Electricidad

 

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Un trabajo de investigación sobre la historia de la electricidad, su importancia, el impacto de su aparición en el desarrollo del la humanidad, sus aspecto negativos en entre otros temas afines.

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ELECTRICIDAD David Alessandro Falconi Concordia.

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República Bolivariana de Venezuela. Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Extensión Porlamar - Escuela: Ingeniería de sistemas. Sexto (6) semestre - Materia: Sistemas eléctricos. Docente: Ing. Julián Carneiro Alumnos: Br. David Alessandro Falconi Concordia. C.I.: 21.326.468 Nueva Esparta, 27 de septiembre 2013

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ÍNDÍCE Introducción Breve historia sobre el origen de “la electricidad” Importancia de la energía eléctrica Clasificación de la energía eléctrica ¿Cómo la energía eléctrica ha influenciado el desarrollo de la humanidad? Conclusiones Referencias bibliográficas y electrónicas Anexos 3 4 7 8 9 11 14 15 2

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ÍNTRODUCCÍON A principios del siglo XIX en un sótano de Mayfair-Londes el científico y químico más famoso de la época, Sir Humphry Davy, construyó un sorprendente dispositivo eléctrico, de alrededor de 4 metros de ancho por 8 metros de largo de mal oliente pilas de metal y ácido fueron creadas para generar más electricidad que la nunca imaginada hasta el momento, de hecho esta fue la batería más grande vista a hasta de entonces y con ella, Davy estaba a punto de impulsarnos hacia una nueva era. Aquello tuvo lugar durante una clase en la Royal Institution, frente a cientos de los grandes de Londres, llenos de expectación pronto llenaron todos los asientos, esperando presenciar una nueva y emocionante maravilla eléctrica, pero lo que verían aquella noche, sería algo realmente único, algo que recordarían durante el resto de sus vida, utilizando dos simples barras de carbón, Humphry Davy estaba a punto de desatar el verdadero potencial de la electricidad. La electricidad es una de las fuerzas más imponentes de la naturaleza, y su manifestación más potente es el rayo, esta es la historia de cómo el ser humano empezó a soñar con controlar esta fuerza de la naturaleza tan elemental, para finalmente convertirse en su amo y señor, una historia de más de 300 años atrás de deslumbrantes golpes de imaginación y extraordinarios experimentos, cientos de miles de voltios atravesaron su cuerpo, hasta llegar a la lámpara que sostenía, una historia de genios inconformistas que usaron la electricidad para iluminar nuestras ciudades, comunicarse a través del mar y el aire y finalmente crear la industria moderna y traer la revolución digital a nuestros días. En este trabajo de investigación narraré la historia de los primeros científicos que empezaron a descifrar los misterios de la electricidad, estudiaron su curioso vínculo con la vida, incluso consiguieron controlar al mismísimo rayo. Fueron estos hombres los que establecieron las bases del mundo moderno. ¡Y todo comenzó con una chispa! 3

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LA ELECTRÍCÍDAD Supuestamente el primer estudio científico sobre los fenómenos eléctricos la ejecutó el antiguo filósofo griego Tales de Mileto en el año 600 antes de Cristo. Observó que las hebras de pasto seco se adherían a un trozo de ámbar cuando éste había sido frotado. Unos cuantos de miles de años más tarde, alrededor del año 1660, fue el médico y físico inglés William Gilbert quien estudió estos fenómenos, y tomando la palabra griega elektron (ámbar), llamó a estos fenómenos “sustancias eléctricas”. Considerando este fenómeno como un efecto aparentemente estable, siempre y cuando no se le alterara terminó llamándose electricidad estática, o carente de movimiento. El físico W. Gilbert alrededor del año 1600, redactó un libro, al cual llevaba de título "De Magnete". También Tales había estudiado el mismo fenómeno, pero pasaría un tiempo antes de que los físicos se dieran cuenta que se trataba de un mismo fenómeno. Tanto la electricidad como el magnetismo pasarían a formar el electromagnetismo. Mientras tanto, se intentaba descubrir los secretos de este extraño fenómeno, y desentrañar el mecanismo oculto tras la electricidad. Otro notable físico francés Charles-François de Cisternay Du Fay alrededor del año 1700, descubrió que un par esferas de corcho cargadas eléctricamente de la misma manera se repelían entre sí. Pero si cargaba eléctricamente cada una por instrumentos distintos, lograba que a veces, éstas se atrajeran; por ejemplo si cargaba una frotándola con una vara de resina y a la otra con una vara de vidrio. Este fenómeno de atracción y repulsión parecía indicar dos naturalezas distintas. François de Cisternay Du Fay creía que la electricidad era un fluido, y estableció que este existía en dos tipos: Resinoso o vítreo. 4

