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Tercera clase de Práctica y Ensayo

Ver: Diseño de Clases Nº 3

Medio de comunicación: El Teléfono

"Te llamare esta noche"
Debemos haber oído esto infinidad de veces. Pero ¿ hemos pensando en lo que sucede cuando colgamos el auricular o cuando marcamos algún numero ? Probablemente no, por que el teléfono se ha convertido en un elemento tan común de nuestras vidas que lo aceptamos como algo muy natural; pero desde el día que nació, este aparato ha ido mejorándose y modificándose para satisfacer las necesidades también cambiantes del hombre.

El primer teléfono
Hasta hace poco tiempo, se creía que el escocés Alexander Graham Bell (1847-1922) era el inventor del teléfono, pero en junio de 2002, el Congreso estadounidense reconoció como el verdadero creador de este artefacto al inmigrante italiano, Antonio Meucci.
Este florentino nació en 1808 y se recibió de ingeniero mecánico en su ciudad natal. Se dedicó a buscar cura a enfermedades mediante descargas eléctricas. Mientras trataba a un amigo con este tratamiento, descubrió que la voz podía viajar mediante descargas eléctricas a través de cables de cobre. Por ello decidió, en 1850, trasladarse a Nueva York, buscando de que alguna empresa le financiara su creación.
Recién en 1871, depositó una demanda de patente de su invento, que lo llamó "teletrófono". Sin embargo, no pudo renovar el permiso a los dos años, ya que no tenía el dinero que era necesarios. Tres años después, decidió presentar su prototipo de invento a la compañía Western Union, pero allí le hicieron creer que su propuesta no era buena y que su carpeta se había extraviado. En 1876, Meucci se enteró que el investigador Graham Bell había patentado el teléfono, patrocinado por dicha empresa. En ese momento, inició una larga batalla legal con esta compañía, pero falleció sin que reconocieran su autoría.

1875-Maqueta del teléfono original de Graham Bell 1892-Graham Bell hace la primera llamada entre Chicago y N. York

Cómo funciona el teléfono
Para establecer una comunicación telefónica existen tres pasos:
Marcar un número: Las señales emitidas al marcar pueden ser impulsos eléctricos o bien mezclas de tonos. El equipo electrónico de la central telefónica cuenta los impulsos o reconoce los tonos y establece la conexión.
Micrófono: Casi todos los teléfonos modernos disponen de un micrófono de carbón, llamado también transmisor, que transforma la voz en señales eléctricas. Este contiene en su parte interior una cápsula con gránulos de carbón. Al hablar, las ondas sonoras provocan la vibración de un diafragma de plástico, que produce presión sobre estos gránulos que luego se comprimen, de modo que la corriente que pasa a través de ellos hará las mismas variaciones que los sonidos. Esta corriente constituye la señal que se transmite al receptor.
Receptor: Este dispositivo transforma la señal eléctrica de entrada en sonido. Esta pasa a través de un electroimán que atrae a un delgado disco de hierro llamado diafragma. La atracción ejercida sobre el disco varía con la intensidad de la señal, haciéndolo vibrar. Las vibraciones se propagan por el aire, en forma de ondas sonoras que el oído capta como palabras.

