la primera batería de la época moderna fue realizada por Alessandro Volta. La palabra electrólisis procede de dos radicales: electro que hace referencia a electricidad. Marcus. si el voltaje o caída de potencial eléctrico. A finales del siglo XVIII (Ilustración). un sólido. en la electrólisis del agua se desprenden oxígeno (O2) e hidrógeno (H2). y al tocar ambos extremos de los nervios empleando el mismo escalpelo pero descargado no sucedía nada.Salida. Posteriormente. Una electroválvula es un dispositivo diseñado para controlar el flujo de un fluido a través de un conducto como puede ser una tubería.Conducto de vaciado de presión E. se conoce como un "acumulador de energía eléctrica". que puede ser un metal o un semiconductor) y un conductor iónico (el electrolito) pudiendo ser una disolución y en algunos casos especiales. Por ejemplo.Solenoide F. Las reacciones químicas se dan en la interfase de un conductor eléctrico (llamado electrodo.Cámara de presión D. la electroquímica permitió el descubrimiento de la carga del electrón por Millikan.58 Véase también: Electrólisis [editar] Electroválvulas Artículo principal: Electroválvula A. se hace referencia a una electrólisis. hasta las celdas fotovoltaicas y la quimioluminiscencia. Dichas contribuciones han permitido que en la actualidad (2008) la electroquímica se emparente a temas tan diversos que van desde la electroquímica cuántica de Revaz Dogonadze o Rudolph A. el anatomista y médico italiano Luigi Galvani marcó el nacimiento de la electroquímica de forma científica al descubrir que al pasar electricidad por las ancas de una rana muerta éstas se contraían. . A partir del siglo XX. vías públicas. focos. El solenoide convierte energía eléctrica en energía mecánica para actuar la válvula. autopistas. tubos fluorecentes. Con la iluminación se pretende. que se instalan para producir la iluminación requerida. recintos deportivos. En otro tipo de electroválvula el solenoide no controla la válvula directamente sino que el solenoide controla una válvula piloto secundaria y la energía para la actuación de la válvula principal la suministra la presión del propio fluido. monumentos. En algunas electroválvulas el solenoide actúa directamente sobre la válvula proporcionando toda la energía necesaria para su movimiento. adecuado al uso que se quiere dar al espacio iluminado. La iluminación en los centros de trabajo debe prevenir que se produzca fatiga visual. adecuada y suficiente durante la noche y cuando no sea suficiente la luz natural.. tanto a niveles prácticos como decorativos. entre otros. Existen varios tipos de electroválvulas. Hay electroválvulas que en lugar de abrir y cerrar lo que hacen es bifurcar o repartir la entrada entre dos salidas. o iluminancia. ya sea natural o artificial. 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. Es corriente que la válvula se mantenga cerrada por la acción de un muelle y que el solenoide la abra venciendo la fuerza del muelle.60 . cuyo nivel dependerá de la tarea que los usuarios hayan de realizar. Este tipo de electroválvulas a menudo se usan en los sistemas de calefacción por zonas. También es posible construir electroválvulas biestables que usan un solenoide para abrir la válvula y otro para cerrar o bien un solo solenoide que abre con un impulso y cierra con el siguiente. lo que permite calentar varias zonas de forma independiente utilizando una sola bomba de circulación. aeropuertos. La iluminación o alumbrado público es la acción o efecto de iluminar usando electricidad. bombillas. En la técnica se refiere al conjunto de lámparas.Una electroválvula tiene dos partes fundamentales: el solenoide y la válvula. Las electroválvulas pueden ser cerradas en reposo o normalmente cerradas lo cual quiere decir que cuando falla la alimentación eléctrica quedan cerradas o bien pueden ser del tipo abiertas en reposo o normalmente abiertas que quedan abiertas cuando no hay alimentación.59 Véase también: Solenoide [editar] Iluminación y alumbrado Artículo principal: Iluminación física Alumbrado de vías públicas. etc. en primer lugar conseguir un nivel de iluminación. que se ocasiona si los lugares de trabajo y las vías de circulación no disponen de suficiente iluminación. Es decir. en lúmenes. En este ámbito la iluminancia es la cantidad de flujo luminoso emitido por una fuente de luz que incide. en metros cuadrados. la iluminancia se define según la siguiente expresión: donde: y y y EV es la iluminancia. los lugares de trabajo y las vías de circulación en los que los trabajadores estén particularmente expuestos a riesgos en caso de avería de la iluminación artificial deben contar con una iluminación de seguridad de intensidad y duración suficiente. dS es el elemento diferencial de área considerado. degrada la calidad del trabajo y es responsable de una buena parte de los accidentes de trabajo. En general. La iluminación deficiente ocasiona fatiga visual en los ojos.61 La fotometría es la ciencia que se encarga de la medida de la luz como el brillo percibido por el ojo humano. perjudica el sistema nervioso.Los locales. medida en luxes. La siguiente tabla recoge las principales magnitudes fotométricas. F es el flujo luminoso. atraviesa o emerge de una superficie por unidad de área. Su unidad de medida en el Sistema Internacional de Unidades es el Lux: 1 Lux = 1 Lumen/m . su unidad de medida y la magnitud radiométrica asociada: Ma Sí Uni AbrMa gnit mb dad evi gnit ud olo aturud fot a radi om om étri étri ca ca aso cia da Ca ntid ad de luz o ene rgía lum ino lumlm Ene en s rgía seg radi und ant e o . estudia la capacidad que tiene la radiación electromagnética de estimular el sistema visual. Las restantes unidades fotométricas se pueden derivar de unidades básicas.sa Flu jo lum ino so o pot enc ia lum ino sa lumlm en (= cd sr) Flu jo radi ant eo pot enc ia radi ant e Inte nsi dad lum ino sa can cd Inte del nsi a dad radi ant e Lu min anc ia can cd Ra del /m2 dia a nci /me a tro2 Ilu min anc ia lux lx Irra dia nci a Em itan cia lum ino sa lux lx Em itan cia radi ant e La candela es una unidad básica del SI. . etc. Este efecto es conocido como efecto Joule en honor a su descubridor. 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. el calor que desprende el conductor por el paso de la corriente. En este efecto se basa el funcionamiento de los diferentes electrodomésticos que aprovechan el calor en sus prestaciones ²braseros.² y algunos aparatos empleados industrialmente ²soldadores. precisamente.Véase también: Lámpara incandescente [editar] Producción de calor Artículo principal: Efecto Joule Un secador de pelo es un ejemplo doméstico del efecto Joule. en la mayoría de las aplicaciones de la electricidad es un efecto indeseado y la razón por la que los aparatos eléctricos y electrónicos necesitan un ventilador que disipe el calor generado y evite el calentamiento excesivo de los diferentes dispositivos. Microscópicamente el efecto Joule se calcula a través de la integral de volumen del campo eléctrico por la densidad de corriente : La resistencia es el componente que transforma la energía eléctrica en energía calorífica. elevando la temperatura del mismo. depende directamente del cuadrado de la intensidad de la corriente. hornos industriales. secadores de pelo. Sin embargo. t es la tiempo el cual se mide en segundos. calefacciones. El físico británico James Prescott Joule descubrió en la década de 1860 que si en un conductor circula corriente eléctrica. I es la intensidad de la corriente que circula y se mide en amperios. Matemáticamente se expresa como donde Q es la energía calorífica producida por la corriente. del tiempo que ésta circula por el conductor y de la resistencia que opone el mismo al paso de la corriente". Este efecto fue definido de la siguiente manera: "La cantidad de energía calorífica producida por una corriente eléctrica.62 [editar] Robótica y máquinas CNC . etc.² en los que el efecto útil buscado es. Así. R es la resistencia eléctrica del conductor y se mide en ohmios. tostadoras. la potencia disipada por efecto Joule será: donde V es la diferencia de potencial entre los extremos del conductor. llamadas las Tres leyes de la robótica. la mecánica. peligrosas. Las ciencias y tecnologías en las que se basa son. La automatización de laboratorios también es un área en crecimiento. se ha logrado un gran avance en los robots dedicados a la medicina que utiliza robots de última generación en procedimientos de cirugía invasiva mínima. los robots articulados (similares en capacidad de movimiento a un brazo humano) son los más usados comúnmente. servomotores o motores encoder. Las acciones de este tipo de robots son generalmente llevadas a cabo por motores o actuadores que mueven extremidades o impulsan al robot. Hacia 1942.64 Los robots son usados hoy en día (2008) para llevar a cabo tareas sucias. Recientemente. búsqueda y rescate de personas y localización de minas terrestres. tareas peligrosas para el ser humano o tareas irrealizables sin intervención de una máquina. 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. la electrónica y la informática. [editar] Señales luminosas . muchos robots son diseñados en simuladores mucho antes de que sean construidos e interactúen con ambientes físicos reales. repetitivas o embotadas para los humanos. En particular. Los robots siguen abaratándose y empequeñeciéndose en tamaño. Otras aplicaciones incluyen limpieza de residuos tóxicos. Esto usualmente toma la forma de un robot industrial usado en las líneas de producción. en los que introduce por primera vez el término robótica con el sentido de disciplina científica encargada de construir y programar robots. así como la variación de su velocidad. Las aplicaciones incluyen soldado. gracias a la miniaturización de los componentes electrónicos que se utilizan para controlarlos. los autómatas programables. autómatas programables y máquinas guiadas por Control numérico por computadora (CNC) en las cadenas y máquinas de producción. difíciles. trasiego de objetos. este autor plantea que las acciones que desarrolla un robot deben ser dirigidas por una serie de reglas morales. y motores lineales. exploración espacial. La industria automotriz ha tomado gran ventaja de esta nueva tecnología donde los robots han sido programados para reemplazar el trabajo de los humanos en muchas tareas repetitivas. las máquinas de estados.Artículo principal: Control numérico por computadora 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. La manufactura continúa siendo el principal mercado donde los robots son utilizados. de acuerdo con las instrucciones contenidas en el programa de ordenador que los controla.63 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. En estas máquinas se utilizan tres tipos de motores eléctricos: motores paso a paso. el álgebra. Además. Un robot se define como una entidad hecha por el hombre y una conexión de retroalimentación inteligente entre el sentido y la acción directa bajo el control de un ordenador previamente programado con las tareas que tiene que realizar. También. entre otras. principalmente en tareas relacionadas con la manipulación. procesos de mecanizado y soldadura. minería. Isaac Asimov da una versión humanizada a través de su conocida serie de relatos. pintado y carga de maquinaria. en Cleveland (Estados Unidos).65 Hay dos tipos de señales luminosas: las que actúan de forma intermitente y las que actúan de forma continuada. un color. Un semáforo es un dispositivo eléctrico que regula el tráfico de vehículos y peatones en las intersecciones de vías urbanas que soporten mucho tráfico. Los semáforos han ido evolucionando con el paso del tiempo y actualmente (2008) se están utilizando lámparas a LED para la señalización luminosa. proporcione una indicación o una obligación relativa a la seguridad o la salud en el trabajo mediante una señal en forma de panel. Fue en 1914 cuando se instaló el primer semáforo eléctrico. una señal luminosa o acústica. satisfaciendo el objetivo de conseguir una mayor fiabilidad y seguridad pública. Semáforos Semáforo en vía pública. la duración y frecuencia de los destellos deberán permitir la correcta identificación del mensaje. como paso intermedio del verde a rojo. También se utilizan semáforos en las vías de trenes para regular el tráfico de convoyes por las vías. Ámbar: atención o advertencia. Las señales luminosas tienen el siguiente código de colores: y y y y y Rojo: condiciones anormales que precisan de una acción inmediata del operario. Azul: cualquier significado no previsto por los colores anteriores Cuando se utilice una señal luminosa intermitente. Contaba con luces rojas y verdes. casquillo roscante E-27. según proceda. evitando que pueda ser percibida como continua o confundida con otras señales luminosas. para avanzar Rojo. Verde: máquina dispuesta. El tipo más frecuente tiene tres luces de colores: y y y Verde. referido a un objeto. puesto que las lámparas de LED utilizan sólo 10% de la energía consumida por las lámparas incandescentes. para detenerse Amarillo o ámbar. una comunicación verbal o una señal gestual. todos estos elementos integrados sobre un soporte . colocadas sobre unos soportes con forma de brazo y además incorporaba un emisor de zumbidos. y por tanto generan importantes ahorros de energía y de mantenimiento. La óptica de LED está compuesta por una placa de circuito impreso. actividad o situación determinada. o precaución si está intermitente. Condiciones normales. policarbonato de protección. Blanco: circuito en tensión. tienen una vida estimada 50 veces superior.Artículo principal: Semáforo Se denomina señalización de seguridad al conjunto de señales que. En 1923 se presentó el primer aparato de televisión. hecho que corroboró Heinrich Hertz en 1887. Aunque Zworykin consiguió una patente para la televisión en EE. existiendo controversia sobre quién fue el inventor del mismo: Vladimir Kosma Zworykin o Philo Taylor Farnsworth. donde se encuentra el elemento receptor. supuso el inicio de la era de la comunicación rápida a distancia.67 La base matemática sobre la que se apoyan las telecomunicaciones fue desarrollada por el físico inglés James Clerk Maxwell. y. Ambos hombres estaban trabajando en la creación del aparato de TV al mismo tiempo pero en distintos lugares. . escritos. Más tarde se desarrolló el teléfono. El circuito impreso.25 GHz. A principios del siglo XX aparece el teletipo que. Farnsworth fue capaz de producir primero una verdadera imagen de televisión el 7 de septiembre de 1927. con el que fue posible comunicarse utilizando la voz.UU. posteriormente. sonidos o informaciones de cualquier naturaleza por hilo.68 El auge de las telecomunicaciones empieza cuando se sitúan en el espacio los primeros satélites de comunicaciones donde las ondas electromagnéticas se transmiten gracias a la presencia en el espacio de satélites artificiales situados en órbita alrededor de la Tierra. permitía enviar y recibir texto en algo parecido a una máquina de escribir. y que. Un satélite actúa básicamente como un repetidor situado en el espacio: recibe las señales enviadas desde la estación terrestre y las reemite a otro satélite o de vuelta a los receptores terrestres. emisión o recepción. posteriormente. ocho años después de la muerte de Maxwell. policarbonato de protección y envolvente cónica. señales. que tienen forma de parábola y la particularidad de que las señales que inciden sobre su superficie se reflejan e inciden sobre el foco de la parábola. utilizando el código Baudot. y por ello se le cita habitualmente como el primer inventor. imágenes. Maxwell. se produjo la revolución de la comunicación inalámbrica: las ondas de radio. de signos. El término telecomunicación quedó definido en 1973 por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) en los términos siguientes: "Telecomunicación es toda transmisión.cónico.66 [editar] Telecomunicaciones Artículo principal: Telecomunicaciones Satélite artificial de comunicaciones. radioelectricidad. Los satélites son puestos en órbita mediante cohetes espaciales que los sitúan circundando la Tierra a distancias relativamente cercanas fuera de la atmósfera. Las antenas utilizadas preferentemente en las comunicaciones vía satélite son las antenas parabólicas. poseen orificios de ventilación para facilitar la evacuación de calor de su interior. medios ópticos u otros sistemas electromagnéticos". predijo que era posible propagar ondas por el espacio libre utilizando descargas eléctricas. en el prefacio de su obra Treatise on Electricity and Magnetism (1873). Las telecomunicaciones comienzan en la primera mitad del siglo XIX con el telégrafo eléctrico. Hertz desarrolló el primer transmisor de radio generando radiofrecuencias entre 31 MHz y 1. conservar los alimentos o limpiar. tales como cocina. [editar] Uso doméstico Artículo principal: Electrodoméstico El empleo de bombillas de bajo consumo supone un ahorro de hasta un 80% de energía respecto a las convencionales. En el siglo XXI las telecomunicaciones están evolucionando hacia la interconexión global a través de múltiples dispositivos. cada vez más rápidos. Los pequeños electrodomésticos son aparatos eléctricos pequeños que se utilizan para muchas tareas diferentes como las planchas. 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. Se está investigando en producir aparatos eléctricos que tengan la mayor eficiencia energética posible. microondas. el impresionante desarrollo de la telefonía móvil y de Internet. congelador. calefacción y aire acondicionado. que son los aparatos de mayor consumo eléctrico. batidoras. cuando se estableció la primera conexión de computadoras. lo que facilita las comunicaciones. cafeteras. etc. compactos. Sus orígenes se remontan a 1969. tanto para un hogar como para instituciones.Con la puesta en marcha de los satélites de comunicaciones ha sido posible disponer de muchos canales de televisión. lavavajillas. Internet es un método de interconexión descentralizada de redes de computadoras implementado en un conjunto de protocolos denominado TCP/IP y garantiza que redes físicas heterogéneas funcionen como una red lógica única. lavadora. Los hechos ocurridos en un sitio pueden transmitirse a todo el mundo. con el fin de contribuir al ahorro energético y a la preservación del medio ambiente. reproductores de música. como pueden ser cocinar. aire acondicionado. de alcance mundial. horno. En los países de la Unión Europea los fabricantes de electrodomésticos están obligados a etiquetar sus productos con la llamada etiqueta energética. Los electrodomésticos se clasifican comercialmente en tres grupos: y y y La línea marrón hace referencia al conjunto de electrodomésticos de vídeo y audio. home cinema. El uso doméstico de la electricidad se refiere a su empleo en los hogares. UU. entre tres universidades en California y una en Utah. comercios o industrias. EE. La línea blanca se refiere a los principales electrodomésticos vinculados a la cocina y limpieza del hogar. tales como televisores. Ya no es necesario establecer enlaces físicos entre dos puntos para transmitir la información de un punto a otro. ventiladores. Los principales usos son alumbrado. freidoras o depiladoras.. etc. potentes y multifuncionales. el comercio globalizado y emplear nuevas técnicas de gestión como el método justo a tiempo. conocida como ARPANET. aspiradoras. secadora. . Se denominan electrodomésticos a todas las máquinas o aparatos eléctricos que realizan tareas domésticas rutinarias. estufas. frigorífico. electrodomésticos. secadoras y lava-secadoras. De esta manera. También son grandes consumidores los procesos de electrólisis (producción de cloro y aluminio) y las plantas de desalación de agua de mar.69 [editar] Uso en la industria Diversos tipos de motores eléctricos. cerámicas y químicas. aparatos de aire acondicionado. en función de los consumos eléctricos. además de otros datos complementarios del aparato. por Internet o por cualquier otro medio donde el consumidor no pueda ver los aparatos personalmente también se tienen que incluir las prestaciones energéticas descritas en la etiqueta. adecuada y suficiente durante la noche. calentadores de agua y otros aparatos que almacenen agua caliente. En los casos de ventas por catálogo. tales como siderúrgicas. pero sí con el de otra lavadora de clase C. fuentes de luz. En el caso español. que se ocasiona si los lugares de trabajo y las vías de circulación no disponen de suficiente iluminación. hornos eléctricos. La etiqueta tiene que estar siempre visible en el aparato expuesto. a fin de prevenir que se produzca fatiga visual en los trabajadores. lavavajillas. cementeras. Existen siete clases de etiquetas energéticas que se tipifican.71 .La etiqueta energética es una herramienta informativa que indica la cantidad de energía que consume un electrodoméstico y la eficiencia con que utiliza esa energía. deben llevar obligatoriamente etiqueta energética son los siguientes: frigoríficos. congeladores y aparatos combinados. Las comparaciones únicamente se pueden hacer entre electrodomésticos del mismo tipo. no es comparable el consumo eléctrico de una lavadora de clase A con el de un lavavajillas de la misma clase. Estos grandes consumidores hacen también funcionar sus hornos más potentes en horario nocturno cuando la tarifa eléctrica es más reducida. En algunos países. el uso de estas tarifas especiales podría ser prohibido por la Comisión Europea al considerarlas incentivos injustos a costa de los demás usuarios de electricidad. según la normativa de la Unión Europea. por ejemplo España.70 Las industrias también consumen electricidad para suministrar iluminación eléctrica cuando no es posible la iluminación natural. Los electrodomésticos que. destacando aquellas que tienen en sus procesos productivos instalados grandes hornos eléctricos. existen unos contratos de suministro especiales con estos grandes consumidores de electricidad a los que se les concede una tarifa muy baja a cambio de la posibilidad de cortarles el suministro eléctrico (lo que les obliga a un paro técnico). lavadoras. Por ejemplo. en diferentes colores y con letras del abecedario de la A (más eficiente) hasta la G (menos eficiente). para evitar la saturación del suministro a causa del alto consumo doméstico de aire acondicionado o calefacción. los usuarios pueden valorar y comparar en el mismo momento de la compra el rendimiento energético de los distintos modelos de un mismo tipo de electrodoméstico. Los principales consumidores de electricidad son las industrias. cuando las previsiones meteorológicas prevén olas de calor o de frío intenso. La sustitución de los motores de explosión por motores eléctricos es un tema aún no resuelto.Otro campo general de consumo eléctrico en las empresas lo constituye el dedicado a la activación de las máquinas de climatización tanto de aire acondicionado como de calefacción. 