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Aproximadamente en el año 1780 Luigi Galvani, un anatomista italiano, observó por primera vez que una descarga eléctrica sobre las ancas de una rana muerta producían contracciones de los músculos afectados. Este descubrimiento seguramente inspiró la legendaria criatura llevada a la vida por doctor Frankenstein a través del poder eléctrico de un rayo (probado por Franklin en 1751), novela escrita en esa época por Mary Wollstonecraft Shelley (1797-1851). Hizo el experimento sobre estos tejidos musculares a los efectos de una tormenta usando el descubrimiento de Franklin. Para conseguirlo, colgó las ancas de rana con ganchos en la reja de su viviendo. Pero las contracciones proseguían aun cuando la tormenta había pasado. Una observación ulterior lo condujeron a entender que la estimulación se generaba cuando el músculo entraba en contacto simultáneamente con dos metales distintos. Galvani creyó que la electricidad así producida se generaba en el músculo observación que resultó errónea, pero no sería él quien descubriera el error… Veinte años más tarde, es decir en el año 1800, aproximadamente, Alessandro G. Volta conjeturó lo contrario, es decir que era el contacto entre metales diferentes lo que generaba la electricidad. Esta idea fue el comienzo de una gran revolución en el tema. Dicha hipótesis pudo comprobarse inmediatamente y le permitió dos grandes avances:  Construir el primer dispositivo químico generador de electricidad, que denominó batería eléctrica, hoy llamada pila.  Obtener por primera vez en la historia una corriente continua y suficientemente estable. Ya no existía dependencia alguna con la estática. Poco a poco, el modelo de batería que había inventado Volta se mejoró. En 1836 fue mejorada por el físico y químico británico John Daniell (1790-1845), quien logró mayor estabilidad y duración. 5

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Antes de que esto se suscitara, aproximadamente en el año 1820, se había hecho “un gran paso” en la comprensión acerca de la relación entre la electricidad y el magnetismo. En ese año el físico danés Hans Christian Oersted demostró que una corriente generaba un campo magnético. Siguiendo este descubrimiento, André-Marie Ampère demostró que un solenoide (cable enrollado en forma de resorte) aumentaba considerablemente el campo magnético generado, en proporción directa con la cantidad de vueltas que se le diera al cable. Así, desde la pila de Volta, que permitió trabajar con una corriente, los descubrimientos se desencadenaron velozmente, a continuación se citan los más importantes:  1821: (El año siguiente al descubrimiento de Oersted). Michael Faraday, otro hombre importante para la ciencia, aportó la idea fundamental de la física moderna, por primera vez para describir una fuerza electromagnética se hablaba de campo.  1823: William Sturgeon, aprovechando el efecto de los solenoides, inventó el electroimán. El primero de ellos pudo levantar un peso de 4 Kg.  1827: Georg Simon Ohm definió la resistencia eléctrica y propuso la ley que lleva su nombre: Ley de Ohm.  1831: Faraday desarrolla el transformador y el generador eléctrico. Joseph Henry crea el motor eléctrico y desarrolla un electroimán que levanta una tonelada de hierro.  1883: Nikola Tesla desarrolla un motor que podía funcionar con corriente alterna y ya no con continua. Tomas Alva Edison se oponía al uso de esa corriente, pero sus esfuerzos fueron vanos. El contenido fue obtenido de http://www.fisicanet.com.ar/fisica/electrodinamica/ap10_electricidad.php (27-09-2013) Luego de haber sido leído, analizado y parafraseado. 6