Perfeccionamientos posteriores
En la construcción del teléfono se hicieron distintas mejoras. Las nuevas modificaciones permitieron la fabricación de un aparato mucho mas simple y compacto.
A continuación enumeramos algunos de los logros mas notables:
1) La invención del comnutador o tablero de distribución, sin el cual no hubiera sido posible interconectar ningún grupo de telefonos. Este fue el comienzo de la central telefónica.
2) El descubrimiento del proceso del endurecimiento del alambre de cobre, lo cual mejoro la transmisión y posibilito los circuitos telefónicos de línea abierta a larga distancia.
3) El uso del cable coaxial disminuyo las perturbaciones provocadas por circuitos adyacentes de energía, o por otros circuitos telefónicos, perfeccionando en gran medida la transmisión.
4) El desarrollo de los sistemas de conmutadores automáticos hizo posible una enorme expansión de la telefonía local y de larga distancia.
5) Invención del transistor. El reducido tamaño y los bajos requerimientos del energía de este dispositivo electrónico abrieron el camino a sistemas telefónicos mas compactos y eficientes.
6) La transposición de circuitos telefónicos permitió reducir al minino la interferencia de otros, y de líneas de luz eléctrica y de energía.
7) El perfeccionamiento del cable subterráneo permitió eliminar líneas y postes en las calles de las ciudades, y el del cable aéreo redujo en obras el numero de crucetas y el tamaño de los postes.
8) Las mejoras en los diseños en los cables aumentaron el numero de alambres que pueden colocarse dentro de la vaina de un cable de tamaño determinado.
9) El desarrollo de las aleaciones magnéticas, permitieron reducir el tamaño de los cables telefónicos.
10) El perfeccionamiento de los cables submarinos, incluyendo el uso del cable coaxial y de las repetidoras submarinas, que pueden funcionar bajo las presiones que existen en las profundidades.
11) El uso de microondas para la transmisión de señales.
12) El desarrollo del láser. Los usos futuros del láser incluirán la transmisión de mensajes. Un láser de helio-neón puede conducir 10,000 conversaciones telefónicas simultáneas.
13) La investigación en fibras ópticas. Los haces de fibras ópticas pueden transmitir, teóricamente, un numero mucho mayor de mensajes que los cables convencionales.
14) La invención de los satélites de comunicación, y la difusión de su uso.

Historia del Teléfono


Evolución de los Telefonos celulares hasta el día de hoy

Segunda clase de Práctica y Ensayo

Ver : Diseño de Clases Nº 2
(Continuación de la clase Nº1)

Generación y Transporte de la Electricidad

Es el conjunto de instalaciones que se utilizan para transformar otros tipos de energía en electricidad y transportarla hasta los lugares donde se consume. La generación y transporte de energía en forma de electricidad tiene importantes ventajas económicas debido al costo por unidad generada. Las instalaciones eléctricas también permiten utilizar la energía hidroeléctrica a mucha distancia del lugar donde se genera. Estas instalaciones suelen utilizar corriente alterna, ya que es fácil reducir o elevar el voltaje con transformadores. De esta manera, cada parte del sistema puede funcionar con el voltaje apropiado.

Las instalaciones eléctricas tienen seis elementos principales:

• La central eléctrica

• Los transformadores, que elevan el voltaje de la energía eléctrica generada a las altas tensiones utilizadas en las líneas de transporte

• Las líneas de transporte

• Las subestaciones donde la señal baja su voltaje para adecuarse a las líneas de distribución

• Las líneas de distribución

• Los transformadores que bajan el voltaje al valor utilizado por los consumidores.

En una instalación normal, los generadores de la central eléctrica suministran voltajes de 26.000 voltios; voltajes superiores no son adecuados por las dificultades que presenta su aislamiento y por el riesgo de cortocircuitos y sus consecuencias. Este voltaje se eleva mediante transformadores a tensiones entre 138.000 y 765.000 voltios para la línea de transporte primaria (cuanto más alta es la tensión en la línea, menor es la corriente y menores son las pérdidas, ya que éstas son proporcionales al cuadrado de la intensidad de corriente). En la subestación, el voltaje se transforma en tensiones entre 69.000 y 138.000 voltios para que sea posible transferir la electricidad al sistema de distribución. La tensión se baja de nuevo con transformadores en cada punto de distribución. La industria pesada suele trabajar a 33.000 voltios (33 kilovoltios), y los trenes eléctricos requieren de 15 a 25 kilovoltios. Para su suministro a los consumidores se baja más la tensión: la industria suele trabajar a tensiones entre 380 y 415 voltios, y las viviendas reciben entre 220 y 240 voltios en algunos países y entre 110 y 125 en otros.