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. Horno. equipo de señalización y emergencia. Los componentes eléctricos más importantes de un vehículo de transporte son los siguientes: alternador. batería. Horno eléctrico. Además tienen una batería que sirve de reserva de electricidad para que sea posible el arranque del motor cuando este se encuentra parado. Para evitar estos daños existen unos dispositivos de emergencia que palían de forma momentánea la ausencia de suministro eléctrico en la red. motor de arranque. instrumentos de control. es de uso industrial la electricidad que se emplea en los diferentes tipos de soldadura eléctrica. equipo de alumbrado. Asimismo. Motor eléctrico. Soldadura y Automatización industrial [editar] Uso en el transporte Artículo principal: Locomotora Vehículos híbridos en Expo 2005. activando el motor de arranque. Un campo donde ha triunfado plenamente la aplicación de las máquinas eléctricas ha sido el referido al funcionamiento de los ferrocarriles. Tren de alta velocidad. entre otros. entre otros. . Un campo sensible del uso de la electricidad en las empresas o instituciones lo constituyen la alimentación permanente y la tensión constante que deben tener las instalaciones de ordenadores. porque un corte imprevisto de energía eléctrica puede dañar el trabajo que se realiza en el momento del corte. hornos eléctricos industriales utilizados en muchas tareas diferentes. debido principalmente a la escasa capacidad de las baterías y a la lentitud del proceso de carga así como a su autonomía limitada. Se están realizando avances en el lanzamiento de automóviles híbridos con un doble sistema de funcionamiento: un motor de explosión térmico que carga acumuladores y unos motores eléctricos que impulsan la tracción en las ruedas. procesos de electrólisis. El consumo de electricidad de este capítulo puede ser muy elevado si las instalaciones no están construidas de acuerdo con principios ecológicos de ahorro de energía. equipo de encendido. Véanse también: Electrólisis. La electricidad tiene una función determinante en el funcionamiento de todo tipo de vehículos que funcionan con motores de explosión. Estas locomotoras requieren la instalación de cables de alimentación a lo largo de todo el recorrido. Se combinan con el sistema de monorraíl. conocido como TGV. un tipo de tren eléctrico de alta velocidad desarrollado por la empresa francesa Alstom. y varios motores eléctricos (conocidos como motores de tracción) que comunican a las ruedas la fuerza tractiva que mueve a la locomotora. En 1979 se instaló en Hamburgo el primer tren de levitación magnética para la Exposición Internacional del Transporte (IVA 79).8 km/h en la línea París-Estrasburgo. en amplias zonas del planeta se siguen utilizando locomotoras diésel. mueven las ruedas. En los años 1980 se integraron como propulsores de vehículos eléctricos ferroviarios los motores asíncronos. [editar] Uso en la medicina Artículo principal: Electromedicina Imagen radiológica en 3D. En 1990 alcanzó la velocidad de 515. por medio de engranajes. y en el 2007 superó su propio registro al llegar a los 574. Esta instalación se conoce como catenaria. Las locomotoras eléctricas son aquellas que utilizan como fuente de energía la energía eléctrica proveniente de una fuente externa. Los motores de tracción se alimentan con corriente eléctrica y luego. El hito de los trenes eléctricos lo constituyen los llamados trenes de alta velocidad cuyo desarrollo ha sido el siguiente: y y y En 1964 se inauguró el Shinkansen o tren bala japonés con motivo de los Juegos Olímpicos de Tokio. para aplicarla directamente a motores de tracción eléctricos. Hubo pruebas posteriores de trenes similares en Inglaterra y actualmente operan comercialmente líneas en Japón y China.3 km/h. y aparecieron los sistemas electrónicos de regulación de potencia que dieron el espaldarazo definitivo a la elección de este tipo de tracción por las compañías ferroviarias. operando en algunos tramos a velocidades de hasta 320 km/h teniendo el récord de mayor velocidad media en un servicio de pasajeros y el de mayor velocidad en condiciones especiales de prueba. que la mayoría de las veces tiene forma de pantógrafo y como tal se conoce. que se sitúan a una altura por encima de los trenes a fin de evitar accidentes. Las locomotoras toman la electricidad por un trole. Las locomotoras diésel-eléctricas consisten básicamente en dos componentes.72 A pesar del desarrollo de las locomotoras eléctricas directas. el primer tren de alta velocidad en utilizar un trazado propio. . La primera fue la sustitución de las locomotoras que utilizaban carbón por las locomotoras llamadas diésel que utilizaban gasóleo. El TGV es uno de los trenes más veloces del mundo.El proceso de electrificación se ha desarrollado en dos fases. desarrollando patentes anteriores. un motor diésel que mueve un generador eléctrico. En 1981 se inauguró la primera línea de Train à Grande Vitesse (Tren de Gran Velocidad). La puesta en servicio de locomotoras eléctricas directas constituyó un avance tecnológico importante. La radioterapia utiliza radiaciones ionizantes para tratar el cáncer. cuando los electrones que se mueven a elevada velocidad chocan con la materia. que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo microscópico de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente. fundamentalmente. Asimismo se utiliza láser de alta resolución para intervenciones de lesiones oculares y audífonos para mejorar la audición. se utilizan los electrocardiogramas para el diagnóstico y los marcapasos. Otras técnicas de imagen médica que no utilizan radiaciones pero sí aparatos eléctricos son la resonancia magnética nuclear (IRM). . dan lugar a una forma de radiación altamente penetrante. la electricidad ha permitido mejorar los instrumentos y técnicas de análisis clínico. A esta radiación se le denominó radiación X y su descubrimiento es considerado como uno de los más extraordinarios de la ciencia moderna. Para los trastornos coronarios. Ingeniería electromecánica y la informática en el diseño de software para su control. porque permiten captar estructuras óseas. permitiendo así diagnosticar fracturas o cualquier trastorno óseo. el corazón artificial y los desfibriladores para el tratamiento. Se han equipado los quirófanos y unidades de rehabilitación y cuidados intensivos (UVI) o (UCI) con equipos electrónicos e informáticos de alta tecnología. Por último. los ultrasonidos o la ecografía.76 Mediante el diseño y la construcción de circuitos electrónicos se pueden resolver muchos problemas prácticos. La práctica más extendida es la de los rayos X. Láser. una especialización de la ingeniería. Resonancia magnética nuclear. Tomografía axial computarizada. Forma parte de los campos de la ingeniería electrónica.75 En desarrollos posteriores de la radiología se desarrollaron la tomografía axial computarizada TAC y la angiografía. concretamente en el diagnóstico médico.73 Los rayos X han mostrado una gran utilidad en el campo de la Medicina. por ejemplo mediante microscopios electrónicos de gran resolución. La electrónica es la rama de la física y. Electroterapia y Neurología [editar] Electrónica [editar] Electrónica digital Artículo principal: Circuito integrado Detalle de un circuito integrado. También la neurología y la neurofisiología utilizan equipamientos electrónicos de diagnosis y tratamiento.74 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). Véanse también: Rayos X. el físico alemán Wilhelm Conrad Röntgen descubrió que.El 8 de noviembre de 1895. Walter Houser Brattain y William Bradford Shockley de los Laboratorios Bell Telephone en 1948. el procesado. el consumo de energía eléctrica se contabiliza mediante un dispositivo precintado que se instala en los accesos a la vivienda. sino en un estado sólido semiconductor (silicio). En la actualidad. Se puede decir que la electrónica abarca en general las siguientes áreas de aplicación: electrónica de control. El funcionamiento de este dispositivo está basado en el efecto Edison. Los principales usos de los circuitos electrónicos son el control. y que cada dos meses revisa un empleado de la compañía suministradora de la electricidad anotando el consumo realizado en ese período. Sus ventajas respecto a las válvulas son entre otras: menor tamaño y fragilidad. En 1970 se desarrolló el primer microprocesador. la distribución de información. razón por la que no necesitan centenares de voltios de tensión para funcionar. El transistor de unión apareció algo más tarde. La mayor división consiste en distinguir la electrónica analógica de la electrónica digital. los campos de desarrollo de la electrónica son tan vastos que se ha dividido en varias ciencias especializadas. y es el dispositivo utilizado para la mayoría de las aplicaciones de la electrónica. La electrónica desarrolla en la actualidad una gran variedad de tareas. apareciendo otros tipos de válvulas. En 1958 se desarrolló el primer circuito integrado. que integraba seis transistores en un único chip. cuando se permitió aún una mayor miniaturización de los aparatos. la conversión y la distribución de la energía eléctrica. Dentro de los perfeccionamientos de las válvulas se encontraba su miniaturización. Conforme pasaba el tiempo las válvulas de vacío se fueron perfeccionando y mejorando. mayor rendimiento energético y menores tensiones de alimentación. El transistor no funciona en vacío como las válvulas. Pero fue definitivamente con el transistor. Artículo principal: Eficiencia energética Los aparatos eléctricos cuando están funcionando generan un consumo de energía eléctrica en función de la potencia que tengan y del tiempo que estén en funcionamiento. Eje mp lo de fac . telecomunicaciones y electrónica de potencia. denominado contador. aparecido de la mano de John Bardeen. en 1949. En España. Intel 4004. El kilovatio hora (kWh) es la unidad de energía en la que se factura normalmente el consumo doméstico o industrial de electricidad. Equivale a la energía consumida por un aparato eléctrico cuya potencia fuese un kilovatio (kW) y estuviese funcionando durante una hora.Se considera que la electrónica comenzó con el diodo de vacío inventado por John Ambrose Fleming en 1904.77 [editar] Consumo de energía y eficiencia energética Contador doméstico de electricidad. 20 08) .tur a de co ns um o de en erg ía elé ctri ca en un per iod o de do s me ses (Es pa ña. 33 consumo0.091437 ¼ ¼/kWh .Concepto Cálculo Valor Potencia contratada 5.5 kW x 2 mesesx 1.642355 ¼/(kW mes) 18.07 ¼ Coste 966 kWh x 88. 40 4 ¼ sto ¼ x ele 1.0 ctri 511 cid 3 x ad 4.Im 106 5.8 64 % .4 pue . compuesto en su mayoría por edificios.09 ¼ Total factura 131. Un plan activo de ahorro de energía es el que se ha implantado en la Unión Europea en el sector de la vivienda y de los servicios.Alquiler de contador 0. El diseño de edificios debe considerar los aspectos de ahorro de energía. Esta normativa es similar a la etiqueta energética de los electrodomésticos.13 ¼ El refrigerador es el electrodoméstico de los hogares que consume más electricidad. de gestión y de hábitos culturales en la comunidad. metalúrgicas. tendencia que previsiblemente hará aumentar el consumo de energía y. por ejemplo poniendo ventanales amplios mirando al sur (en las regiones frías del hemisferio norte) para que los días de invierno al abrir las ventanas el simple calor solar caliente los recintos. los cuales absorben más del 40 % del consumo final de energía en la Unión y se encuentra en fase de expansión.79 Asimismo las industrias que son grandes consumidoras de electricidad -cementeras. cerámicas. Dado el elevado coste de la energía eléctrica y las dificultades que existen para cubrir la demanda mundial de electricidad y el efecto nocivo para el medio ambiente que supone la producción masiva de electricidad se impone la necesidad de aplicar la máxima eficiencia energética posible en todos los usos que se haga de la energía eléctrica. política y ambiental.20 ¼ Impuesto valor añadido (IVA) 16% x suma anterior 18. por lo cual se debe hacer un uso racional del mismo para conseguir un buen ahorro.78 Los individuos y las organizaciones que son consumidores directos de la energía pueden desear ahorrar energía para reducir costes energéticos y promover la sostenibilidad económica. Véase también: Categoría:Ahorro de energía . Los usuarios industriales y comerciales pueden desear aumentar eficacia y maximizar así su beneficio. Entre las preocupaciones actuales están el ahorro de energía y el efecto medioambiental de la generación de energía eléctrica.aplican en sus procesos de producción diversas estrategias de producción y tecnologías para reducir al máximo el consumo de electricidad. Se puede lograr aumentarla mediante la implementación de diversas medidas e inversiones a nivel tecnológico. La eficiencia energética es la relación entre la cantidad de energía consumida de los productos y los beneficios finales obtenidos. La idea es construir edificios bioclimáticos encargados de aprovechar la energía del entorno. por lo tanto. aislamiento de superficies para que no existan fugas de calor y colocación de paneles solares que aumenten la independencia de la energía eléctrica.60 ¼/mes x 2 meses 1. las emisiones de dióxido de carbono. En caso de muerte del accidentado. Al atravesar órganos vitales. En sí misma no es peligrosa pero. o por arco eléctrico. pueden provocarse lesiones muy graves. Dentro de este tipo de riesgo se incluyen los siguientes:80 y y y y Choque eléctrico por contacto con elementos en tensión (contacto eléctrico directo). Quemaduras por choque eléctrico. calambres o fibrilación. Incendios o explosiones originados por la electricidad. La tensión aplicada.80 Véanse también: Descarga electrostática y Radiación no ionizante [editar] Electricidad en la naturaleza . ocasiona el paso de una intensidad elevada y. La corriente eléctrica puede causar efectos inmediatos como quemaduras. muy peligrosa. y efectos tardíos como trastornos mentales. La impedancia del contacto eléctrico. Trayectoria de la corriente a través del cuerpo. por tanto. como el corazón. la impedancia del cuerpo es menor. golpes o cortes. si la resistencia es baja. recibe el nombre de electrocución. Los accidentes causados por la electricidad pueden ser leves. Los principales factores que influyen en el riesgo eléctrico son:81 y y y y y y La intensidad de corriente eléctrica. La duración del contacto eléctrico. o con masas puestas accidentalmente en tensión (contacto eléctrico indirecto). En el mundo laboral los empleadores deberán adoptar las medidas necesarias para que de la utilización o presencia de la energía eléctrica en los lugares de trabajo no se deriven riesgos para la salud y seguridad de los trabajadores o. si ello no fuera posible. A mayor frecuencia. que depende fundamentalmente de la humedad. Se denomina riesgo eléctrico al riesgo originado por la energía eléctrica. La relación entre la intensidad y la tensión no es lineal debido al hecho de que la impedancia del cuerpo humano varía con la tensión de contacto. Caídas o golpes como consecuencia de choque o arco eléctrico. la superficie de contacto y la tensión y la frecuencia de la tensión aplicada.[editar] Salud y electricidad Artículo principal: Riesgo eléctrico Señal de peligro eléctrico. Además puede causar efectos indirectos como caídas. Este efecto disminuye al aumentar la tensión eléctrica. para que tales riesgos se reduzcan al mínimo. graves e incluso mortales. Frecuencia de la corriente eléctrica. Medido en tiempos humanos. Esta descarga ioniza el aire por calentamiento y excita transiciones electrónicas moleculares. lo que permite su uso. sin embargo. Cuando el campo eléctrico resultante excede el de ruptura dieléctrica del medio. como el hierro. Aunque no se puede verificar experimentalmente. donde el polo norte magnético es remplazado por el sur y viceversa. mediante el antiguo invento chino de la brújula. Cuando esas partículas chocan con los átomos y moléculas de oxígeno y nitrógeno de la magnetosfera. Este fenómeno puede observarse a simple vista en las cercanías de de los polos. [editar] Campo magnético terrestre Aurora boreal. en las auroras polares. Son de origen similar las centellas y el fuego de San Telmo. entre dos nubes diferentes o entre la parte inferior de una nube y tierra. la existencia del campo magnético terrestre se debe casi seguramente a la circulación de cargas en el núcleo externo líquido de la Tierra. mientras que el decaimiento de los electrones a sus niveles de equilibrio genera radiación electromagnética. La brusca dilatación del aire genera el trueno. separación que genera campos eléctricos. Este último es común en los barcos durante las tormentas y es similar al efecto corona que se produce en algunos cables de alta tensión. mediante pararrayos. luz. se produce la creciente separación de cargas eléctricas positivas y negativas en las nubes. los polos magnéticos son estables. La hipótesis de su origen en materiales con magnetización permanente. El campo magnético terrestre desvía las partículas cargadas provenientes del Sol (viento solar). El daño que producen los rayos a las personas y sus instalaciones puede prevenirse derivando la descarga a tierra. se produce un efecto fotoeléctrico mediante el cual parte de la energía de la colisión excita los átomos a niveles de energía tales que cuando dejan de estar excitados devuelven esa energía en forma de luz visible. [editar] Mundo orgánico Artículo principal: Bioelectromagnetismo El bioelectromagnetismo (a veces denominado parcialmente como bioelectricidad o biomagnetismo) es el fenómeno biológico presente en todos los seres vivos. se produce una descarga entre dos partes de una nube. Debido al rozamiento de las partículas de agua o hielo con el aire. para la orientación en el mar y en la tierra. de modo inocuo. incluidas . parece desmentida por la constatación de las inversiones periódicas de su sentido en el transcurso de las eras geológicas.[editar] Mundo inorgánico [editar] Descargas eléctricas atmosféricas El fenómeno eléctrico más común del mundo inorgánico son las descargas eléctricas atmosféricas denominadas rayos y relámpagos. consistente en la producción de campos electromagnéticos (se manifiesten como eléctricos o magnéticos) producidos por la materia viva ( células. Aunque inicialmente se pensó que se trataba de una clase especial de electricidad. textura. son muy diferentes del de conducción de electrones en los cables eléctricos. calor. tejidos u organismos). No debe confundirse con la bioelectromagnética. señales como dolor. Los pequeños hoyos en la cabeza de este lucio contiene neuromastos del sistema de la línea lateral. Electrocito. Electrofisiología. Véase también: Galvanismo [editar] Uso biológico Artículo principal: Bioelectromagnetismo Muchos peces y unos pocos mamíferos tienen la capacidad de detectar la variación de los campos eléctricos en los que están inmersos. olores y sabores. presión. Los mecanismos de propagación de las señales por las neuronas. El fenómeno de excitación de los músculos de las patas de una rana. sin embargo. Consisten en la modificación de la concentración de iones de sodio y de potasio a ambos lados de una membrana celular. Las neuronas también transmiten al cerebro las señales de los órganos internos. imágenes. entre los que se cuentan los teleostei. En los organismos con sistema nervioso las neuronas son los canales por los que se trasmiten a los músculos las señales que comandan su contracción y relajación. sonidos. Electroencefalografía. Los ejemplos de este fenómeno incluyen el potencial eléctrico de las membranas celulares y las corrientes eléctricas que fluyen en nervios y músculos como consecuencia de su potencial de acción. Véanse también: Bioenergética. descubierto por Galvani. variables a lo largo del interior de la neurona. .todas las plantas y los animales. que se ocupa de los efectos de una fuente externa de electromagnetismo sobre los organismos vivos. puso en evidencia la importancia de los fenómenos eléctricos en los organismos vivientes. Electromiografía y Potencial de membrana [editar] Impulso nervioso Artículo principal: Impulso nervioso Grabado antiguo mostrando la excitación del nervio crural de una rana mediante una máquina electrostática. El pez torpedo es uno de los "fuertemente eléctricos". se verificó gradualmente que estaban en juego las cargas eléctricas usuales de la física. de la piel y de los transductores que son los órganos de los sentidos. que varían en el tiempo propagándose de un extremo al otro de la misma con altas velocidades. Se generan así diferencias de potencial. 