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Importancia de la electricidad: No es necesario recurrir a un medio como internet o algún otra fuente para darse cuenta lo importante que es el la energía eléctrica para los seres humanos, sin energía eléctrica es improbable que yo estuviese redactando este párrafo en mi notebook, la civilización por completo sería distinta, se sabe la electricidad es energía, la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma, además existen diversos tipos de energía (eléctrica, cinética, química, lumínica, térmica, eólica, hidráulica, nuclear, sonora, entre otras…), de todas éstas la más usada es la eléctrica, un ejemplo clásico es la iluminación de un bombillo, por ejemplo; aunque se puede encender de otra manera, con la energía eléctrica es la más conveniente, es la mejor para comunicaciones de radio, televisión, servicios de telefonía. La electricidad está en todas partes no sería una exageración si afirmara que la sociedad de hoy retrocedería a un estado prehistórico por la ausencia del conocimiento de esta forma de energía tan importante. Imaginemos por un momento, nuestra vida sin electricidad. Una sociedad, oscura, fría y silencia, tal y como era a principio del siglo XVIII. Entonces, ya no habría luz eléctrica, ni teléfono, ni radio, ni televisión o cualquier modo de comunicación a distancia que no sea la imprenta. No habría computadoras, ni cine. Muchos no lo saben, pero tampoco existirían los automóviles porque para ello no sólo es necesario gasolina, sino que también se necesitó del paso de la pistola de Volta, predecesor de las bujías. La medicina retrocedería a sus orígenes, sin rayos X, ni resonancias magnéticas, ecografías, etc. La tecnología de alimentos estaría seriamente afectada sin la refrigeración de los víveres. Sin satélites de comunicación ni computadoras la meteorología sería incapaz de predecir huracanes o fenómenos como la Corriente del Niño. Si no hay automóviles, tampoco habrá máquinas excavadoras, retroexcavadoras, cargadores frontales, grúas. Los que nos llevaría a pensar que quizá tampoco existan edificios, en conclusión, sería muy diferente la vida diaria… Pero, desgraciadamente también existe un lado negativo de todo este avance tecnológico, y es que nosotros, los seres humanos, no solo usamos la electricidad, sino que abusamos desmesuradamente de ella, y lamentablemente son muy pocas las personas que toman esto en consideración, hasta que ya sea muy tarde. Fuente propia del autor 7

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Clasificación de la energía eléctrica: Es importante destacar que, en líneas generales NO existe una “clasificación” para la “energía eléctrica”, sin embargo para la energía sí, como por ejemplo: energía nuclear, energía hidráulica, energía química, entre otras… En Venezuela, según el Ministerio del Poder Popular para la Energía Eléctrica, existe una clasificación, y es la siguiente:  Alta tensión: La tensión de suministro a niveles mayores a 35 kilovolts (kV).  Baja tensión: La tensión de suministro a niveles iguales o menores a un kilovolt (kV).  Media tensión: La tensión de suministro a niveles mayores a un kilovolt (kV), pero menores o iguales a 35 kilovolts (kV). El contenido fue obtenido de http://www.mppee.gob.ve/inicio/glosario-de-terminos (27-09-2013) Ministerio del Poder Popular para la Energía Eléctrica. 8