000 V y corrientes superiores a 1 A. Entre los peces eléctricos se cuentan los Apteronotidae. Los "peces poco eléctricos" son capaces de generar campos eléctricos débiles a través de órganos y circuitos especiales de neuronas.85 Algunos peces. Electrophoridae. son los llamados peces eléctricos. Gymnotidae. como las anguilas y las rayas eléctricas son capaces de producir grandes descargas eléctricas con fines defensivos u ofensivos. Estos peces. Mormyridae y Malapteruridae. Hypopomidae.83 que en los gimnótidos están ubicadas en la línea lateral del pez. Los voltajes generados son inferiores a 1 V y las características de los sistemas de detección y control varían grandemente de especie a especie. la enciclopedia libre Saltar a navegación. también llamados "peces fuertemente eléctricos". Rhamphichthyidae. Esta detección es hecha por neuronas especializadas llamadas neuromastos. En la localización pasiva el animal sólo detecta la variación de los campos eléctricos circundantes.86 Véanse también: Magnetorrecepción.84 La localización por medios eléctricos (electrorrecepción) puede ser pasiva o activa.las rayas82 y los ornitorrincos. pueden generar voltajes de hasta 2. búsqueda . Gymnarchidae. a los que no genera. cuya única función es detectar variaciones del entorno y comunicarse con otros miembros de su especie. Sternopygidae. Paloma mensajera y Bacteria magnética [editar] Véase también y y y y y y y y y y y y y y y Anexo:Países por producción de electricidad Anexo:Países por consumo de electricidad Alta tensión Baja tensión Batería Cálculo de secciones de líneas eléctricas Electrotecnia Energía eléctrica Historia de la electricidad Higroelectricidad Riesgo eléctrico Sistema de suministro eléctrico Tensión eléctrica Electromecánica Nikola Tesla Historia de la electricidad De Wikipedia. No se han encontrado documentos que evidencien su utilización. a su tratamiento científico. y si se la considerase como parte de la historia natural. Se registraron a lo largo de la Edad Antigua y Media otras observaciones aisladas y simples especulaciones. Alessandro Volta. fechado alrededor de 250 a. 1792.1 u objetos arqueológicos de interpretación discutible. El nombre en griego de este material ( . aunque todavía entonces pasa a ser poco más que un espectáculo para exhibir en los salones. La electricidad evolucionó históricamente desde la simple percepción del fenómeno. de William Gilbert (1600). Los antiguos griegos observaron que los trozos de este material se atraían entre sí. y también a pequeños objetos de hierro. al descubrimiento de sus leyes como fenómeno físico y a la invención de artefactos para su uso práctico.2 un objeto encontrado en Irak en 1938. el espacio. Las primeras aportaciones que pueden entenderse como aproximaciones sucesivas al fenómeno eléctrico fueron realizadas por investigadores sistemáticos como William Gilbert. Cerca de la antigua ciudad griega de Magnesia se encontraban las denominadas piedras de Magnesia. fuera de su relación con el observador humano. que incluían magnetita. aunque hay otras descripciones anacrónicas de dispositivos eléctricos en muros egipcios y escritos antiguos. De viribus electricitatis in motu musculari commentarius. elektron) se utilizó para nombrar al fenómeno y la ciencia que lo estudia. Como también se denomina electricidad a la rama de la ciencia que estudia el fenómeno y a la rama de la tecnología que lo aplica. se obtenían pequeñas cargas (efecto triboeléctrico) que atraían pequeños objetos.Un fragmento de ámbar como el que pudo utilizar Tales de Mileto en su experimentación del efecto triboeléctrico. La historia de la electricidad se refiere al estudio y uso humano de la electricidad. que se asemeja a una celda electroquímica. tendría tanta como el tiempo. Uno de sus hitos iniciales puede situarse hacia el año 600 a. Las palabras magneto (equivalente en español a imán) y magnetismo derivan de ese topónimo. et de Magno Magnete Tellure. Otto von Guericke. C. El fenómeno en sí.. no tiene historia. Charles-Augustin de Coulomb o Benjamin Franklin. . la materia y la energía. Du Fay. cuando el filósofo griego Tales de Mileto observó que frotando una varilla de ámbar con una piel o con lana. así como intuiciones médicas (uso de peces eléctricos en enfermedades como la gota y el dolor de cabeza) referidas por autores como Plinio el Viejo y Escribonio Largo. Pieter van Musschenbroek (botella de Leyden) o William Watson. Esas especulaciones y registros fragmentarios son el tratamiento casi exclusivo (con la notable excepción del uso del magnetismo para la brújula) que hay desde la Antigüedad hasta la Revolución científica del siglo XVII. Las observaciones sometidas a método científico empiezan a dar sus frutos con Luigi Galvani. como la Batería de Bagdad. y frotando mucho tiempo podía causar la aparición de una chispa. que no se haría sistemático hasta el siglo XVIII. C.. la historia de la electricidad es la rama de la historia de la ciencia y de la historia de la tecnología que se ocupa de su surgimiento y evolución. Magneticisque Corporibus. a partir del libro De Magnete. Grabado mostrando la teoría del galvanismo según los experimentos de Luigi Galvani. La electrificación no sólo fue un proceso técnico. definió el socialismo como la suma de la electrificación y el poder de los soviets. comenzando por el alumbrado y siguiendo por todo tipo de procesos industriales (motor eléctrico. Frank Sprague. sino un verdadero cambio social de implicaciones extraordinarias. Los nombres de estos pioneros terminaron bautizando las unidades hoy utilizadas en la medida de las distintas magnitudes del fenómeno. la mayoría con inmediata utilización eléctrica (energía nuclear y energías alternativas. son retos técnicos aún no resueltos de forma suficientemente eficaz.). 1833. durante la Revolución bolchevique. La energía eléctrica es esencial para la sociedad de la información de la tercera revolución industrial que se viene produciendo desde la segunda mitad del siglo XX (transistor. El telégrafo eléctrico (Samuel Morse. Más que de grandes teóricos como Lord Kelvin. que seguiría a la Edad de la Mecanización (por comparación a cómo la Edad de los . La comprensión final de la electricidad se logró recién con su unificación con el magnetismo en un único fenómeno electromagnético descrito por las ecuaciones de Maxwell (1861-1865). lo que está en el origen de la crisis energética y medioambiental y de la búsqueda de nuevas fuentes de energía. la que dependió en mayor medida de la utilización doméstica de la electricidad en los electrodomésticos.3 pero fue sobre todo la sociedad de consumo que nació en los países capitalistas.) y de comunicaciones (telefonía. Ambos procesos exigieron cantidades cada vez mayores de energía. Únicamente puede comparársele en importancia la motorización dependiente del petróleo (que también es ampliamente utilizado.. como los demás combustibles fósiles. Alexander Graham Bell y sobre todo Thomas Alva Edison y su revolucionaria manera de entender la relación entre investigación científico-técnica y mercado capitalista. refrigeración. dadas las limitaciones de la tradicional hidroelectricidad). en que la iniciativa pública y privada se interpenetran. Lenin. robótica. El impacto cultural de lo que Marshall McLuhan denominó Edad de la Electricidad. Multiplicador de tensión Cockcroft-Walton utilizado en un acelerador de partículas de 1937. pero no será en la primera revolución industrial. Michael Faraday o Georg Ohm. 1822) puede considerarse como la primera gran aplicación en el campo de las telecomunicaciones. precedido por Gauss y Weber. y para la autonomía de los aparatos móviles.. fue el momento de ingenieros.. y las figuras individuales se difuminan en los equipos de investigación.proseguidas a comienzos del siglo XIX por André-Marie Ampère. tecnología y sociedad desarrolló las complejas estructuras que permitieron los actuales sistemas de I+D e I+D+I. Ernst Werner von Siemens. como Zénobe Gramme. sino a partir del cuarto final del siglo XIX cuando las aplicaciones económicas de la electricidad la convertirán en una de las fuerzas motrices de la segunda revolución industrial. internet. metalurgia.. Nikola Tesla. Los sucesivos cambios de paradigma de la primera mitad del siglo XX (relativista y cuántico) estudiarán la función de la electricidad en una nueva dimensión: atómica y subatómica. en la generación de electricidad). Los problemas que tiene la electricidad para su almacenamiento y transporte a largas distancias. y fue en estos países donde la retroalimentación entre ciencia. computación. radio). televisión. George Westinghouse. que alcanzaba un millón de voltios. el avión y la radio permiten la mayor discontinuidad y diversidad en la organización espacial". una atención al "campo total". radica en la altísima velocidad de propagación de la radiación electromagnética (300. mientras que el ferrocarril requiere un espacio político uniforme. educativos e incluso artísticos (por ejemplo. En el ámbito de lo espacial y político.000 km/s) que hace que se perciba de forma casi instantánea. "la electricidad no centraliza. Se impuso un cambio cultural que provenía del enfoque en "segmentos especializados de atención" (la adopción de una perspectiva particular) y la idea de la "conciencia sensitiva instantánea de la totalidad". como la simultaneidad y la división de cada proceso en una secuencia. un "sentido de la estructura total". Estas nuevas concepciones mentales tuvieron gran impacto en todo tipo de ámbitos científicos. sino que descentraliza. Se hizo evidente y prevalente el sentido de "forma y función como una unidad".Metales siguió a la Edad de Piedra). el cubismo).. Este hecho conlleva posibilidades antes inimaginables.4 C o nt en id o [oc ulta r] y .. una "idea integral de la estructura y configuración". . . y . . . . . . y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . y . . . . . . y . . . . . . . . y y y . y [editar] Siglo XVII La Revolución científica que se venía produciendo desde Copérnico en la astronomía y Galileo en la física no va a encontrar aplicaciones muy tempranas al campo de la electricidad. . limitándose la actividad de los pocos autores que tratan sobre ella a la recopilación baconiana de datos experimentales. que por el momento no alcanzan a inducir modelos explicativos también en la era de la electicidad se produjeron grandes cambios importantes. Gilbert estableció las diferencias entre ambos fenómenos a raíz de que la reina Isabel I de Inglaterra le ordenara estudiar los imanes para mejorar la exactitud de las brújulas usadas en la navegación. y observó que la imantación del hierro se pierde cuando se calienta al rojo. el italiano Gerolamo Cardano había ya distinguido. lo cual le llevó a especular sobre la naturaleza eléctrica de los relámpagos. Fue la primera persona que estudió la luminiscencia. Ideó la primera máquina electrostática y sacó chispas de un globo hecho de azufre. tecnología y sociedad. entre las fuerzas magnéticas y las eléctricas (De Subtilitate 1550). como la Royal Academy inglesa. Descubrió la imantación por influencia. derivada del griego elektron. En las investigaciones que realizó sobre electrostática observó que se producía una repulsión entre cuerpos electrizados luego de haber sido atraídos. aún no se había producido.[editar] William Gilbert: materiales eléctricos y materiales aneléctricos (1600) Artículo principal: De Magnete William Gilbert El científico inglés William Gilbert (1544-1603) publicó su libro De Magnete.6 Véase también: William Gilbert [editar] Otto von Guericke: las cargas eléctricas (1660) Artículo principal: Electrostática Otto von Guericke Las investigaciones de Gilbert fueron continuadas por el físico alemán Otto von Guericke (1602-1686). A través de sus experiencias clasificó los materiales en eléctricos (conductores) y aneléctricos (aislantes) e ideó el primer electroscopio. Aparte del pararrayos. Estudió la inclinación de una aguja magnética concluyendo que la Tierra se comporta como un gran imán. . que significa ámbar. para describir los fenómenos descubiertos por los griegos. Instituciones científicas de nuevo cuño. quizá por primera vez. en donde utiliza la palabra latina electricus. y el espíritu crítico que los enciclopedistas franceses extienden por todo el continente. la retroalimentación entre ciencia. El Gilbert es la unidad de medida de la fuerza magnetomotriz.5 Previamente.7 Véase también: Otto von Guericke [editar] Siglo XVIII: la Revolución industrial La crisis de la conciencia europea renueva el panorama intelectual de finales del siglo XVII a principios del siglo XVIII y abre las puertas al llamado Siglo de las luces o de la Ilustración. consiguiendo con este trabajo la base principal para la definición de los fundamentos de la electrostática y magnetismo. No obstante. conviven con el inicio de la Revolución industrial. Du Fay [editar] Pieter van Musschenbroek: la botella de Leyden (1745) Artículo principal: Botella de Leyden Pieter van Musschenbroek El físico holandés Pieter van Musschenbroek (1692-1761). dedicó su vida al estudio de los fenómenos eléctricos. Esta botella consistía en un recipiente con un tapón al cual se le atraviesa una varilla metálica sumergida en el líquido. observó que una lámina de oro siempre era repelida por una barra de vidrio electrificada.ninguna de las innovaciones técnicas del siglo tuvo que ver con las investigaciones científicas sobre la electricidad. pudiera circular por el conductor. o los "efluvios" o "virtud eléctrica". que él denominó carga vítrea y carga resinosa. con una piel. efectuó una experiencia para comprobar si una botella llena de agua podía conservar cargas eléctricas. hecho que no es exclusivo de este campo: la mismísima máquina de vapor precedió en cien años a la definición de la termodinámica por Sadi Carnot. La varilla tiene . Posteriormente estudió otras formas de transmisión y. junto con los científicos G. Godfrey. con un paño de seda.F. el vidrio (carga positiva) y de forma distinta al frotar. como él la llamó. Wheler y J. Véase también: C. debido a que ambas se manifestaban de una forma al frotar. clasificó los materiales en conductores y aislantes de la electricidad. Du Fay. Véase también: Stephen Gray [editar] Charles François de Cisternay Du Fay: carga vítrea y carga resinosa (1733) Artículo principal: Carga eléctrica Charles François du Fay El científico francés Charles François de Cisternay Du Fay (1698-1739) al enterarse de los trabajos de Stephen Gray. Publicó sus trabajos en 1733 siendo el primero en identificar la existencia de dos tipos de cargas eléctricas (denominadas hoy en día positiva y negativa). después de muchos experimentos. entre otros muchos experimentos. éste tenía que estar aislado de tierra.8 [editar] Stephen Gray: los efluvios (1729) Artículo principal: Conductividad eléctrica El físico inglés Stephen Gray (1666-1736) estudió principalmente la conductividad eléctrica de los cuerpos y. fue el primero en 1729 en transmitir electricidad a través de un conductor. En sus experimentos descubrió que para que la electricidad. algunas substancias resinosas como el ámbar o la goma (carga negativa). que trabajaba en la Universidad de Leiden. Realizó reformas en la botella de Leyden agregándole una cobertura de metal.una forma de gancho en la parte superior al cual se le acerca un conductor cargado eléctricamente. Durante la experiencia un asistente separó el conductor y recibió una fuerte descarga al aproximar su mano a la varilla.11 Véase también: Benjamin Franklin [editar] Charles-Augustin de Coulomb: fuerza entre dos cargas (1777) Artículo principal: Ley de Coulomb Charles-Augustin de Coulomb El físico e ingeniero francés Charles-Augustin de Coulomb (1736 . Es particularmente famoso su experimento en el que.9 Véase también: Pieter van Musschenbroek [editar] William Watson: la corriente eléctrica (1747) Artículo principal: Corriente eléctrica William Watson Sir William Watson (1715-1787). También formuló una teoría según la cual la electricidad era un fluido único existente en toda materia y calificó a las substancias en eléctricamente positivas y eléctricamente negativas. de acuerdo con el exceso o defecto de ese fluido. De esta manera fue descubierta la botella de Leyden y la base de los actuales condensadores eléctricos. demostró que los rayos eran descargas eléctricas de tipo electrostático. haciendo volar una cometa durante una tormenta. En 1747 demostró que una descarga de electricidad estática es una corriente eléctrica. llamados incorrectamente capacitores por anglicismo. Como consecuencia de estas experimentaciones inventó el pararrayos. médico y físico inglés. estudió los fenómenos eléctricos. debida a la electricidad estática que se había almacenado en la botella.10 Véase también: William Watson [editar] Benjamin Franklin: el pararrayos (1752) Artículo principal: Pararrayos Retrato de Benjamin Franklin 1752 El polifacético estadounidense Benjamin Franklin (1706-1790) investigó los fenómenos eléctricos naturales. Fue el primero en estudiar la propagación de corrientes en gases enrarecidos. descubriendo que de esta forma se incrementaba la descarga eléctrica. además de realizar muchas .1806) fue el primero en establecer las leyes cuantitativas de la electrostática. Alessandro Volta. producir corriente eléctrica continua a voluntad. culminado en 1785.14 Dedicó la mayor parte de su vida al estudio de los fenómenos eléctricos. es la unidad del SI para la medida de la cantidad de carga eléctrica. en las que expone teóricamente los fundamentos del magnetismo y de la electrostática. Por ello se le considera el iniciador de los estudios del papel que desempeña la electricidad en el funcionamiento de los organismos animales. Por su trabajo en el campo de la electricidad. Coulomb también estudió la electrización por frotamiento y la polarización e introdujo el concepto de momento magnético. El médico y físico italiano Luigi Galvani (1737-1798) se hizo famoso por sus investigaciones sobre los efectos de la electricidad en los músculos de los animales. actualmente conocida como Ley de Coulomb: F = k (q Q) / d2. Sus estudios preludiaron una ciencia que surgiría mucho después: la neurofisiología. sobre la naturaleza de los fenómenos observados. y unidos en sus extremos por un circuito exterior. Con este invento. surgió la construcción de la primera pila.12 Véase también: Charles-Augustin de Coulomb [editar] Luigi Galvani: el impulso nervioso (1780) Artículos principales: Impulso nervioso y Galvanismo Luigi Galvani. castellanizado a Culombio. La unidad de tensión eléctrica o . El Coulomb (símbolo C).13 Véase también: Luigi Galvani [editar] Alessandro Volta: la pila de Volta (1800) Artículo principal: Pila de Volta Alessandro Volta El físico italiano Alessandro Volta (1745-1827) inventa la pila. separados por discos de cartón humedecidos con un electrólito. inventó el electrómetro y el eudiómetro y escribió numerosos tratados científicos. Napoleón le nombró conde en 1801. Mientras disecaba una rana halló accidentalmente que sus patas se contraían al tocarlas con un objeto cargado de electricidad. o aparato para producir corriente eléctrica continua. Volta logró.investigaciones sobre magnetismo. En 1777 inventó la balanza de torsión para medir la fuerza de atracción o repulsión que ejercen entre sí dos cargas eléctricas y estableció la función que liga esta fuerza con la distancia. estudio del funcionamiento del sistema nervioso en la que se basa la neurología. Sus investigaciones científicas están recogidas en siete memorias. llamado pila de Volta. El nombre de Luigi Galvani sigue hoy asociado con la electricidad a través de términos como galvanismo y galvanización. Coulomb pudo establecer la expresión de la fuerza entre dos cargas eléctricas q y Q en función de la distancia d que las separa. Con un apilamiento de discos de cinc y cobre. rozamiento y electricidad. precursora de la batería eléctrica. por primera vez. De sus discusiones con otro gran científico italiano de su época. La capacidad de desviar agujas imantadas. descubierta por Oersted (1820). Entre 1806 y 1808 publica el resultado de sus investigaciones sobre la electrólisis. En 1805 le fue concedida la Medalla Copley. novela precursora tanto del género de terror como de la ciencia ficción. añadió un lado oscuro a la consideración de la electricidad. el Volt (símbolo V). acabaron por interrelacionar la electricidad con el magnetismo y los movimientos mecánicos. Fue jefe y mentor de Michael Faraday. Pero la realidad era mucho más compleja como para dar fácil cumplimiento a este programa. En 1807 fabrica una pila con más de 2. se apuntó la necesidad de englobar también la óptica en el electromagnetismo.16 Véase también: Humphry Davy . con su gusto por lo tétrico y su desconfianza en la razón. castellanizado como Voltio. Creó además una lámpara de seguridad para las minas que lleva su nombre (1815) y fue pionero en el control de la corrosión mediante la protección catódica. Davy contribuyó a identificar experimentalmente por primera vez varios elementos químicos mediante la electrólisis y estudió la energía involucrada en el proceso. y la inducción electromagnética descubierta por Faraday (1821). recibió ese nombre en su honor. bario. Se le considera el fundador de la electroquímica. [editar] Humphry Davy: la electrólisis (1807) y el arco eléctrico (1808) Artículo principal: Electroquímica Humphry Davy 1807 Sir Humphry Davy (1778-1829). que excitaba la imaginación de la forma más morbosa: ¿el dominio humano de tal fuerza de la naturaleza le pondría al nivel creador que hasta entonces sólo se imaginaba al alcance de seres divinos? Con cadáveres y electricidad Mary Wollstonecraft Shelley compuso la trama de Frankenstein o el moderno Prometeo (1818). La teoría completa del campo electromagnético tuvo que esperar a Maxwell. estroncio. potasio y boro. e incluso entonces (1864).fuerza electromotriz. sodio. En el ámbito de la electricidad la clave sería describir estas fuerzas a distancia como en las ecuaciones de la mecánica newtoniana.14 Véase también: Alessandro Volta [editar] Principios del siglo XIX: el tiempo de los teóricos El propósito de la ciencia optimista surgida de la Ilustración era la comprensión total de la realidad. Químico británico.T. donde logra la separación del magnesio. junto con Volta y Faraday. Brande consigue aislar al litio de sus sales mediante electrólisis del óxido de litio (1818). al comprobarse que una de las constantes que aparecían en su teoría tenía el mismo valor que la velocidad de la luz. dándole ese nombre debido a su color amarillo verdoso. Junto a W. calcio.15 El romanticismo.000 placas dobles con la que descubre el cloro y demuestra que se trata de un elemento químico. En 1821. se producía un campo magnético. obtuvo la primera combinación química de amoníaco con óxido mercúrico. junto con Ampère. En 1808. Actualmente se lo conoce como efecto Peltier-Seebeck o efecto termoeléctrico y es la base del funcionamiento de los termopares. en 1825. En 1806 descubrió también los efectos de radiación visible e invisible sobre sustancias químicas como el cloruro de plata.