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¿Cómo la energía eléctrica ha influenciado el desarrollo de la humanidad? Antes de que toda la revolución eléctrica sucediera y difundiera, la gran mayoría de la sociedad ocupaba labores agrícolas. Los obreros del campo regularmente trabajaban de lunes a domingo haciendo sólo una interrupción para asistir a la misa dominical. Los únicos días festivos eran las festividades religiosas, que en aquellos tiempos se podría considerar como un domingo más. Se atendían los oficios religiosos, y después se volvía al trabajo. Las jornadas de trabajo normalmente ocupaban unas 17 ó 19 horas, dependiendo de la estación del año. Asimismo, la oferta de ocio decrecía casi únicamente a bares y tabernas. Sólo las clases más pudientes, que conformaban el 1% de la población podían permitirse participar a espectáculos como ópera, teatro, conciertos, entre otros. En aquellos lugares, la luz era suministrada mediante velas, o bien por gas, en épocas más recientes. Obviamente, como las personas de aquel entonces no conocían cosas como la televisión, el automóvil, la radio, los videojuegos, entre otros, no lo lamentaban porque simplemente jamás habían visto algo así, era “normal” para ellos. En los ratos de ocio, la gente se divertía jugando a las cartas o conversando con amigos, o bien se inclinaban más al arte en general: pintura, poesía, música, entre otras. Estos son verdaderos pasatiempos que llevaban muchas horas y días de trabajo… Con lo que se pudiera considerar que tuvo un fuerte impacto, no solamente sobre la humanidad sino en todo el globo terráqueo, tanto positivo como negativo. Positivo, en el sentido de que la vida es mucho más “cómoda” desde ciertos puntos de vista, por ejemplo las mujeres que atendían la casa, cuando no existía energía eléctrica, no existían lavadoras, entonces estas mujeres debían ir hasta el lago más cercano a lavar las ropa e invertir varias horas, además del trabajo físico de llegar hasta la fuente de agua más cercana, la vida con la electricidad avanzó mucho tecnológicamente, existen muchas comodidades, ahora nos podemos comunicar sin necesidad de trasladar nuestro cuerpo, podemos con ayuda de computadores almacenar y procesar cantidades enormes de información, entre muchas otras razones como para seguir escribiendo, por lo menos, unas 10 páginas más… Negativo, en el sentido de que existiendo luz de noche, las personas no respetan el ritmo circadiano, duermen de día y están despiertos de noche, lo cual es romper el ritmo natural de naturaleza lo que implicaría disturbios gástricos, mentales y un fuerte aumento en la probabilidad de padecer diabetes, además con el uso masivo de dispositivos electrónicos, se genera más calor, lo cual es un impacto directo a la 9

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temperatura terrestre y una contribución directa al calentamiento global, comprometiendo no sólo a los seres humanos sino a todos los seres vivos del planeta, al ser la vida más cómoda, las personas se mueven menos, hacen menos actividad física, y todo esto con el tiempo deteriora el sistema humano, ya que el humano es un animal, y los animales no fueron creados para estar en un sillón viendo televisión todo el día consumiendo y consumiéndose, otro ejemplo que puede ser visto tanto positivo como negativo, es el cambio drástico en los medios de comunicación, ahora con la radio, televisión e internet podemos estar informados de todo el mundo sin salir de nuestros hogares, pero también debemos discernir entre tanta información, ahora los niños tienen acceso a internet y eso implica que están expuestos tanto a información buena como mala, o no apropiada para sus edades. 10

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CONCLUSÍONES Para concluir me gustaría dividir las conclusiones en dos, los pro y los contra de la energía eléctrica influenciados a los seres vivos, pero será más enfocado en los contras que en los pros, ya que todo el mundo suele hablar muy bien de la energía eléctrica… PROS:  Los beneficios más comunes en los hogares es para usos térmicos (calefacción, aire acondicionado, agua caliente, cocina, entre otros…).  La electricidad como una fuente de energía es la ausencia de los químicos tóxicos que se liberan al aire, en contraposición a las grandes cantidades de CO 2 liberados por motores de gasolina y diésel comunes.  La energía eléctrica se ha posicionado durante el último siglo como la reina de las energías, no solo por su versatilidad, sino también por su facilidad de uso.  La electricidad es una energía secundaria, la cual en sí misma no contamina, pero su origen, sí contamina, y mucho, con excepción de la energía fotovoltaica y la mareo-motriz todas las demás fuentes de energía eléctrica son contaminantes en algún grado, incluso la energía eólica contamina por su ruido o por el cambio en el hábitat de algunas especies.  Nos ha permitido comunicarnos con el mundo.  Los días aumentaron, es decir anteriormente se levantaba la gente muy en la madrugada para aprovechar el día porque al final de la tarde, todo se tornaba oscuro. Ahora con la luz se puede aprovechar más el día y aumentar las horas del trabajo. 11