[editar] Hans Christian Ørsted: el electromagnetismo (1819) Hans Christian Oersted Artículo principal: Electromagnetismo El físico y químico danés Hans Christian Ørsted (1777-1851) fue un gran estudioso del electromagnetismo. Seebeck realizó variados experimentos en la búsqueda de una relación entre la electricidad y calor. A principios de 1820. por electrólisis. o no divulgó que una corriente eléctrica era generada cuando el calor se aplicaba a la soldadura de los dos metales.18 Véase también: Thomas Johann Seebeck [editar] André-Marie Ampère: el solenoide (1822) Artículo principal: Corriente eléctrica André-Marie Ampère . descubrió accidentalmente que al calentar uno a alta temperatura y mientras el otro se mantenía a baja temperatura. Seebeck no creyó. Se cree que también fue el primero en aislar el aluminio. soldando dos alambres de metales diferentes (cobre y bismuto) en un lazo. En cambio. Thomas Johann Seebeck (17701831) descubrió el efecto termoeléctrico. Este descubrimiento fue crucial en el desarrollo de la electricidad. que una aguja imantada se desvía al ser colocada en dirección perpendicular a un conductor por el que circula una corriente eléctrica.17 Véase también: Hans Christian Ørsted [editar] Thomas Johann Seebeck: la termoelectricidad (1821) Artículo principal: Efecto Peltier-Seebeck Thomas Johann Seebeck El médico e investigador físico natural de Estonia. En 1813 predijo la existencia de los fenómenos electromagnéticos y en 1819 logró demostrar su teoría empíricamente al descubrir. En 1844 publicó su Manual de Física Mecánica. ya que puso en evidencia la relación existente entre la electricidad y el magnetismo. utilizó el término termomagnetismo para referirse a su descubrimiento. En homenaje a sus contribuciones se denominó Oersted (símbolo Oe) a la unidad de intensidad de campo magnético en el sistema Gauss. cuya expresión matemática es V = I · R. Sus teorías e interpretaciones sobre la relación entre electricidad y magnetismo se publicaron en 1822.El físico y matemático francés André-Marie Ampère (1775-1836) está considerado como uno de los descubridores del electromagnetismo. Sturgeon podía regular su electroimán. al demostrar que dos conductores paralelos por los que circula una corriente en el mismo sentido. se repelen. castellanizado a Ohmio. En 1832 inventó el conmutador para motores eléctricos y en 1836 inventó el primer galvanómetro de bobina giratoria. castellanizada como Amperio. el desarrollo del electromagnetismo. mientras que si los sentidos de la corriente son opuestos. En su honor se ha bautizado a la unidad de resistencia eléctrica con el nombre de Ohm (símbolo ). En 1827 formuló la ley que lleva su nombre (la ley de Ohm). Es conocido por sus importantes aportaciones al estudio de la corriente eléctrica y el magnetismo que constituyeron. Este dispositivo condujo a la invención del telégrafo. La unidad de intensidad de corriente eléctrica. en su Colección de observaciones sobre electrodinámica y en 1826. Era un trozo de hierro con forma de herradura envuelto por una bobina enrollada sobre él mismo.20 Véase también: William Sturgeon [editar] Georg Simon Ohm: la ley de Ohm (1827) Artículo principal: Ley de Ohm Georg Simon Ohm Georg Simon Ohm (1789-1854) fue un físico y matemático alemán que estudió la relación entre el voltaje V aplicado a una resistencia R y la intensidad de corriente I que circula por ella.19 Véase también: André-Marie Ampère [editar] William Sturgeon: el electroimán (1825). el conmutador (1832) y el galvanómetro (1836) Artículo principal: Electroimán El físico británico William Sturgeon (1783-1850) inventó en 1825 el primer electroimán. Sturgeon demostró su potencia levantando 4 kg con un trozo de hierro de 200 g envuelto en cables por los que hizo circular la corriente de una batería. lo que hizo posible el funcionamiento de los actuales aparatos de medida. Ampère descubrió las leyes que determinan el desvío de una aguja magnética por una corriente eléctrica.21 Véase también: Georg Simon Ohm . estableciendo los cimientos para las comunicaciones electrónicas a gran escala. lo que supuso el principio del uso de la energía eléctrica en máquinas útiles y controlables. junto con los trabajos del danés Hans Chistian Oesterd. se atraen. en su Teoría de los fenómenos electrodinámicos. el motor eléctrico y muchos otros dispositivos que fueron base de la tecnología moderna. la polarización de las pilas y las interferencias luminosas. Descubrió las acciones mutuas entre corrientes eléctricas. También se interesó por la acústica. el Ampère (símbolo A). recibe este nombre en su honor. Esta fuerza electromotriz inducida se explica por la fuerza de Lorentz que ejerce el campo magnético sobre los electrones libres del conductor. lo que produce una diferencia de potencial entre sus extremos. se contó entre los primeros en extender el concepto de divisibilidad a conjuntos diferentes de los numéricos. el magnetismo y la óptica. castellanizada como Henrio. cuando observó que un campo magnético variable puede inducir una fuerza electromotriz en un circuito cerrado. En su honor se dio el nombre de Gauss (símbolo G) a la unidad de intensidad de campo magnético del Sistema Cegesimal de Unidades (CGS). El matemático. construyendo un primitivo telégrafo eléctrico. hizo importantes contribuciones en campos como la teoría de números. que relaciona la carga eléctrica q contenida en un volumen V con el flujo del campo eléctrico sobre la cerrada superficie S que encierra el volumen V. Descubrió la inducción electromagnética. En 1831 se asoció al físico Wilhelm Weber durante seis fructíferos años durante los cuales investigaron importantes problemas como las Leyes de Kirchhoff y del magnetismo. simultánea e independientemente de Faraday. el Tesla (símbolo T). Considerado uno de los matemáticos de mayor y más duradera influencia. En su honor se denominó Henry (símbolo H) a la unidad de inductancia. En su versión más simple. astrónomo y físico alemán Johann Carl Friedrich Gauss (1777-1855). la electricidad. Su contribución más importante a la electricidad es la denominada Ley de Gauss. cuya expresión matemática es: . el experimento de Henry consiste en desplazar un segmento de conductor perpendicularmente a un campo magnético. el análisis matemático.22 Véase también: Joseph Henry [editar] Johann Carl Friedrich Gauss: Teorema de Gauss de la electrostática Artículo principal: Ley de Gauss Carl Friedrich Gauss 1832-1835.[editar] Joseph Henry: inducción electromagnética (1830) Joseph Henry Artículo principal: Electroimán El estadounidense Joseph Henry (1797-1878) fue un físico que investigó el electromagnetismo y sus aplicaciones en electroimanes y relés.23 Véase también: Johann Carl Friedrich Gauss . es 1 G = 10-4 T. la geodesia. Su relación con la correspondiente unidad del Sistema Internacional de Unidades (SI). la geometría diferencial. descubriendo en 1843 la relación entre ambas. En su honor se denominó Farad (símbolo F). es tal que siempre se opone a la variación del flujo que la produce. inducción electrostática (1840) Artículo principal: Efecto Peltier . a la unidad de capacidad del SI de unidades. es conocido principalmente por su descubrimiento de la inducción electromagnética. generador (1831-1832). ya descubierto por Oersted. y de las leyes de la electrólisis por lo que es considerado como el verdadero fundador del electromagnetismo y de la electroquímica. leyes y jaula de Faraday Michael Faraday Artículo principal: Ley de Faraday El físico y químico inglés Michael Faraday (1791-1867). y ese mismo año descubrió la inducción electromagnética. que ha permitido la construcción de generadores y motores eléctricos. e introdujo el concepto de líneas de fuerza para representar los campos magnéticos. demostró la inducción de una corriente eléctrica por otra. Durante este mismo periodo. conocida como Ley de Lenz. En 1831 trazó el campo magnético alrededor de un conductor por el que circula una corriente eléctrica. cuyo enunciado es el siguiente: El sentido de las corrientes. castellanizado como Faradio. o fuerza electromotriz inducida. adquiere una diferencia de potencial electrostático de un voltio. investigó sobre la electrólisis y descubrió las dos leyes fundamentales que llevan su nombre: 1ª). El Faradio se define como la capacidad de un condensador tal que cuando su carga es un Culombio. lo que luego fue ampliado y desarrollado por James Prescott Joule. 2ª) Las masas de distintas sustancia liberadas por la misma cantidad de electricidad son directamente proporcionales a sus pesos equivalentes.24 Véase también: Michael Faraday [editar] Heinrich Friedrich Lenz: ley de Lenz (1834) Artículo principal: Ley de Lenz Heinrich Lenz El físico estonio Heinrich Friedrich Lenz (1804-1865) formuló en 1834 la ley de la oposición de las corrientes inducidas. discípulo de Humphry Davy. por la intensidad y por el tiempo (m = c I t)]. La masa de sustancia liberada en una electrólisis es directamente proporcional a la cantidad de electricidad que ha pasado a través del electrólito [masa = equivalente electroquímico. por lo que pasaría a llamarse Ley de Joule. en relación con su temperatura.[editar] Michael Faraday: inducción (1831). Con sus investigaciones se dio un paso fundamental en el desarrollo de la electricidad al establecer que el magnetismo produce electricidad a través del movimiento. También realizó investigaciones significativas sobre la conductividad de los cuerpos.25 [editar] Jean Peltier: efecto Peltier (1834). En 1841 desarrolló un proceso de galvanización. en colaboración con Joseph Henry. que representa las letras y números por una serie de puntos y rayas. en 1846 un telégrafo de aguja y presión y un sistema de aislamiento de cables eléctricos mediante gutapercha. bajo la influencia de un segundo objeto próximo a él y que tenga una carga eléctrica. referido a la modificación de la distribución de la carga eléctrica en un material.26 [editar] Samuel Morse: telégrafo (1833-1837) Artículo principal: Telégrafo Morse con un prototipo de su invención El inventor estadounidense Samuel Finley Breese Morse (1791-1872) es principalmente conocido por la invención del telégrafo eléctrico y la invención del código Morse. el Congreso de los Estados Unidos le asignó 30. la perfeccionó hasta hacerla confiable y la base de la generación de la . El 6 de enero de 1833. Dicho efecto ha revestido gran importancia en el desarrollo reciente de mecanismos de refrigeración no contaminantes.Jean Peltier El físico francés y relojero de profesión Jean Peltier (1785-1845) descubrió en 1834 que cuando circula una corriente eléctrica por un conductor formado por dos metales distintos. El 24 de mayo de 1844 Morse envió su famoso primer mensaje: «¿Que nos ha traído Dios?». Fue uno de los pioneros de las grandes líneas telegráficas transoceánicas. lo que permitió. poniendo así la primera piedra en la construcción de la empresa Siemens AG junto a Johann Georg Halske. Ernst Werner von Siemens (1816-1892) construyó en 1847 un nuevo tipo de telégrafo. A Peltier se le debe también la introducción del concepto de inducción electrostática en 1840. para poder utilizar su telégrafo. Aunque probablemente no fue el inventor de la dínamo. conocido actualmente como código Morse. von Siemens: Locomotora eléctrica (1879) Artículo principal: Siemens AG Werner von Siemens El ingeniero alemán. responsable de la línea Irlanda-EE. unidos por una soldadura. Morse realizó su primera demostración pública con su telégrafo mecánico óptico y efectuó con éxito las primeras pruebas en febrero de 1837 en un concurso convocado por el Congreso de los Estados Unidos. ésta se calienta o enfría según el sentido de la corriente (efecto Peltier). Fue objeto de muchos honores y en sus últimos años se dedicó a experimentar con la telegrafía submarina por cable.27 Véase también: Samuel Finley Breese Morse [editar] Ernst Werner M. También inventó un alfabeto. en la práctica. En el año 1843.UU (comenzada en 1874 a bordo del buque Faraday) y Gran Bretaña-India (1870).000 dólares para que construyera la primera línea de telégrafo entre Washington y Baltimore. la construcción y tendido de cables submarinos. sustancia plástica extraída del látex. En realidad había sido diseñado previamente por Samuel Hunter Christie en 1832. Se utiliza para medir resistencias desconocidas mediante el equilibrio de los brazos de un puente en H formado por cuatro resistencias.corriente alterna en las primeras grandes usinas. simultáneamente con el inventado por Morse. en 1834. usada como aislador eléctrico en el recubrimiento de cables conductores. es conocido por sus estudios sobre la energía y sus aplicaciones técnicas. En colaboración con el ingeniero William Fothergill Cooke. En homenaje a sus contribuciones en el SI se denomina siemens (símbolo S) a la unidad de conductancia eléctrica (inversa de la resistencia). físico inglés. ley que lleva su nombre (Ley de Joule): Todo cuerpo conductor recorrido por una corriente eléctrica. como el telégrafo con puntero/teclado para hacer transparente al usuario el código Morse o la primera locomotora eléctrica. Fue pionero en otras invenciones. una de las cuales es la resistencia a medir. calor y trabajo (1840-1843) James Prescott Joule Artículo principal: Efecto Joule James Prescott Joule (1818-1889). desprende una cantidad de calor equivalente al trabajo realizado por el campo eléctrico para transportar las cargas de un extremo a otro del conductor durante ese tiempo. formulada como: .28 Véase también: Ernst Werner von Siemens [editar] Charles Wheatstone: puente de Wheatstone (1843) Artículo principal: Puente de Wheatstone Charles Wheatstone El físico e inventor inglés Charles Wheatstone (1802-1875) es especialmente conocido por ser el primero en aplicar el circuito eléctrico que lleva su nombre (puente de Wheatstone) para medir resistencias eléctricas. Su principal contribución a la electricidad es la cuantificación de la generación de calor producido por una corriente eléctrica que atraviesa una resistencia. presentada por su empresa en 1879. con lo que el papel de Wheatstone fue la mejora y popularización. Dentro de sus muchos inventos y descubrimientos eléctricos se destacan la dinamo y el uso de la gutapercha. patentó en 1837 el primer telégrafo eléctrico británico. un telégrafo automático y un péndulo electromagnético. Charles Wheatstone inventó también un instrumento óptico para la fotografía en tres dimensiones (estereoscopio). previamente llamada mho. a partir de 1843. Wheatstone fue un autodidacta que llegó a convertirse en profesor de filosofía experimental de la Universidad de Londres.29 Véase también: Charles Wheatstone [editar] James Prescott Joule: relaciones entre electricidad. También descubrió la equivalencia entre el trabajo mecánico y la cantidad de calor (cuya unidad . castellanizado a Julio. es la unidad del Sistema Internacional para la energía y el trabajo mecánico. El Joule (símbolo J). Kirchhoff también estudio el espectro solar y realizó importantes investigaciones sobre la transferencia de calor. la espectroscopía y la emisión de radiación de cuerpo negro. fue de los primeros en desarrollar las bases teóricas y experimentales de la espectroscopia. Aunque ambas se denominan Leyes de Kirchhoff. Estas leyes permiten calcular la distribución de corrientes y tensiones en las redes eléctricas con derivaciones y establecen lo siguiente: 1ª) La suma algebraica de las intensidades que concurren en un punto es igual a cero. junto con el científico alemán Hermann von Helmholtz. la óptica. es igual a la suma algebraica de las fuerzas electromotrices en ella existentes. la teoría de placas. Joule descubrió que la temperatura de un gas desciende cuando se expande sin realizar trabajo. Kirchhoff propuso el nombre de radiación de cuerpo negro en 1862. que se conoce como efecto Joule-Thomson. demostró que la electricidad es una forma de energía y que los circuitos eléctricos cumplen la ley de la conservación de la energía. es el principio constructivo de los refrigeradores.30 Véase también: James Prescott Joule [editar] Gustav Robert Kirchhoff: leyes de Kirchhoff (1845) Gustav Robert Kirchhoff Artículo principal: Leyes de Kirchhoff Las principales contribuciones a la ciencia del físico alemán Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887). Alrededor de 1841. 2ª) La suma algebraica de los productos parciales de intensidad por resistencia. cable flexible (1858) William Thomson (Lord Kelvin) Artículo principal: Efecto Thomson . Se define como el trabajo realizado por una fuerza de 1 Newton cuando se desplaza paralelamente a sí misma en un 1 metro. probablemente esta denominación es más común en el caso de las Leyes de Kirchhoff de la ingeniería eléctrica.histórica es la caloría). estuvieron en el campo de los circuitos eléctricos.31 Véase también: Gustav Robert Kirchhoff [editar] William Thomson (Lord Kelvin): relación entre los efectos Seebeck y Peltier (1851). Es responsable de dos conjuntos de leyes fundamentales en la teoría clásica de circuitos eléctricos y en la emisión térmica. cuando la intensidad de corriente es constante. Este fenómeno. desarrollando el espectroscopio moderno para el análisis químico. el físico William Thomson (conocido posteriormente como lord Kelvin). Junto con su compatriota. Junto con los químicos alemanes Robert Wilhelm Bunsen y Joseph von Fraunhofer. En 1860 Kirchhoff y Bunsen descubrieron el cesio y el rubidio mediante la espectroscopia. en una malla. 32 Véase también: Lord Kelvin [editar] Heinrich Daniel Ruhmkorff: la bobina de Ruhmkorff genera chispas de alto voltaje (1851) El físico alemán Heinrich Daniel Ruhmkorff o Rühmkorff (1803-1877) se dedicó principalmente a la construcción de aparatos e instrumentos eléctricos de gran calidad y precisión. También descubrió en 1851 el llamado efecto Thomson. Es especialmente famoso por haber desarrollado la escala de temperatura Kelvin. En 1858 inventó el cable flexible. En 1851 definió la Segunda Ley de la Termodinámica. Recibió el título de barón Kelvin en honor a los logros alcanzados a lo largo de su carrera. De invención anterior a la de los transformadores de corriente alterna. el análisis teórico sobre transmisión por cable. es un verdadero transformador polimorfo y elevador en el que se obtiene. Ideó en 1851 la bobina de inducción o bobina de Ruhmkorff.El matemático inglés William Thomson (Lord Kelvin) (1824-1907). Recíprocamente. Estas bobinas fueron las precursoras de las que se instalan en los automóviles para elevar la tensión en la bujía de los motores de gasolina para realizar el encendido de la mezcla de combustible. Las elevadas diferentes de potencial producidas podían ser aplicadas sobre los extremos de un tubo de Crookes para provocar la emisión de unos rayos que. popular instrumento del siglo XIX. El Kelvin es la unidad de medida de temperatura absoluta. una corriente eléctrica es generada por el material sometido a un gradiente térmico y recorrido por un flujo de calor.33 Véase también: Heinrich Daniel Ruhmkorff [editar] Léon Foucault: corrientes de Foucault (1851) Artículo principal: Corriente de Foucault Jean Bernard Léon Foucault El físico francés Léon Foucault (1819-1868) inventó el giroscopio. fueron denominados rayos X y que empezaron a ser empleados para realizar fotografías a través de los cuerpos opacos. realizó muchos trabajos de investigación física. Kelvin destacó por sus importantes trabajos en el campo de la termodinámica y la electrónica gracias a sus profundos conocimientos de análisis matemático. a partir de una corriente primaria continua y de poca fuerza electromotriz suministrada por una pila o batería. En septiembre de . se dedicó al estudio del electromagnetismo y descubrió las corrientes que llevan su nombre. que hizo posible el desarrollo del cable transatlántico. En el campo de la electricidad. por su carácter desconocido. por ejemplo. Así. otra de alta tensión y alterna. La diferencia fundamental entre los efectos Seebeck y Peltier con respecto al efecto Thomson es que éste último existe para un solo material y no necesita la existencia de una soldadura. por el que logró demostrar que el efecto Seebeck y el efecto Peltier están relacionados. demostró la rotación de la tierra mediante un péndulo que creó al efecto y midió la velocidad de la luz mediante espejos giratorios. Es uno de los científicos que más hizo por llevar a la física a su forma moderna. un material sometido a un gradiente térmico y recorrido por una intensidad intercambia calor con el medio exterior. 34 Véase también: Jean Bernard Léon Foucault [editar] Zénobe-Théophile Gramme: la primera dinamo (1870) Artículo principal: Dinamo Estatua de Zenobe Gramme en París El científico belga Zénobe-Théophile Gramme (1826-1901) construyó la primera máquina de corriente continua denominada dinamo que fue un punto de partida de la nueva industria eléctrica. La corriente inducida en esta bobina giratoria. La dinamo fue el primer generador eléctrico apto para uso industrial. describió el comportamiento electroquímico del cromo y registró la velocidad de emigración de los iones sometidos a la acción de la corriente eléctrica. constituido por unos electrodos denominados delgas.35 Véase también: Zénobe Gramme [editar] Johann Wilhelm Hittorf: el primer tubo de rayos catódicos (1872) Artículo principal: Tubo de Crookes Johann Wilhelm Hittorf El catedrático de física y química alemán Johann Wilhelm Hittorf (1824-1914) contribuyó poderosamente al desarrollo de la electroquímica con innumerables inventos. Estudió también las variaciones del espectro al variar la atmósfera. Por uno de sus trabajos (tubo de Hittorf. en principio alterna es transformada en continua mediante la acción de un conmutador giratorio. que operaban en París en torno a 1870. denominado colector. Estudió la alotropía del selenio y del fósforo. Es autor de Über die Wanderung der Ionen während der Elektrolyse. Determinó la íntima dependencia entre la conductividad eléctrica y la acción química y la división de las sales complejas por la vía de la corriente. La corriente generada es producida cuando el campo magnético creado por un imán o un electroimán fijo (inductor) atraviesa una bobina rotatoria (inducido) colocada en su seno.36 Véase también: Johann Wilhelm Hittorf .1855 descubrió que la fuerza requerida para la rotación de un disco de cobre aumenta cuando se lo hace rotar entre los polos de un imán. De aquí es conducida al exterior mediante otros contactos fijos llamados escobillas que hacen contacto por frotamiento con las delgas del colector. solidario con el inducido. Zénobe Gramme perfeccionó los inventos de dinamos que existían y reinventó el diseño al proyectar los primeros generadores comerciales a gran escala. Su diseño se conoce como la dinamo de Gramme. Una dinamo es una máquina destinada a la transformación de energía mecánica en eléctrica mediante el fenómeno de la inducción electromagnética. 1872) es considerado precursor del tubo de Crookes con el que William Crookes dedujo la existencia de los rayos catódicos (1878). Al mismo tiempo el disco comienza a calentarse por las corrientes (llamadas "de Foucault") inducidas en el metal. También se dedicó a la investigación de la visión de los colores y los principios de la termodinámica. La teoría de Maxwell obtuvo su comprobación definitiva cuando Heinrich Rudolf Hertz obtuvo en 1888 las ondas electromagnéticas de radio. 1876) y Theory of Heat (Teoría del calor. los técnicos o inventores adquirieron un sentimiento de superioridad. Su obra más importante es el Treatise on Electricity and Magnetism (Tratado de electricidad y magnetismo. Sus investigaciones posibilitaron la invención del telégrafo sin cables y la radio.38 Aunque para todo ello el conocimiento científico de la electricidad y el magnetismo había sido imprescindible. 1877). que en su práctica tecnológica no la necesitaban. el maxwell. También demostró que la naturaleza de los fenómenos luminosos y electromagnéticos era la misma y que ambos se propagan a la velocidad de la luz. e incluso de reticencia hacia los científicos puros. formulando la relación matemática entre los campos eléctricos y magnéticos por medio de cuatro ecuaciones diferenciales (llamadas hoy "las ecuaciones de Maxwell") que relacionan el campo eléctrico y el magnético para una distribución espacial de cargas y corrientes. Esto no pudo mantenerse a partir de la demostración experimental de la radiación electromagnética (Heinrich Hertz. También escribió: Matter and motion (Materia y movimiento.37 Véase también: James Clerk Maxwell [editar] Finales del siglo XIX: el tiempo de los ingenieros Los años centrales del siglo XIX habían presenciado extraordinarios avances en la aplicación de la electricidad a las comunicaciones y en 1881 se organizó en París una Exposición Internacional de Electricidad y un Congrès international des électriciens (Congreso internacional de electricistas). en el que publicó sus famosas ecuaciones. permitiendo una movilidad en el espacio que se convirtió en movilidad social: el ascensor eléctrico y el tranvía eléctrico (ambas . 1873).15 Dos invenciones que aplicaban el motor eléctrico a la tracción de vehículos revolucionaron particularmente la vida urbana. como la corriente alterna. La unidad de flujo magnético en el sistema cegesimal. 1888). Formuló teóricamente que los anillos de Saturno estaban formados por materia disgregada. recibe este nombre en su honor. y en la década de los noventa las nuevas generaciones de ingenieros incorporaron con mayor confianza las aportaciones teóricas y estuvieron mejor preparados para las nuevas tecnologías eléctricas que aplicaban los efectos del campo electromagnético. Maxwell amplió las investigaciones que Michael Faraday había realizado sobre los campos electromagnéticos. Incluso la teoría de Maxwell era ignorada por la mayoría de los ingenieros eléctricos.[editar] James Clerk Maxwell: las cuatro ecuaciones de Maxwell (1875) Artículo principal: Ecuaciones de Maxwell James Clerk Maxwell en su juventud El físico y matemático escocés James Clerk Maxwell (1831-1879) es conocido principalmente por haber desarrollado un conjunto de ecuaciones que expresan las leyes fundamentales de la electricidad y el magnetismo así como por la estadística de Maxwell-Boltzmann en la teoría cinética de gases. 1880). posteriormente AT&T). con nítidas diferencias entre barrios de ricos y pobres. y desarrolló el primer cilindro de cera para grabar (1886). y a quien suele reconocerse actualmente la prelación en el invento. 1913. científico. Hasta entonces era habitual que pobres y ricos compartieran la misma casa en los ensanches burgueses (unos en la planta principal y otros en las buhardillas). inventor y logopeda (1847-1922). 1919). Menlo Park y comercialización Thomas Alva Edison Artículo principal: Lámpara incandescente El inventor norteamericano Thomas Alva Edison (1847-1931) ha sido considerado como el mayor inventor de todos los tiempos. su intervención es más bien el perfeccionamiento de modelos . El urbanismo del siglo XX permitió el crecimiento de megaciudades. Participó en la fundación de la National Geographic Society y de la revista Science. [editar] Alexander Graham Bell: el teléfono (1876) Alexander Graham Bell Artículo principal: Teléfono El escocés-estadounidense Alexander Graham Bell. Boston. subte de Buenos Aires. junto con sus socios. con alturas que no solían superar las cinco o seis plantas. También fundó en la ciudad de Washington el Laboratorio Volta. se disputó con otros investigadores la invención del teléfono y consiguió la patente oficial en los Estados Unidos en 1876. 1886. Aunque se le atribuye la invención de la lámpara incandescente. El Metro de Londres. que funcionaba con locomotoras de vapor desde 1863. Bell contribuyó de un modo decisivo al desarrollo de las telecomunicaciones a través de su empresa comercial (Bell Telephone Company. Sprague). lo que sentó las bases del gramófono. La electrificación de los ferrocarriles fue posterior (véase sección Electrificación de los ferrocarriles). que entabló pleitos fallidos con Bell hasta su muerte. 1897.40 Véase también: Alexander Graham Bell [editar] Thomas Alva Edison: desarrollo de la lámpara incandescente (1879).39 Previamente habían sido desarrollados dispositivos similares por otros investigadores.con participación de Frank J. aplicó la tracción eléctrica para permitir líneas a más profundidad sin tantos requisitos de ventilación (llamadas deeplevel) desde 1890. 1877. donde. metro de Madrid. inventó un aparato que transmitía sonidos mediante rayos de luz (el fotófono. entre quienes destacó Antonio Meucci (1871). y el sistema se difundió por otras ciudades europeas y americanas (Budapest y Glasgow. y con desplazamientos horizontales kilométricos y de decenas de plantas en vertical (los rascacielos). Un sistema de corrientes trifásicas es el conjunto de tres corrientes alternas monofásicas de igual frecuencia y amplitud (y por consiguiente. También trabajó en muchas áreas del electromagnetismo y la electrostática. un sistema generador de electricidad. produjo en 1913 la primera película sonora. etc.7 lúmenes por vatio. su uso de la corriente continua se vio desplazado por el sistema de corriente alterna desarrollado por Nikola Tesla y George Westinghouse. Gracias a ello llegó a registrar 1093 patentes de inventos desarrollados por él y sus ayudantes. con mucho éxito. que había sido inventado recientemente por Alexander Graham Bell). en la Primera Exposición de Electricidad de París (1881) como una instalación completa de iluminación eléctrica de corriente continua. El 21 de octubre de 1879 consiguió que su primera bombilla luciera durante 48 horas ininterrumpidas.41 Véase también: Thomas Alva Edison [editar] John Hopkinson: el sistema trifásico (1882) Artículo principal: Corriente trifásica El ingeniero y físico inglés John Hopkinson (1849-1898) contribuyó al desarrollo de la electricidad con el descubrimiento del sistema trifásico para la generación y distribución de la corriente eléctrica. unas máquinas que hacían posible la transmisión simultánea de diversos mensajes telegráficos por una misma línea (lo que aumentó enormemente la utilidad de las líneas telegráficas existentes). Aunque ni él ni los científicos de su época le dieron importancia. Al sincronizar el fonógrafo con el kinetoscopio. uno de los primeros ferrocarriles eléctricos. En 1882 desarrolló e instaló la primera gran central eléctrica del mundo en Nueva York. inventos cuyo desarrollo y mejora posterior han marcado profundamente la evolución de la sociedad moderna. que consistía en el paso de electricidad desde un filamento a una placa metálica dentro de un globo de lámpara incandescente. patentado en 1883. sino de bambú carbonizado. el emisor telefónico de carbón (muy importante para el desarrollo del teléfono. había fabricado lámparas funcionales tres décadas antes). En 1880 se asoció con el empresario J. valor eficaz) que presentan un desfase entre ellas de 120° (un tercio de ciclo). donde consiguió un eficaz trabajo en equipo de un gran número de colaboradores. tras muchos intentos. sistema que inmediatamente fue adoptado tanto en Europa como en Estados Unidos. sistema que patentó en 1882. relojero alemán.anteriores (Heinrich Göbel. Cada una de las corrientes monofásicas que forman el sistema se designa con el nombre de fase. P. un filamento que alcanzaba la incandescencia sin fundirse: no era de metal. Morgan para fundar la General Electric. Edison logró. más tarde. un aparato para grabar sonidos y un proyector de películas (el kinetoscopio). Su visión comercial de la investigación científico-técnica le llevó a fundar el laboratorio de Menlo Park. De sus investigaciones estableció que "el flujo de inducción magnética es directamente proporcional a la fuerza magnetomotriz e inversamente proporcional a la reluctancia". expresión muy parecida a la establecida en la Ley de Ohm para la . En el ámbito científico descubrió el efecto Edison. Sin embargo. con 1. La primera lámpara incandescente con un filamento de algodón carbonizado construida por Edison fue presentada. entre ellos: el fonógrafo. este efecto sería uno de los fundamentos de la válvula de la radio y de la electrónica. que contó en los primeros años con la decisiva colaboración de Tesla. sistema de señales ferroviarias. Westinghouse compró al científico croata Nikola Tesla su patente para la producción y transporte de corriente alterna. Posteriormente perfeccionó el transformador.43 Véase también: John Hopkinson [editar] Heinrich Rudolf Hertz: demostración de las ecuaciones de Maxwell y la teoría electromagnética de la luz (1887) Heinrich Rudolf Hertz Artículo principal: Efecto fotoeléctrico El físico alemán Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894) demostró la existencia de las ondas electromagnéticas predichas por las ecuaciones de Maxwell. En 1886 fundó la compañía eléctrica Westinghouse Electric & Manufacturing Company. con quien logró desarrollar la tecnología necesaria . en los que se fundamentan la radio y la telegrafía sin hilos. Hizo numerosos experimentos sobre su modo y velocidad de propagación (hoy conocida como velocidad de la luz). mejorando su eficiencia. aguja de cruce). La unidad de medida de la frecuencia fue llamada Hertz (símbolo Hz) en su honor. En ese empeño tecnológico y comercial hubo de vencer la oposición del popular inventor Thomas Alva Edison. castellanizada como Hercio. siendo el principal responsable de la adopción de la corriente alterna para el suministro de energía eléctrica en Estados Unidos. desarrolló un alternador y adaptó para su utilización práctica el motor de corriente alterna inventado por Tesla.electricidad. Profundizó en los problemas de la teoría electromagnética.44 Véase también: Heinrich Rudolf Hertz [editar] George Westinghouse: el suministro de corriente alterna (1886) Artículo principal: Corriente alterna George Westinghouse El inventor e industrial norteamericano George Westinghouse (1846-1914) se interesó inicialmente por los ferrocarriles (freno automático de aire. que basaba sus investigaciones y expansión comercial en la corriente continua y llegaría a sugerir la invención de la silla eléctrica de corriente alterna como estrategia en esa competencia. así como al estudio de los condensadores. que él mismo descubrió. Fue el primer investigador que creó dispositivos que emitían ondas radioeléctricas y también dispositivos que permitía detectarlas. que impulsó y desarrolló. En 1883 dio a conocer el principio de los motores síncronos. Posteriormente dedicó sus investigaciones hacia la electricidad. En 1887 descubrió el efecto fotoeléctrico. propuestos por James Clerk Maxwell. y que se conoce con el nombre de Ley de Hopkinson42 También se dedicó al estudio de los sistemas de iluminación. bobina de Tesla y Máquina eléctrica El ingeniero e inventor de origen croata Nikola Tesla (1856-1943) emigró en 1884 a los Estados Unidos. También inventó la lámpara de . La unidad de inducción magnética del sistema MKS recibe el nombre de Tesla en su honor. la bobina de Tesla (1884-1891) y el radiotransmisor (1893) Estatua de Nikola Tesla en las cataratas del Niágara Artículos principales: Ingeniería electromecánica. construyendo el primer radiotransmisor (adelantándose a Guglielmo Marconi). Los derechos de estos inventos le fueron comprados por George Westinghouse. Westinghouse también desarrolló un sistema para transportar gas natural. Ese mismo año en Chicago hizo una exhibición pública de la corriente alterna. En 1893 consigue transmitir energía electromagnética sin cables. muchas de ellas de maquinaria de corriente alterna. utilizada en el campo de las comunicaciones por radio. Es reconocido como uno de los investigadores más destacados en el campo de la energía eléctrica. Dos años más tarde los generadores de corriente alterna de Tesla se instalaron en la central experimental de energía eléctrica de las cataratas del Niágara. demostrando su superioridad sobre la corriente continua de Edison. donde concibe el sistema polifásico para transmitir la electricidad a largas distancias. El Gobierno de Estados Unidos lo consideró una amenaza por sus opiniones pacifistas y sufrió el maltrato de otros investigadores mejor reconocidos como Marconi o Edison. que mostró el sistema de generación y transmisión por primera vez en la World's Columbian Exposition de Chicago de 1893.46 Desarrolló la teoría de campos rotantes. y a lo largo de su vida obtuvo más de 400 patentes. base de los generadores y motores polifásicos de corriente alterna.47 Véase también: Nikola Tesla [editar] Charles Proteus Steinmetz: la histéresis magnética (1892) Charles Proteus Steinmetz Artículo principal: Histéresis magnética El ingeniero e inventor de origen alemán Charles Proteus Steinmetz (1865-1923) es conocido principalmente por sus investigaciones sobre la corriente alterna y por el desarrollo del sistema trifásico de corrientes alternas.45 Véanse también: George Westinghouse y Guerra de las corrientes [editar] Nikola Tesla: desarrollo de máquinas eléctricas.para desarrollar un sistema de suministro de corriente alterna. Entre los muchos inventos de Tesla se encuentran los circuitos resonantes de condensador más inductancia. los generadores de alta frecuencia y la llamada bobina de Tesla. En 1887 logra construir el motor de inducción de corriente alterna y trabaja en los laboratorios Westinghouse. Sus trabajos contribuyeron en gran medida al impulso y utilización de la electricidad como fuente de energía en la industria. También desarrolló en 1894 un sistema para aumentar en gran medida el alcance de las comunicaciones telefónicas a . En 1902 fue designado profesor de la Universidad de Schenectady. El premio se concedió oficialmente: "en reconocimiento de los extraordinarios servicios que ha brindado para el descubrimiento de los notables rayos que llevan su nombre. Röntgen no quiso que los rayos llevaran su nombre aunque en Alemania el procedimiento de la radiografía se llama "röntgen" debido al hecho de que los verbos alemanes tienen la desinencia "en". establecida en 1928: Roentgen (unidad). Utilizando un tubo de Crookes. En su honor recibe su nombre la unidad de medida de la exposición a la radiación. Trabajó para la empresa General Electric. fue quien produjo en 1895 la primera radiación electromagnética en las longitudes de onda correspondientes a los actualmente llamados Rayos X.arco con electrodo metálico. donde permaneció hasta su muerte. que solamente requería una exposición de una fracción de segundo en lugar de una hora o más que se empleaba anteriormente. Es uno de los puntos culminantes de la medicina de finales del siglo XIX.48 Véase también: Charles Proteus Steinmetz [editar] Wilhelm Conrad Röntgen: los rayos X (1895) Wilhelm Conrad Röntgen Artículo principal: Rayos X El físico alemán Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923). Los rayos X se comienzan a aplicar en todos los campos de la medicina entre ellos el urológico. Entre sus numerosos inventos destaca la pantalla fluorescente que facilitaba la exploración y registro de las imágenes radiológicas obtenidas con los rayos X. Gracias a su descubrimiento fue galardonado con el primer Premio Nobel de Física en 1901." Sin embargo. y siguieron dándose desarrollos posteriores en el siglo XX y hasta nuestros días (Véase la sección Electromedicina). sobre el cual se basaron numerosos diagnósticos de entidades nosológicas. Nueva York. hasta ese momento difíciles de diagnosticar.49 Véase también: Wilhelm Conrad Röntgen [editar] Michael Idvorsky Pupin: la bobina de Pupin (1894) y las imágenes de rayos X (1896) Michael Pupin Artículos principales: Bobina de Pupin y Radiografía El físico y electrotécnico serbio Michael Idvorsky Pupin (1854-1935) desarrolló en 1896 un procedimiento para obtener la fotografía rápida de una imagen obtenida mediante rayos X. Posteriormente otros investigadores utilizaron la radiología para el diagnóstico de la enfermedad litiásica. 