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 Es de fácil transporte a través del cableado y permite su accesibilidad hasta los lugares más alejados.  En cuanto a la luz, es un claro ejemplo de las ventajas de la electricidad. Antes de que apareciera la electricidad, las calles estaban oscuras y era el momento perfecto para los delincuentes. Por lo que con la llegada de la electricidad y con ella la luz, la criminalidad bajó considerablemente. CONTRAS:  La corriente eléctrica representa un potencial peligro, más aún en términos de transportación, por ejemplo, para la distribución de la energía eléctrica es necesario aumentar excesivamente el voltaje en las líneas de alta tensión y en dado caso de que un ser humano entre en contacto con dichas líneas sería mortal o implicaría un importante daño físico. Lamentablemente, en más de una ocasión alguien ha perdido la vida (y no sólo con sistemas de alta potencia) al estar en contacto con la corriente eléctrica.  Alrededor del 55% de la electricidad producida en los países más desarrollados, como por ejemplo, USA, la energía eléctrica proviene de plantas de carbón que liberan muchos subproductos tóxicos al medioambiente, lo cual implica un daño notable a la capa de ozono y una contribución directa al calentamiento global.  De hecho la corriente eléctrica se ha utilizado para asesinar personas intencionalmente, tal es el caso de la famosa silla eléctrica.  Según el autor Paul Tullis en la edición de enero/febrero 2007 de "Sierra", la Estación Generadora Navajo en Arizona, que es una planta eléctrica alimentada por carbón, "lanzó mercurio, dióxido de azufre, óxido nitroso y otras sustancias que envenenan ríos y cosechas [...] por las Cuatro Esquinas de la región"  Para la ONU la contaminación del aire en espacios cerrados debido a la quema de combustibles tradicionales es uno de los principales factores que causa enfermedades en las vías respiratorias. 12

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 Anualmente mueren cerca de dos millones de niños menores de cinco años por carencia de los mínimos aceptables, todos relacionados con la carencia de la electricidad. Además, en muchas zonas del planeta, el uso de biomasa o la madera ha causado la deforestación irreversible de enormes extensiones y de territorios comparables con algunos países europeos.  La problemática que existe en la calidad de energía especialmente en los países latinoamericanos ha aumentado dramáticamente.  Uno de los principales problemas que la electricidad lleva consigo, es que las grandes compañías multinacionales han aprovechado esto, para que con la creación de aparatos eléctricos, nos los han presentado como necesidades, lo que nos lleva a ser una sociedad consumista y al tener más y más estos dispositivos tecnológicos, utilizamos todos al mismo tiempo por ejemplo tenemos prendido el computador mientras vemos TV. Esto provoca no solo un claro daño, a nuestros bolsillos, económicamente hablando. Además provocamos un daño al medio ambiente. Así que lo mejor que podemos hacer es un gran ahorro de nuestro consumo de energía.  Con la llegada de la electricidad, ahora nuestro tiempo con la familia se ha minimizado. Cada integrante ocupándose de un asunto propio ya no hay reuniones como antes en los que la familia compartía las anécdotas de su diario vivir. “¿Por qué esta magnífica tecnología científica, que ahorra trabajo y nos hace la vida más fácil, nos aporta tan poca felicidad? La repuesta es está, simplemente: porque aún no hemos aprendido a usarla con tino.” “El hombre encuentra a Dios detrás de cada puerta que la ciencia logra abrir.” Albert Einstein (1879-1955) Científico alemán. 13

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REFERENCÍAS BÍBLÍOGRAFÍCAS y ELECTRONÍCAS [1] Hugh Young & Roger Freedman, “Física Universitaria II”, 12va edición, Pearson Education, 2009. [2] [3] http://www.fisicanet.com.ar/fisica/electrodinamica/ap10_electricidad.php Recuperado el (27-09-2013). http://twenergy.com/energia-electrica Recuperado el (27-09-2013). 14

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