50 Véase también: Michael Pupin [editar] Joseph John Thomson: los rayos catódicos (1897) Artículo principal: Electrón Joseph John Thomson El físico inglés Joseph John Thomson (1856-1940) descubrió que los rayos catódicos podían desviarse aplicando un campo magnético perpendicular a su dirección de propagación y calculó las leyes de dicha desviación. Así descubrió que el neón tiene dos isótopos (el neón-20 y el neón-22). También examinó los rayos positivos y. Todos estos trabajos sirvieron a Thomson para proponer una estructura del átomo. obtuvo la relación entre la carga y la masa del electrón. aunque ya existían películas no era posible proyectarlas en una sala cinematográfica. Demostró que estos rayos estaban constituidos por partículas atómicas de carga negativa que llamó corpúsculos y hoy en día conocemos como electrones. en 1912. El cine fue oficialmente inaugurado con la primera . Esta fue la primera identificación de partículas subatómicas. Jenkins.través de líneas de hilo de cobre. Entre los pioneros se encuentran los alemanes Max y Emil Skladanowski. Entre 1890 y 1895. son numerosas las patentes que se registran con el fin de ofrecer al público las primeras "tomas de vistas" animadas. Posteriormente. mediante la inserción a intervalos regulares a lo largo de la línea de transmisión de unas denominadas bobinas de carga. Thomson también estudió y experimentó sobre las propiedades eléctricas de los gases y la conducción eléctrica a través de los mismos. los estadounidenses Charles F. ya que suponía que las partículas positivas estaban mezcladas homogéneamente con las negativas. y fue justamente por esa investigación que recibió el Premio Nobel de Física en 1906. descubrió la manera de utilizarlos para separar átomos de diferente masa. Sin embargo. Thomas Armat y Thomas Alva Edison (kinetoscopio). Estas bobinas reciben en su honor el nombre de bobina de Pupin y el método también se denomina pupinización. con las grandes consecuencias que esto tuvo en el consiguiente desarrollo de la ciencia y de la técnica.51 Véase también: Joseph John Thomson [editar] Hermanos Lumière: el inicio del cine (1895) Artículo principal: Historia del cine Los Hermanos Lumière A finales del siglo XIX varios inventores estuvieron trabajando en varios sistemas que tenían un objetivo común: el visionado y proyección de imágenes en movimiento. El objetivo se consiguió desviando los rayos positivos con campos electromagnéticos (espectrometría de masa). y los franceses hermanos Lumière (cinematógrafo). midiendo la desviación en campos magnéticos. Demostró que la nueva partícula que había descubierto era aproximadamente mil veces más ligera que el hidrógeno. que más tarde se demostró incorrecta. uno con carga positiva y otra con carga negativa. inicialmente obtenido a partir de una banda lateral de opacidad variable detectada por una celda fotoeléctrica (la banda sonora). En cuanto a la motorización eléctrica del funcionamiento de la cámara y del proyector se hizo ineludible con el tiempo. A partir de entonces surgió el concepto de medio audiovisual. la primera proyección la ofreció un enviado de los Lumière a Madrid. Más trascendente aún ha sido la evolución conjunta de cine y sociedad. En 1899 logró establecer comunicación telegráfica sin hilos a través del canal de la Mancha entre Inglaterra y Francia. que dio origen a la radio actual. y en 1903 a través del océano Atlántico entre Cornualles.52 Véase también: Hermanos Lumière [editar] Guglielmo Marconi: la telegrafía inalámbrica (1899) Guglielmo Marconi Artículo principal: Historia de la radio El ingeniero y físico italiano Guglielmo Marconi (1874-1937). en cuya inauguración cruzaron mensajes de salutación el presidente Theodore Roosevelt y el rey Eduardo VIII de Inglaterra. es conocido.exhibición pública. en París. 1927). como el inventor del primer sistema práctico de señales telegráficas sin hilos. incluyendo las convenciones del género y los géneros cinematográficos. Edison fue el máximo impulsor del cine. En España. siendo la primera película El cantante de jazz. el 15 de mayo de 1896. En Estados Unidos. La tecnología del cine ha evolucionado mucho hasta el cine digital del siglo XXI y simultáneamente ha evolucionado el lenguaje cinematográfico. Pero usar una llama junto al celuloide (que era empleado como soporte para las películas. el 28 de diciembre de 1895. lo que implicaba también a las tecnologías del registro y reproducción del sonido. sobre todo tras el paso al cine sonoro (primera proyección experimental en París. cinematografías nacionales. Estas lámparas de xenón llevan en su interior dos electrodos entre los que salta el arco voltaico que produce la luz. y Saint John's en Terranova. porque los movimientos mecánicos se producían manualmente (lo que producía problemas de variación de la velocidad. 1923. La conexión del nuevo invento con la electricidad no fue inmediata. En 1904 llegó a un acuerdo con el Servicio de Correos británico para la transmisión comercial de mensajes por radio. principalmente. En la actualidad se realiza el paso de la corriente continua a través de dos conductores. consolidando una industria en la que deseaba ser el protagonista indiscutible al considerarse como el único inventor y propietario del nuevo espectáculo. Canadá. y el surgimiento de distintos movimientos cinematográficos. Al extenderse las redes eléctricas se empleó el arco eléctrico incandescente. normalmente xenón. pero también era utilizado como parte de los efectos especiales). Las marinas italiana y . mientras que la luz de las primeras linternas provenía de una llama generada por la combustión de éter y oxígeno. encerrados en una cápsula de gas. En 1903 estableció en los Estados Unidos la estación WCC. etc. Inicialmente se usaban dos electrodos de carbón alimentados con una corriente continua. por lo que se buscaron sustitutos a la fuente luminosa. y que es muy inflamable) constituía una fuente constante de graves peligros para proyeccionistas y espectadores. 1900. y de un modo eficaz en Nueva York. es decir. el Premio Nóbel de Física por su trabajo. no era apta para uso doméstico. a partir de la década de 1910. En 1903 fabricó un modelo mejorado que emitía una luz de mejor calidad y que encontró mayor utilidad en el mercado. a pesar de ser ocho veces menos eficientes que esta. como en medicina. hacia el año 1943. fue el primero que fabricó una bujía económicamente viable que. supuso una dura competencia para la lámpara de Hewitt. las radiaciones visibles producidas por una corriente eléctrica que pasa a través de un tubo de cristal relleno de gas. En la década de 1890 trabajó sobre las experimentaciones realizadas por los alemanes Julius Plücker y Heinrich Geissler sobre el fenómeno fluorescente. junto con el físico alemán Karl Ferdinand Braun. Una bujía es el elemento donde se produce una chispa . pero encontró aplicación en otros campos de la industria. tal y como fue reconocido por la alta corte de los Estados Unidos.británica pronto adoptaron su sistema y hacia 1907 había alcanzado tal perfeccionamiento que se estableció un servicio trasatlántico de telegrafía sin hilos para uso público. hizo posible el desarrollo de los motores de combustión interna de ciclo Otto con velocidades de giro de varios miles de revoluciones por minuto y potencias específicas. por este método.53 Véase también: Guglielmo Marconi [editar] Peter Cooper Hewitt: la lámpara de vapor de mercurio (19011912) Artículo principal: Lámpara de vapor de mercurio El ingeniero eléctrico e inventor estadounidense Peter Cooper Hewitt (1861-1921) se hizo célebre por la introducción de la lámpara de vapor de mercurio. Aunque se le atribuyó la invención de la radio. También inventó la antena Marconi. En 1901 inventó el primer modelo de lámpara de mercurio (aunque no registró la patente hasta 1912). En 1909 Marconi recibió.54 Véanse también: Peter Cooper Hewitt y Temperatura de color [editar] Gottlob Honold: la magneto de alta tensión. uno de los más importantes avances en iluminación eléctrica. Para la telegrafía fue un gran impulso el poder usar el código Morse sin necesidad de cables conductores. ya que. La luz obtenida. seis meses después de la muerte de Tesla. poseían una luminosidad mucho más atractiva. El desarrollo de las lámparas incandescentes de filamento de tungsteno. en la esterilización de agua potable y en el revelado de películas. la bujía (1902) y los faros parabólicos (1913) Gottlob Honold Artículos principales: Magneto y Bujía El ingeniero alemán Gottlob Honold (1876-1923). y lo encontró en el mercurio. que trabajaba en la empresa Robert Bosch. conectada a una magneto de alta tensión. ésta fue posible gracias a una de las patentes de Nikola Tesla. Los esfuerzos de Hewitt se encaminaron a hallar el gas que resultase más apropiado para la producción de luz. los primeros faros apenas alumbraban y servían poco más que como sistema de señalización. En 1911 se prueba experimentalmente el modelo atómico de Ernest Rutherford (núcleo con masa y carga positiva y corona de carga negativa). La bujía tiene dos funciones primarias: producir la ignición de la mezcla de aire y combustible y disipar parte del calor de la cámara de combustión hacia el bloque motor por conducción térmica. en el año 1898). Más tarde Robert Andrews Millikan pasó diez años experimentando para demostrar que la teoría de Einstein no era correcta pero terminó demostrando que sí lo era.º 609. Honold concibió la idea de colocar espejos parabólicos detrás de las lámparas para concentrar el haz luminoso. casi al mismo tiempo que Frederik Richard Simms (GB 24859/1898.provocando el encendido de la mezcla de combustible y aire en los cilindros de un motor de ciclo Otto. Las bujías se clasifican por lo que se conoce como rango térmico en función de su conductancia térmica. de alta tensión y podía realizar un mayor número de chispas por minuto. Una cantidad suficiente de voltaje se debe de proveer al sistema de ignición para que pueda generar la chispa a través de la calibración de la bujía. razón por la que Daimler. un modelo de estudio de la radiación electromagnética que tendrá importantes aplicaciones en astronomía y cosmología. No obstante. carecía de explicación teórica y parecía ser incompatible con las concepciones de la física clásica.250 en el que se diseña un sistema temporizado de ignición repetida. Sin embargo.55 En 1913. aunque tal configuración había sido predicha en 1904 por el japonés Hantar Nagaoka.56 La llamada Gran Ciencia ligada a la investigación atómica necesitó superar retos tecnológicos cuantitativamente impresionantes. Eso permitió que tanto Einstein como Millikan recibiesen el premio Nobel en 1921 y 1923 respectivamente. En 1893 Wilhelm Weber logró combinar la formulación de Maxwell con las leyes de la termodinámica para tratar de explicar la emisividad del llamado cuerpo negro. Esa explicación teórica solo fue posible con la obra de Albert Einstein (entre los famosos artículos de 1905) quien basó su formulación de la fotoelectricidad en una extensión del trabajo sobre los cuantos de Max Planck. lo que mejoraba la iluminación del camino sin necesidad de usar un sistema eléctrico más potente. Honold participó en el desarrollo de los faros parabólicos. Karl Benz también inventó su propia versión de bujía. pues era necesario hacer chocar partículas con el núcleo atómico con cada vez mayor energía. Las bujías transmiten energía eléctrica que convierten al combustible en un sistema de energía. Véase también: Gottlob Honold [editar] Los cambios de paradigma del siglo XX El efecto fotoeléctrico ya había sido descubierto y descrito por Heinrich Hertz en 1887. Aunque se habían utilizado anteriormente algunos sistemas de alumbrado para la conducción nocturna. Las primeras patentes para la bujía datan de Nikola Tesla (Patente USPTO n. cuya contribución había pasado desapercibida. la bujía de Honold de 1902 era comercialmente viable. independientemente del origen . Esta fue una de las primeras carreras tecnológicas del siglo XX y que. 1898) y Robert Bosch (GB 26907/1898). inspirado por el noruego Rolf Wideröe. [editar] Hendrik Antoon Lorentz: Las transformaciones de Lorentz (1900) y el efecto Zeeman (1902) Lorentz con Einstein en 1921 Artículo principal: Efecto Zeeman El físico holandés Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928) realizó un gran número de investigaciones en los campos de la termodinámica. una explicación del experimento de Michelson y Morley sobre la constancia de la velocidad de la luz. En 1937 Robert van de Graaff construyó generadores de cinco metros de altura para generar corrientes de 5 millones de voltios. como son los casos de la holandesa Philips y la finlandesa Nokia. base de la . la Marconi Company (más puramente multinacional que italiana). Ernest Lawrence. confinadores magnéticos circulares. lo que lo llevó a descubrir lo que hoy en día se conoce con el nombre de efecto Zeeman. En 1932 John Cockcroft y Ernest Walton observaron la desintegración de átomos de litio con un multiplicador voltaico que alcanzaba los 125. la electricidad y la refracción de la luz. En 1928 Merle Tuve utilizó un transformador Tesla para alcanzar los tres millones de voltios. austrohúngaros. Nombró a Pieter Zeeman su asistente personal. posterior base del desarrollo de la teoría de la relatividad. el magnetismo. conocido como contracción de LorentzFitzGerald. la radiación. así como las particularidades de su carga eléctrica aún son una incógnita de la física de hoy en día. no al físico Carl Ferdinand Braun) o las japonesas Mitsubishi. franceses .57 Los quarks (bautizados así en 1963 y descubiertos sucesivamente en los años 1970 y hasta fechas tan próximas como 1996). italianos. fueron ganadas por el eficaz e inquietante complejo científico-técnico-productivo-militar de los Estados Unidos. más tardía. las que dejan invariantes las ecuaciones de Maxwell. Telefunken. Formuló. pero desarrollados. atribuyéndola a la contracción de los cuerpos en la dirección de su movimiento. Este efecto. sería luego expresado como las transformaciones de Lorentz. las alemanas AEG. estimulándolo a investigar el efecto de los campos magnéticos sobre las transiciones de spin. debe su nombre a Max Braun. belgas o británicos).nacional de las ideas o procesos puestos en práctica (muchos de ellos europeos: alemanes. construyó entre 1932 y 1940 sucesivos y cada vez mayores ciclotrones.000 voltios. Matsushita (Panasonic) Sanyo o Sony (éstas últimas posteriores a la segunda guerra mundial). conjuntamente con George Francis FitzGerald. el sector eléctrico y la electrónica de consumo tuvo presencia temprana y destacada en los procesos de concentración industrial. para averiguar la estructura de las partículas elementales a base de someterlas a choques a enormes velocidades. entre las que destaca el estudio de la expresión de las ecuaciones de Maxwell en sistemas inerciales y sus consecuencias sobre la propagación de las ondas electromagnéticas. Siemens AG y Braun (esta última. Incluso en países pequeños. como las norteamericanas General Electric (derivada de la compañía de Edison) y Westinghouse Electric (derivada de la de Westinghouse y Tesla). La industria eléctrica crece con la sociedad de consumo de masas y pasa a la fase del capitalismo monopolista de las grandes corporaciones multinacionales de tipo holding. donde proponía la idea de quanto de radiación (ahora llamados fotones) y mostraba cómo se podía utilizar este concepto para explicar el efecto fotoeléctrico. Por este descubrimiento y su explicación. Una explicación completa del efecto fotoeléctrico solamente pudo ser elaborada cuando la teoría cuántica estuvo más avanzada. También se utiliza en diodos fotosensibles tales como los que se utilizan en las células fotovoltaicas y en electroscopios o electrómetros. El resultado de sus investigaciones sobre la electricidad llegó en 1905 (fecha trascendental que se conmemoró en el Año mundial de la física 2005). Se aplica también para la fabricación de células utilizadas en los detectores de llama de las calderas de las grandes usinas termoeléctricas. Véase también: Albert Einstein [editar] Robert Andrews Millikan: El experimento de Millikan (1909) Artículo principal: Experimento de Millikan Robert Andrews Millikan . El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material cuando se le ilumina con radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta. el silicio. pero la explicación teórica no llegó hasta que Albert Einstein le aplicó una extensión del trabajo sobre los cuantos de Max Planck. Einstein exponía un punto de vista heurístico sobre la producción y transformación de luz. en general).tomografía por resonancia magnética nuclear. aparte de los derivados del cobre (ahora en menor uso). A Albert Einstein se le concedió el Premio Nobel de Física en 1921. que produce corrientes eléctricas mayores. En ellos explicaba el movimiento browniano. cuando escribió cuatro artículos fundamentales sobre la física de pequeña y gran escala. Lorentz compartió en 1902 el Premio Nobel de Física con Pieter Zeeman58 Véase también: Hendrik Antoon Lorentz [editar] Albert Einstein: El efecto fotoeléctrico (1905) Artículo principal: Efecto fotoeléctrico Albert Einstein Parque de las Ciencias de Granada Al alemán nacionalizado norteamericano Albert Einstein (1879 ± 1955) se le considera el científico más conocido e importante del siglo XX.59 El efecto fotoeléctrico es la base de la producción de energía eléctrica por radiación solar y de su aprovechamiento energético. En la actualidad (2008) los materiales fotosensibles más utilizados son. En el artículo dedicado a explicar el efecto fotoeléctrico. el efecto fotoeléctrico y desarrollaba la relatividad especial y la equivalencia entre masa y energía. Ya había sido descubierto y descrito por Heinrich Hertz en 1887. Entre sus otras aportaciones a la ciencia destacan su importante investigación sobre los rayos cósmicos. Convencionalmente. cuando lo que se esperaba era que disminuyera gradualmente. El electrón y el protón tienen la misma carga absoluta. en palabras del comité. Mediante su experimento de la gota de aceite. realizando importantes descubrimientos en el campo de la superconductividad eléctrica. J. Estudió en un principio la radioactividad de los minerales de uranio y la descarga en los gases. fenómeno que sucede cuando algunos materiales están a temperaturas cercanas al cero absoluto. la superconductividad como tal no se descubriría hasta 1911. Ya en el siglo XIX se llevaron a cabo diversos experimentos para medir la resistencia eléctrica a bajas temperaturas. Thomson. así como la determinación experimental de la constante de Planck. ya descubierta por J. La carga del electrón es la unidad básica de cantidad de electricidad y se considera la carga elemental porque todos los cuerpos cargados contienen un múltiplo entero de la misma.61 Véase también: Heike Kamerlingh Onnes [editar] Vladimir Zworykin: La televisión (1923) Artículos principales: Televisión e Historia de la televisión Diseño de la patente del iconoscopio de Vladimir Zworykin.602 × 10-19 coulomb. como él los denominó. Luego realizó investigaciones sobre radiaciones ultravioletas. Sin embargo. y sobre los rayos X.El físico estadounidense Robert Andrews Millikan (1868-1953) es conocido principalmente por haber medido la carga del electrón. determinó la carga del electrón: 1. midiendo la frecuencia de la luz y la energía de los electrones liberados en el efecto fotoeléctrico. también conocido como experimento de Millikan.60 Véase también: Robert Andrews Millikan [editar] Heike Kamerlingh Onnes: Superconductividad (1911) Heike Kamerlingh Onnes Artículo principal: Superconductividad El físico holandés Heike Kamerlingh Onnes (1853-1926) se dedicó principalmente al estudio de la física a bajas temperaturas. En 1913 fue galardonado con el Premio Nobel de Física por. la carga del protón se considera positiva y la del electrón negativa. "sus investigaciones en las características de la materia a bajas temperaturas que permitieron la producción del helio líquido". año en que Onnes observó que la resistencia eléctrica del mercurio desaparecía bruscamente al enfriarse a 4K (269 °C). pero de signos opuestos. . siendo James Dewar el primer pionero en este campo. En 1923 fue galardonado con el Premio Nobel de Física por sus trabajos para determinar el valor de carga del electrón y el efecto fotoeléctrico. Otro de sus inventos. Los trabajos de investigación de Zworykin y de su grupo de colaboradores no se limitaron sólo a la televisión. En 1935 desarrolló el sistema de radiodifusión de frecuencia modulada (FM) que. En la Westinghouse tuvo libertad para continuar con sus proyectos personales. Un gran número de aparatos electrónicos militares utilizados en la segunda guerra mundial son resultado directo de las investigaciones de Zworykin y de sus colaboradores. sus trabajos sobre la televisión. Emigró a Estados Unidos y empezó a trabajar en los laboratorios de la Westinghouse Electric and Manufacturing Company.62 Véase también: Vladimir Zworykin [editar] Edwin Howard Armstrong: Frecuencia modulada (FM) (1935) Artículo principal: Frecuencia modulada Edwin Howard Armstrong El ingeniero eléctrico estadounidense Edwin Howard Armstrong (1890-1954) fue uno de los inventores más prolíficos de la era de la radio.63 Véase también: Edwin Howard Armstrong [editar] Robert Watson-Watt: El radar (1935) Artículo principal: Radar . además de mejorar la calidad de sonido. Su actividad en este campo permitió el desarrollo de dispositivos tan importantes como los tubos de imágenes y multiplicadores secundarios de emisión de distintos tipos. disminuyó el efecto de las interferencias externas sobre las emisiones de radio. sobre todo los relacionados con la óptica. quien también participó en la invención del microscopio electrónico. no se empezó a emplear comercialmente hasta después de su muerte. un dispositivo que convertía imágenes ópticas en señales eléctricas. mejorando mucho la eficiencia de los circuitos empleados hasta el momento. abarcaron muchos otros aspectos de la electrónica. sino por la puesta a punto de un procedimiento que utilizara los tubos de rayos catódicos. En 1918 desarrolló el circuito superheterodino. En 1912 desarrolló el circuito regenerativo. especialmente sobre el iconoscopio (1923). En 1920 desarrolló el circuito super-regenerador. aunque de baja resolución. haciéndolo muy inferior al del sistema de amplitud modulada (AM). El sistema de frecuencia modulada (FM). fue el kinescopio que transformaba las señales eléctricas del iconoscopio en imágenes visibles. al desarrollar una serie de circuitos y sistemas fundamentales para el avance de este sistema de comunicaciones. Desde muy joven estaba persuadido de que la solución práctica de la televisión no sería aportada por un sistema mecánico. en Pittsburg. Muchas invenciones de Armstrong fueron reclamadas por otros en pleitos de patente. muy importante en las comunicaciones con dos canales. la electrónica y la óptica. que es hoy el más empleado en radio y televisión.El ingeniero ruso Vladimir Zworykin (1889-1982) dedicó su vida al desarrollo de la televisión. que posibilitó una televisión enteramente electrónica. que permitía la amplificación de las débiles señales de radio con poca distorsión. es decir. que dio un gran impulso a los receptores de amplitud modulada (AM). conoció este informe de manera accidental. Ya en 1932. y su publicidad o su mantenimiento en secreto (con fines estratégicos o económicos) constituyen un problema serio de control social (con principios democráticos o sin ellos). cada vez más interconectadas y retroalimentadas en lo que se denomina investigación y desarrollo (I+D) o incluso I+D+I (investigación. cuando aún era denominado RDF (Radio Direction Finding). con tantas implicaciones y a tan largo plazo que las decisiones que les afectan han de ser tomadas por instancias políticas y empresariales de alto nivel. Al científico y el inventor individual. Cuando Wilkins sugirió la posibilidad de utilizar el fenómeno de interferencia de ondas de radio para detectar aviones enemigos. que se quejaba por la interferencia. conversando con la gente de la Oficina Postal. algunos de estos logros encontraron aplicación a la vida cotidiana como retorno tecnológico de lo invertido en las áreas de investigación puntera. Su mayor impulsor fue el físico Robert Watson-Watt (18921973). Los programas de investigación se han hecho tan costosos. mientras que en el bloque soviético la planificación estatal privilegiaba la industria pesada. orientada al mercado.64 Véase también: Robert Watson-Watt [editar] La segunda mitad del siglo XX: Era Espacial o Edad de la Electricidad Artículo principal: Era espacial Después de la segunda guerra mundial. . físico ayudante de Watson-Watts. militar y civil. En la actualidad es una de las principales ayudas a la navegación con que cuenta el control de tráfico aéreo de todo tipo. lluvia y el paso de un aeroplano en la vecindad del laboratorio. el mundo bipolar enfrentado a la guerra fría entre los Estados Unidos y la Unión Soviética presenció la frenética carrera de armamentos y la carrera espacial que impulsó de modo extraordinario la competencia científica y tecnológica entre ambos países. la Oficina Postal Británica publicó un informe en el que sus científicos documentaron fenómenos naturales que afectaban la intensidad de la señal electromagnética recibida: tormentas eléctricas. Watson-Watt lo comisionó inmediatamente para trabajar en el cálculo de los aspectos cuantitativos.En la sociedad de consumo capitalista. El radar dio a la aviación británica una notable ventaja táctica sobre la alemana durante la Batalla de Inglaterra. ahora reemplazados en prestigio por el empresario schumpeteriano. desarrollo e innovación). además de contribuir con la fuga de cerebros a los espacios centrales. La reconstrucción de Europa Occidental y Japón permitió que en ambos espacios se pudiera continuar a la vanguardia de la ciencia y la tecnología. detección y medición de distancias por radio) fue creado en 1935 y desarrollado principalmente en Inglaterra durante la Segunda Guerra Mundial. Arnold Wilkins (1907-1985). director del Laboratorio de Investigación de Radio.Robert Watson-Watt El radar (acrónimo de radio detection and ranging. vientos. le sucedieron los equipos científicos vinculados a instituciones públicas o privadas. caso de algunos rubros de la industria ligera y los servicios (terciarización). y posteriormente en todo el mundo con el proceso de globalización. aunque la democracia electrónica sólo está esbozada) se transmiten instantáneamente. 7. sino incluso una sociedad postindustrial basada en parámetros completamente nuevos. ENIAC)65 utilizado por el Laboratorio de Investigación Balística del Ejército de los Estados Unidos fue construido en 1946 en la Universidad de Pensilvania por John Presper Eckert y John William Mauchly. Inmediatamente después de la guerra. por la denominada Revolución científico-técnica de la tercera revolución industrial. que revolucionaron la gestión de la información y toda la vida social.500 relés. lo que permitió a Marshall McLuhan hablar de la Edad de la Electricidad. tras su desarrollo en Estados Unidos. Consumía una potencia eléctrica suficiente para abastecer una pequeña ciudad. robótica. Entre los inventos que han contribuido a la base material de esa nueva forma de vida caben destacar: electrodomésticos. 70. que aún no se ha desarrollado plenamente) transformó radicalmente los procesos de trabajo industrial. El desarrollo de las telecomunicaciones e internet permite hablar de una sociedad de la información en la que. La automatización (en estadios más avanzados la robótica. ordenadores. electromedicina. Es posible hablar ya no de una sociedad industrial opuesta a la sociedad preindustrial. el Electronic Numerical Integrator And Computer (Computador e Integrador Numérico Electrónico. [editar] Ordenadores Artículo principal: Historia de la informática Véase también: Microprocesador ENIAC 1941 La primera computadora electrónica funcional de que se tiene noticia fue la alemana Z3 de Konrad Zuse. llegaron a tiempo de usarse en la fase final de la Segunda Guerra Mundial. económica y científica. refrigeración y congelación de alimentos.000 condensadores . 10. producir y distribuir). ocupaba una superficie de 167 m y operaba con un total de 17. que ha dado lugar al desarrollo de una numerosísima serie de inventos -dependientes de la electricidad y la electrónica en su diseño y funcionamiento. La británica Colossus (diseñada por Tommy Flowers en la Estación de Investigación de la Oficina Postal) y la estadounidense Harvard Mark I (construida por Howard H. Aiken en la Universidad de Harvard con subvención de IBM entre 1939 y 1943). electrónica digital. con avances de las tecnologías (especialmente la electrónica y la medicina) y las ciencias. redes sociales y redes ciudadanas) y políticas (como informarse y opinar.468 válvulas electrónicas o tubos de vacío. tuvo que esperar a los años cincuenta. satélites artificiales de comunicación. la primera en el descifrado de mensajes alemanes y la segunda para el cálculo de tablas de balística. en los países industrialmente más desarrollados las decisiones económicas (como consumir. primero en las clases medias de los países desarrollados. entre otras cosas. trenes eléctricos. construida en 1941 y destruida en los bombardeos aliados de 1943. energía nuclear. La utilización comercial de este tipo de aparatos.200 diodos de cristal.que transformaron la vida social. etc. sociales (como el establecimiento de todo tipo de relaciones personales.000 resistencias.La segunda mitad del siglo XX se caracterizó. 1. utilizaba 1. Era un diseño orientado hacia los usuarios de máquinas contables anteriores.y 5 millones de soldaduras. el IBM 650: 2000 unidades desde 1954 hasta 1962. y su programa o software.8 metros. y podía realizar tanto análisis numéricos como administración o procesamiento de archivos.66 en 1949. Su arquitectura de computación fue la que a partir de este modelo siguieron todos los ordenadores de IBM. La ENIAC podía resolver 5.000 interruptores. Pesaba 27 tn. fue lanzado en un paquete de 16 pines CERDIP en 1971. requería la operación manual de unos 6. Daría paso a la construcción de los ordenadores personales. incluyendo un dispositivo de entrada/salida de tarjetas perforadas en 1953.300 transistores. La tercera generación de este tipo de máquinas se inició con IBM 360. la primera en la historia en ser atacada con un virus informático. La UNIVAC I (UNIVersal Automatic Computer I. Dejó de estar en activo en 1961.500 conmutadores electromagnéticos y relés.9 m x 30 m.9 x 1. sino binaria y tuvo el primer programa diseñado para ser almacenado. Se desactivó en 1955. tardaba semanas de instalación manual. El Intel 4004 (i4004. IBM anunció en 1953 la primera producción a gran escala de una computadora. Fue una de las primeras computadoras comerciales que usó circuitos integrados. el 8008. Pesaba alrededor de 900 kg.5 x 0. para la transferencia de datos entre las tarjetas y las cintas magnéticas que empleaba alternativamente. El circuito 4004 fue construido con 2. y su unidad de alimentación unos 1350. medía 2. computadora automática universal I). Para facilitar la compatibilidad de ambos tipos de máquina se construyó un equipo de procesamiento de tarjetas fuera de línea. A los diseñadores anteriores se les había unido el gran matemático John von Neumann. de 1. Cada unidad estaba en un armario separado. así como el primero disponible comercialmente. con terminales conectadas a un servidor.4 m x 0.000 sumas y 360 multiplicaciones en 1 segundo.500 al mes. Comercializada a partir de 1964. también debida a J. como las tabuladoras electromecánicas (con tarjetas perforadas) o el modelo IBM 604. El sistema también hizo popular la computación remota. memoria adicional en un tambor magnético en 1954 y una unidad de aritmética de punto flotante en 1958.000 dólares. fue la primera computadora comercial y la primera diseñada desde el principio para su uso en administración y negocios. siendo el primer microprocesador en un simple chip. Costaba 500. Este diseño se convirtió en el estándar de arquitectura para la mayoría de las computadoras modernas y un hito en la historia de la informática. no era decimal. La EDVAC recibió varias actualizaciones. que contenía . El primer UNIVAC fue entregado a la Oficina de Censos de los Estados Unidos (United States Census Bureau) en 1951 y fue puesto en servicio ese mismo año. Le sustituyó en la misma institución la Electronic Discrete Variable Automatic Computer (EDVAC). pero podía alquilarse por 3. primero de Intel). Presper Eckert y John William Mauchly. el convertidor UNIVAC de tarjeta a cinta y el convertidor UNIVAC de cinta a tarjeta. A diferencia de la ENIAC. por medio de una línea telefónica. un CPU de 4 bits. y fue seguido el año siguiente por el primer microprocesador de 8 bits. fue la primera que usaba el término byte para referirse a 8 bits (con cuatro bytes creaba una palabra de 32-bits). cuando requería modificaciones. Competía directamente con las máquinas de tarjeta perforada hechas principalmente por IBM. usado en el Altair 880. y en 1970 se desarrolló el primer microprocesador (Intel 4004). sino en un estado sólido semiconductor (silicio). al gran desarrollo actual de la electrónica y la informática. empleándose comercialmente en todo tipo de aparatos electrónicos. El paso esencial lo dio el físico estadounidense Walter Houser Brattain (1902-1987). que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo microscópico de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente.300 transistores. Sustituto de la válvula termoiónica de tres electrodos o triodo. Con el tiempo las válvulas de vacío se fueron perfeccionando y mejorando.3. menores tensiones de alimentación y consumo de energía. Walter Houser Brattain compartió con Shockley y Bardeen en 1956 el Premio Nóbel de Física. se anunció por primera vez en 1948 pero no se terminó de fabricar hasta 1952. Por su trabajo con los semiconductores y por el descubrimiento del transistor. donde fue partícipe junto con John Bardeen (1908-1991) -incorporado en 1945. El transistor ha contribuido. Electrónica digital y Superconductividad Artículos principales: Transistor. etc. culminando así su desarrollo. dispositivo basado en el efecto Edison. como ninguna otra invención. conmutador o rectificador: el transistor.y William Bradford Shockley del invento de un pequeño dispositivo electrónico semiconductor que cumplía funciones de amplificador. incorporado en 1929 a los laboratorios Bell. mayor rendimiento energético. La palabra elegida para denominarlo es la contracción en inglés de transfer resistor ("resistencia de transferencia"). El CPU que comenzó la revolución del microcomputador. La primera aplicación de estos dispositivos se hizo en los audífonos. en 1949. El transistor no funciona en vacío como las válvulas. tras lograr construir un dispositivo con germanio el 4 de julio de 1951. integrados en una misma placa de silicio. [editar] Transistor. comenzó con el diodo de vacío inventado por John Ambrose Fleming en 1904. El transistor de unión bipolar apareció algo más tarde. En la actualidad este tipo de componente electrónico se compone de millones de transistores. y es el dispositivo utilizado actualmente para la mayoría de las aplicaciones electrónicas. que integraba seis transistores en un único chip. . tanto domésticos como industriales. En 1958 se desarrolló el primer circuito integrado. Circuito integrado y Superconductividad Detalle de un circuito integrado 1948 La electrónica. razón por la que no necesitan centenares de voltios de tensión para funcionar. conversión y distribución de la energía eléctrica. El microprocesador es un circuito integrado que contiene todos los elementos necesarios para conformar una "unidad central de procesamiento" (UCP o CPU: Central Process Unit). y el 4040. oscilador. Sus ventajas respecto a las válvulas son entre otras menor tamaño y fragilidad. el primer transistor de puntas de contacto funcionó en diciembre de 1947. procesado y distribución de información. apareciendo otros tipos y miniaturizándose. versión revisada del 4004.). sería el 8080.67 La construcción de circuitos electrónicos permitió resolver muchos problemas prácticos (control. las telecomunicaciones y la electrónica de potencia.69 Las aplicaciones de la superconductividad están todavía en las primeras fases de su desarrollo. Se llama energía nuclear a aquella que se obtiene al aprovechar las reacciones nucleares espontáneas o provocadas por el hombre.68 En 1951 Bardeen. Trabajó junto a Leon N. como el torio. Sin embargo. como parte del proyecto Manhattan dirigido por J. Estas reacciones se dan en algunos isótopos de ciertos elementos químicos. Robert Oppenheimer. nombrando asistente personal al físico Nick Holonyak. Cooper y John Robert Schrieffer para crear la teoría estándar de la superconductividad. circuitos digitales y filtros de radiofrecuencia y microondas para estaciones base de telefonía móvil. Esto hizo que él fuera el primer científico que ganó dos premios Nobel en la misma disciplina. la electromecánica. el estroncio o el polonio. o los magnetómetros más sensibles (uniones Josephson. primer reactor nuclear hecho por el hombre (existió un reactor natural en Oklo). la desaparición de la resistencia eléctrica en ciertos metales y aleaciones a temperaturas cercanas al cero absoluto. Schrieffer. el plutonio. Los dos sistemas con los que puede obtenerse energía nuclear de forma masiva son la fisión nuclear y la fusión nuclear. la informática (diseño de software para su control). pero ya han permitido los electroimanes más poderosos (que se usan en los trenes maglev. en 1972. siendo el más conocido de este tipo de energía la fisión del uranio-235 (235 U). con la que funcionan los reactores nucleares. uno de los diseñadores del transistor. que se caracteriza por el empleo de materiales fisionables que mediante reacciones nucleares proporcionan calor. Por estos trabajos compartió nuevamente. Cooper y John R. el cual posteriormente diseñaría el primer Diodo LED en 1962.En la actualidad. España Artículo principal: Energía nuclear 1951 Una central nuclear es una instalación industrial empleada para la generación de energía eléctrica a partir de energía nuclear. Las centrales nucleares constan de uno o varios reactores. y en los campos de la ingeniería electrónica. El Departamento de Defensa de los Estados Unidos propuso el diseño y construcción de un reactor nuclear utilizable para la generación eléctrica y propulsión en los submarinos a dos empresas distintas . el Premio Nobel de Física con los físicos estadounidenses Leon N. partiendo de la distinción entre electrónica analógica y electrónica digital. [editar] El reto de la generación de electricidad [editar] Centrales nucleares Torres de refrigeración de la central nuclear de Cofrentes. El 2 de diciembre de 1942. los campos de desarrollo de la electrónica son tan vastos que se ha dividido en varias ciencias especializadas. la electrónica de control. ingresó en la Universidad de Illinois. Este calor es empleado por un ciclo termodinámico convencional para mover un alternador y producir energía eléctrica. se construyó el Chicago Pile-1 (CP-1). es decir. de los SQUIDs -dispositivos superconductores de interferencia cuántica-). resonancia magnética nuclear y aceleradores de partículas). para producir este tipo de energía aprovechando reacciones nucleares pueden ser utilizados muchos otros isótopos de varios elementos químicos. se ha visto desplazado de la vanguardia del movimiento ecologista por otras cuestiones. En 1986 el accidente de Chernóbil. como el cambio climático. una mayor eficiencia termodinámica. El mismo año (1882).norteamericanas: General Electric y Westinghouse. pero no fue hasta 1954 cuando se conectó a la red eléctrica una central nuclear (fue la central nuclear rusa de Obninsk. El 20 de diciembre de 1951 fue el primer día que se consiguió generar electricidad con un reactor nuclear (en el reactor americano EBR-I. Appleton.73 y la primera ciudad en tener un suministro eléctrico fue Godalming. Aunque solo 30 países en el mundo poseen centrales nucleares. el movimiento antinuclear.71 La mayoría de los países con centrales nucleares han suspendido nuevas construcciones debido a los problemas de disposición final de los combustibles nucleares. que se opone por un lado al arma nuclear y por otra parte a la utilización de la energía nuclear. en un reactor RBMK de diseño ruso que no cumplía los requisitos de seguridad que se exigían en occidente. aproximadamente el 15% de la energía eléctrica generada en el mundo se produce a partir de energía nuclear. ya que su dependencia en el petróleo para la generación eléctrica era muy marcada. de forma muy particular en Francia y Japón. generando 5 MW con solo un 17% de rendimiento térmico). Véase también: Controversia sobre la energía nuclear [editar] Combustibles fósiles y fuentes renovables El primer uso industrial de la energía hidráulica para la generación de electricidad alimentaba mediante una turbina fueron dieciséis lámparas de arco de la fábrica Wolverine en Grand Rapids (Estados Unidos. Estas empresas desarrollaron los reactores de agua ligera tipo BWR y PWR respectivamente. Los mismos diseños de reactores de fisión se trasladaron a diseños comerciales para la generación de electricidad. Los únicos cambios producidos en el diseño con el transcurso del tiempo fueron un aumento de las medidas de seguridad. A partir de entonces.74 Dos años más tarde se abrió la primera central hidráulica estadounidense (río Fox. acabó radicalmente con ese crecimiento.7 millones de MWh en 2006. sostienen que la exageración de los beneficios de la energía nuclear provienen de una combinación de factores económicos y del sentido de culpa por los bombardeos atómicos sobre Hiroshima y Nagasaki. La potencia instalada en 2007 era de 370. como el galardonado físico Freeman Dyson. 1880).721 MWe. con la caída del bloque del este desde 1989. que funcionó sólo tres años. En octubre de 2007 existían 439 centrales nucleares en todo el mundo que generaron 2. La primera central nuclear con un rendimiento comercial fue la británica de Calder Hall. Algunos científicos. Wisconsin). con una potencia de unos 100 kW).72 La primera central hidroeléctrica entró en funcionamiento ese mismo año en Northumberland. abierta en 1956 con una capacidad de 50 MW (ampliada posteriormente a 200 MW). en Surrey (Inglaterra). en Sellafield. donde la crisis del petróleo de 1973 influyó definitivamente. Gran Bretaña. un aumento de potencia y el uso de las nuevas tecnologías que fueron apareciendo. ese mismo año. cuya actividad (y riesgos para la vida humana) perdura durante muchos miles de años. aunque el porcentaje está actualmente en disminución. a corriente alterna con un alternador Siemens y una dinamo conectada a una rueda hidráulica.70 El desarrollo de la energía nuclear en todo el mundo experimentó a partir de ese momento un gran crecimiento. Edison abría la primera central eléctrica . Estas utilizan el flujo y reflujo de las mareas. generalmente un año. Desde entonces la tecnología de las principales instalaciones no ha variado sustancialmente. de la pluviometría anual y de la potencia instalada. Proyectos gigantescos (presa de Asuán en Egipto. Las minicentrales hidráulicas suelen ser mejor consideradas desde ese punto de vista. como la energía solar. en Pearl Street (Nueva York). de Itaipú entre Brasil y Paraguay. La potencia. Se genera energía tanto en el momento del llenado como en el momento del vaciado de la bahía.urbana comercial. En general pueden ser útiles en zonas costeras donde la amplitud de la marea sea amplia. modificando el paisaje y los anteriores usos. No utilizaba fuentes renovables. 2. El agua se lleva por una tubería de descarga a la sala de máquinas de la central. aunque su capacidad de generación es mucho más limitada. Una central hidroeléctrica es aquella que se utiliza para la generación de energía eléctrica mediante el aprovechamiento de la energía potencial del agua embalsada en una presa situada a más alto nivel que la central. sino la generación térmica a petróleo (con tres veces mayor eficiencia que los modelos anteriores. su competidor. desde el punto de vista de su capacidad de generación de electricidad son: 1. donde mediante enormes turbinas hidráulicas se produce la generación de energía eléctrica en alternadores. del agua y el entorno afectado. de modo que desde 1920 el porcentaje la hidroelectricidad en la producción total de electricidad era ya muy significativo. Las dos características principales de una central hidroeléctrica. abre la primera central de corriente alterna en el Niágara.76 El desarrollo del generador eléctrico y el perfeccionamiento de la turbina hidráulica respondieron al aumento de la demanda de electricidad del siglo XX. y del caudal máximo turbinable. no comerciales).V. En 1895. que es función del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central. Actualmente se encuentra en desarrollo la explotación comercial de la conversión en electricidad del potencial energético que tiene el oleaje del mar. que está en función del volumen útil del embalse. en las llamadas Centrales mareomotrices. además de las características de la turbina y del generador. e incluso en este campo surgieron . Westinghouse.75 La desconfianza de Edison hacia la corriente alterna se mantuvo hasta 1892 y hasta finales del siglo XIX se usaba principalmente corriente continua para la iluminación. Otras energías renovables. e incluso su viabilidad a largo plazo es cuestionada. Capacidad eólica mundial total instalada y previsiones 1997-2010. La energía garantizada en un lapso de tiempo determinado.77 tienen una historia muy anterior a su utilización como generadoras de electricidad. Fuente: WWEA e. y las condiciones morfológicas de la costa permitan la construcción de una presa que corte la entrada y salida de la marea en una bahía. o de las Tres Gargantas en China) tienen repercusiones de todo tipo. de 30 kW de potencia a 220-110 V de corriente continua. Esta forma de obtener energía eléctrica no está libre problemas medioambientales al necesitar la construcción de grandes embalses en los que acumular el agua. tanto naturales como humanos. tecnologías ya en el siglo XIX: solar con Edmund Becquerel en 1839 y Augustin Mouchet en 1861; eólica desde 1881, aunque el desarrollo de rotores verticales eficaces llegó con Klemin, Savoius y Darrieus, diseñados en 1925, 1929 y 1931). El impulso actual de las energías renovables proviene de las necesidades energéticas de la crisis del petróleo de 1973 y, más recientemente, del hecho de que no emitan gases causantes de efecto invernadero, contrariamente a los combustibles fósiles (carbón, petróleo o gas natural). La producción de electricidad solar y, sobre todo, eólica está en fuerte auge aunque aún no ha desarrollado todo su potencial. Las tecnologías utilizadas en las centrales termoeléctricas que utilizan combustibles fósiles se han perfeccionado, tanto para obtener una mayor eficiencia energética (ciclo combinado) como para reducir su impacto contaminante (lluvia ácida). Sin embargo, la supresión de las emisiones de gases de efecto invernadero mediante la captura y almacenamiento de carbono) aún no ha sido desarrollada industrialmente y constituye un tema controvertido.78 La pila de combustible79 ligada a las tecnologías del hidrógeno es uno de los últimos diseños propuestos para la sustitución de las energías tradicionales. [editar] Robótica y máquinas CNC Artículos principales: Robot y Control numérico por computadora 1952 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 programables80 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. El primer desarrollo en el área del control numérico por computadora (CNC) lo realizó el inventor norteamericano John T. Parsons (Detroit 1913-2007)81 junto con su empleado Frank L. Stulen, en la década de 1940, realizando la primera demostración práctica de herramienta con movimiento programado en 1952. La robótica es una rama de la tecnología (y que integra el álgebra, los autómatas programables, las máquinas de estados, la mecánica, la electrónica y la informática), 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. Esas máquinas, los robots mantienen la conexión de retroalimentación inteligente entre el sentido y la acción directa bajo el control de un ordenador previamente programado con las tareas que tiene que realizar. Las acciones de este tipo de robots son generalmente llevadas a cabo por motores o actuadores que mueven extremidades o impulsan al robot. Hacia 1942, Isaac Asimov82 da una versión humanizada a través de su conocida serie de relatos, en los que introduce por primera vez el término robótica con el sentido de disciplina científica encargada de construir y programar robots. Además, este autor plantea que las acciones que desarrolla un robot deben ser dirigidas por una serie de reglas morales, llamadas las Tres leyes de la robótica. Los robots son usados hoy en día (2008) para llevar a cabo tareas sucias, peligrosas, difíciles, repetitivas o embotadas para los humanos. Esto usualmente toma la forma de un robot industrial usado en las líneas de producción. Otras aplicaciones incluyen la limpieza de residuos tóxicos, exploración espacial, minería, búsqueda y rescate de personas y localización de minas terrestres. La manufactura continúa siendo el principal mercado donde los robots son utilizados. En particular, robots articulados (similares en capacidad de movimiento a un brazo humano) son los más usados comúnmente. Las aplicaciones incluyen soldado, pintado y carga de maquinaria. La industria automotriz ha tomado gran ventaja de esta nueva tecnología donde los robots han sido programados para reemplazar el trabajo de los humanos en muchas tareas repetitivas. Recientemente, se ha logrado un gran avance en los robots dedicados a la medicina que utiliza robots de última generación en procedimientos de cirugía invasiva mínima. La automatización de laboratorios también es un área en crecimiento. Los robots parecen estar abaratándose y empequeñeciéndose en tamaño, todo relacionado con la miniaturización de los componentes electrónicos que se utilizan para controlarlos. También, muchos robots son diseñados en simuladores mucho antes de que sean construidos e interactúen con ambientes físicos reales.83 [editar] Láser Artículo principal: Láser En 1960 el físico norteamericano Charles Townes (1915 -) realizó en la Universidad de Columbia el descubrimiento que le proporcionaría su salto a la fama científica: fue descrito como Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation (máser). Sin embargo fue el físico norteamericano Gordon Gould (1920-2005) quien patentó los primeros láseres para usos industriales y militares, a pesar de que hubo muchos pleitos porque varios científicos estaban estudiando la posibilidad de tecnologías similares a partir de las teorías desarrolladas por Einstein sobre la emisión estimulada de radiación. Ello fue así porque Gould fue el científico que primero lo fabricó y le puso el nombre: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Amplificación de Luz por Emisión Estimulada de Radiación, LASER)84 No obstante, fue a Charles Townes a quien le fue concedido el premio Nobel de Física en 1964. Un láser es un dispositivo que utiliza un efecto de la mecánica cuántica, la emisión inducida o estimulada, para generar un haz de luz coherente de un medio adecuado y con el tamaño, la forma y la pureza controlados. El tamaño de los láseres varía ampliamente, desde diodos láser microscópicos con numerosas aplicaciones, al láser de cristales dopados con neodimio con un tamaño similar al de un campo de fútbol, usado para la fusión de confinamiento inercial, la investigación sobre armamento nuclear u otros experimentos físicos en los que se presenten altas densidades de energía. Desde su invención en 1960 se han vuelto omnipresentes y se pueden encontrar en miles de variadas aplicaciones en cualquier sector de la sociedad actual, incluyendo campos tan dispares como la electrónica de consumo y las tecnologías de la información (sistemas de lectura digital de los discos duros, los CD y los DVD y del código de barras), hasta análisis científicos y métodos de diagnóstico en medicina, así como el mecanizado, soldadura o sistemas de corte en sectores industriales y militares.85 [editar] Electrificación de los ferrocarriles Artículo principal: Locomotora Véase también: Tren eléctrico Train à Grande Vitesse Una de las aplicaciones más significativas de la electricidad fue la casi total electrificación de los ferrocarriles en los países más industrializados. La primera fase de este proceso, más generalizada que la segunda, fue la sustitución de las locomotoras que utilizaban carbón, por las locomotoras llamadas diésel que usan combustible obtenido del petróleo. Las locomotoras diésel-eléctricas consisten básicamente en dos componentes: un motor diésel que mueve un generador eléctrico y varios motores eléctricos (conocidos como motores de tracción) que comunican a las ruedas (pares) la fuerza tractiva que mueve a la locomotora. Generalmente hay un motor de tracción por cada eje, siendo generalmente 4 o 6 en una locomotora típica. Los motores de tracción se alimentan con corriente eléctrica y luego, por medio de engranajes , mueven las ruedas. En el caso de las locomotoras diésel no hace falta que las vías estén electrificadas, y ya se usan en casi todas las vías del mundo estén las vías electrificadas o no. El siguiente avance tecnológico fue la puesta en servicio de locomotoras eléctricas directas, las que usan como fuente de energía la energía eléctrica proveniente de una fuente externa, para aplicarla directamente a motores de tracción eléctricos. Las locomotoras eléctricas requieren la instalación de cables eléctricos de alimentación a lo largo de todo el recorrido, que se sitúan a una altura por encima de los trenes a fin de evitar accidentes. Esta instalación se conoce como catenaria. Las locomotoras toman la electricidad por un trole, que la mayoría de las veces tiene forma de pantógrafo y como tal se conoce. El coste de la instalación de alimentación hace que la tracción eléctrica solamente sea rentable en líneas de gran tráfico, o bien en vías con gran parte del recorrido en túnel bajo montañas o por debajo del mar, con dificultades para la toma de aire para la combustión de los otros tipos de motor. En los años 1980 se integraron como propulsores de vehículos eléctricos ferroviarios los motores asíncronos, y aparecieron los sistemas electrónicos de regulación de potencia que dieron el espaldarazo definitivo a la elección de este tipo de tracción por las compañías ferroviarias. Las dificultades de aplicar la tracción eléctrica en zonas con climatología extrema hacen que en esos casos, se siga utilizando la tracción diésel, ya que la nieve intensa y su filtración por ventiladores a las cámaras de alta tensión originan derivaciones de circuitos eléctricos que dejan inservibles estas locomotoras mientras dure el temporal. Las bajas temperaturas también afectan de diferente manera al cable de contacto de la catenaria que pierde la conductividad durante intervalos de tiempo. El desarrollando patentes anteriores. premios Nobel de Medicina en 1979). a finales de los años 1940. y se inauguró para los Juegos Olímpicos de Tokio 1964. así como la utilización terapéutica de la radioterapia.8 km/h en la línea ParísEstrasburgo. A partir de la generalización de esta práctica se desarrolló la radiología como especialidad médica que emplea la radiografía como medio de diagnóstico. conocido como TGV. que sigue siendo el uso más extendido de los rayos X. Su uso principal en diagnóstico médico. Hubo pruebas posteriores de trenes similares en Inglaterra y actualmente operan comercialmente líneas en Japón y China. por ser las más fáciles de visualizar. formando parte esencial del campo denominado electromedicina.hito de los trenes eléctricos lo constituyen los llamados trenes de alta velocidad cuyo desarrollo ha sido el siguiente: 1964 El Shinkansen o tren bala japonés fue el primer tren de alta velocidad en utilizar un trazado propio. El TGV es uno de los trenes más veloces del mundo. Cormack. quien descubrió que el bombardeo de átomos metálicos con electrones de alta velocidad produce la emisión de radiaciones de gran energía. 1979 Un tren de levitación magnética se instaló por primera vez en Hamburgo para la Exhibición Internacional del Transporte (IVA 79). operando en algunos tramos a velocidades de hasta 320 km/h teniendo el récord de mayor velocidad media en un servicio de pasajeros y el de mayor velocidad en condiciones especiales de prueba. ganador del premio Nobel en 1949. la resonancia magnética (descubierta como principio en 1938 y aplicada a la imagen de diagnóstico por Paul Lauterbur y Peter Mansfield. En desarrollos posteriores se añadieron la tomografía axial computarizada (TAC.3 km/h. es un tipo de tren eléctrico de alta velocidad desarrollado por la empresa francesa Alstom para hacer inicialmente el recorrido entre París y Lyon. Los ultrasonidos fueron utilizados por primera vez en medicina por el estadounidense George Ludwig. En 1990 alcanzó la velocidad de 515. mientras que la ecografía fue desarrollada en Suecia por los cardiólogos Inge Edler y Carl Hellmuth Hertz (hijo y sobrino nieto de . fue la observación de las estructuras óseas. A partir de ese momento se convirtieron en imprescindibles medios de diagnóstico. premios Nobel de 2003) y la angiografía (utilizada desde 1927 por el portugués Egas Moniz. y desarrollada de forma más segura por la técnica Seldinger desde 1953). 1981 El Tren de Gran Velocidad (en francés: Train à Grande Vitesse). Combinados con las tecnologías de la fotografía. Se combinan con el sistema de monorraíl. los rayos X permitieron obtener imágenes de partes interiores del cuerpo humano antes inaccesibles sin mediar cirugía.86 [editar] Electromedicina Artículos principales: Electromedicina y Radiología Imagen radiológica en 3D 1895. y en el 2007 superó su propio registro al llegar a los 574. por un equipo dirigido por los ingenieros Godfrey Newbold Hounsfield y Allan M. en 1967. Los rayos X fueron descubiertos en 1895 por el físico alemán Wilhelm Röntgen. utilizando el código Baudot. En los años 1960 comienza a ser utilizada la . Se aplican otras tecnologías electromédicas en la cardiología. sonidos o informaciones de cualquier naturaleza por hilo. señales. al que se añadieron más tarde el teléfono y la revolución de la comunicación inalámbrica con las ondas de radio. escritos. permitía enviar y recibir texto en algo parecido a una máquina de escribir. 1873). pero este punto culminante tuvo su prehistoria: El término telecomunicación fue definido oficialmente por primera vez en 1932 durante una conferencia internacional que tuvo lugar en Madrid ("toda transmisión. electroterapia. Se han equipado los quirófanos y unidades de rehabilitación y cuidados intensivos (UVI) o (UCI) con equipos electrónicos e informáticos de alta tecnología. No obstante. el inicio de la era de la comunicación rápida a distancia ya había comenzado en la primera mitad del siglo XIX con el telégrafo eléctrico. y en el Reino Unido por Ian Donald y el equipo de ginecología del hospital de Glasgow. tanto en diagnóstico (electrocardiograma. radioelectricidad. utilizado desde 1911. de signos. emisión o recepción.87 La base matemática sobre la que se desarrollan las telecomunicaciones dependientes de la electricidad es muy anterior: fue desarrollada por Maxwell. Esta misma compañía norteamericana desarrolló desde 1958 distintos tipos de aparatos digitales precedentes del módem para las comunicaciones telefónicas. y a partir de entonces se comercializó el fax por AT&T. quien ya predijo que era posible propagar ondas por el espacio libre utilizando descargas eléctricas (prefacio de Treatise on Electricity and Magnetism. que valió el premio Nobel de 1924 a Willem Einthoven) como en tratamientos (desfibrilador) y prótesis: (los marcapasos y el corazón artificial). 1969 El auge de las telecomunicaciones empieza cuando se sitúan en el espacio exterior los primeros satélites de comunicaciones. tomografía axial computarizada. En 1921 la wirephoto o telefoto permitió transmitir imágenes por teléfono (ya se había hecho telegráficamente desde la Exposición Universal de Londres de 1851 y comercialmente desde 1863). Se han mejorado los equipamientos que realizan análisis clínicos y se han desarrollado microscopios electrónicos de gran resolución. satélites artificiales situados en órbita alrededor de la Tierra que transmiten ondas electromagnéticas. Véanse también: resonancia magnética nuclear. medios ópticos u otros sistemas electromagnéticos"). neurología y rayos X [editar] Telecomunicaciones e Internet Artículos principales: Telecomunicación e Internet Satélite de comunicaciones. A principios del siglo XX apareció el teletipo que. que más tarde se aplicaron a la transmisión de datos entre computadoras y otros dispositivos.25 GHz (1887). imágenes.los famosos físicos). hecho que corroboró Heinrich Hertz con el primer transmisor de radio generando radiofrecuencias entre 31 MHz y 1. También en áreas como los problemas de audición (mediante los audífonos) o el diagnóstico y tratamiento de problemas neurológicos y neurofisiológicos. más poderosos y multifuncionales. el impresionante desarrollo de la telefonía móvil y de Internet. El siglo XXI está viviendo los comienzos de la interconexión total a la que convergen las telecomunicaciones. conocida como ARPANET. más compactos. Internet es un método de interconexión descentralizada de redes de computadoras implementado en un conjunto de protocolos denominado TCP/IP y garantiza que redes físicas heterogéneas funcionen como una red lógica única. de alcance mundial. los mensajes enviados desde cualquier punto de la superficie terrestre o de su atmósfera se reciben casi simultáneamente en cualquier otro . Con la puesta en marcha de los satélites de comunicaciones ha sido posible disponer de muchos canales de televisión. Un satélite actúa básicamente como un repetidor situado en el espacio: recibe las señales enviadas desde la estación terrestre y las reemite a otro satélite o de vuelta a los receptores terrestres. cada vez más frecuentes en las terrazas y tejados de nuestras ciudades. Tienen forma de parábola y la particularidad de que las señales que inciden sobre su superficie se reflejan e inciden sobre el foco de la parábola. Los satélites son puestos en órbita mediante cohetes espaciales que los sitúan circundando la Tierra a distancias relativamente cercanas fuera de la atmósfera. EE. UU. Sus orígenes se remontan a 1969. entre tres universidades en California y una en Utah. cuando se estableció la primera conexión de computadoras.telecomunicación en el campo de la informática con el uso de satélites de comunicación y las redes de conmutación de paquetes. Ya no es necesario establecer enlaces físicos entre dos puntos para transmitir la información de un punto a otro. Las antenas utilizadas preferentemente en las comunicaciones vía satélites son las antenas parabólicas. donde se encuentra el elemento receptor. Debido a la gran velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas.. a través de todo tipo de dispositivos cada vez más rápidos.