Red de energía eléctrica

En una central hidroeléctrica, el agua que cae de una presa hace girar turbinas que impulsan generadores eléctricos. La electricidad se transporta a una estación de transmisión, donde un transformador convierte la corriente de baja tensión en una corriente de alta tensión. La electricidad se transporta por cables de alta tensión a las estaciones de distribución, donde se reduce la tensión mediante transformadores hasta niveles adecuados para los usuarios. Las líneas primarias pueden transmitir electricidad con tensiones de hasta 500.000 voltios o más. Como en las líneas de transmisión primarias de 500 Kv de la Represa Salto Grande, la cuales podemos ver en nuestra cuidad de Concordia. Las líneas secundarias que van a las viviendas tienen tensiones de 220 voltios.

Líneas de Conducción
Las líneas de conducción se pueden diferenciar según su función secundaria en líneas de transporte (altos voltajes) y líneas de distribución (bajos voltajes). Las primeras se identifican a primera vista por el tamaño de las torres o apoyos, la distancia entre conductores, las largas series de platillos de que constan los aisladores y la existencia de una línea superior de cable más fino que es la línea de tierra. Las líneas de distribución, también denominadas terciarias, son las últimas existentes antes de llegar la electricidad al usuario, y reciben aquella denominación por tratarse de las que distribuyen la electricidad al último eslabón de la cadena. Las líneas de conducción de alta tensión suelen estar formadas por cables de cobre, aluminio o acero recubierto de aluminio o cobre. Estos cables están suspendidos de postes o pilones, altas torres de acero, mediante una sucesión de aislantes de porcelana. Gracias a la utilización de cables de acero recubierto y altas torres, la distancia entre éstas puede ser mayor, lo que reduce el coste del tendido de las líneas de conducción; las más modernas, con tendido en línea recta, se construyen con menos de cuatro torres por kilómetro. En algunas zonas, las líneas de alta tensión se cuelgan de postes de madera; para las líneas de distribución, a menor tensión, suelen ser postes de madera, más adecuados que las torres de acero. En las ciudades y otras áreas donde los cables aéreos son peligrosos se utilizan cables aislados subterráneos. Algunos cables tienen el centro hueco para que circule aceite a baja presión. El aceite proporciona una protección temporal contra el agua, que podría producir fugas en el cable. Se utilizan con frecuencia tubos rellenos con muchos cables y aceite a alta presión (unas 15 atmósferas) para la transmisión de tensiones de hasta 345 kilovoltios. Cualquier sistema de distribución de electricidad requiere una serie de equipos suplementarios para proteger los generadores, transformadores y las propias líneas de conducción. Suelen incluir dispositivos diseñados para regular la tensión que se proporciona a los usuarios y corregir el factor de potencia del sistema.

Fallos del sistema

En muchas zonas del mundo las instalaciones locales o nacionales están conectadas formando una red. Esta red de conexiones permite que la electricidad generada en un área se comparta con otras zonas. Cada empresa aumenta su capacidad de reserva y comparte el riesgo de apagones. Estas redes son enormes y complejos sistemas compuestos y operados por grupos diversos. Representan una ventaja económica pero aumentan el riesgo de un apagón generalizado, ya que si un pequeño cortocircuito se produce en una zona, por sobrecarga en las zonas cercanas se puede transmitir en cadena a todo el país. Muchos hospitales, edificios públicos, centros comerciales y otras instalaciones que dependen de la energía eléctrica tienen sus propios generadores para eliminar el riesgo de apagones.

Regulación del voltaje

Las largas líneas de conducción presentan inductancia, capacitancia y resistencia al paso de la corriente eléctrica. El efecto de la inductancia y de la capacitancia de la línea es la variación de la tensión si varía la corriente, por lo que la tensión suministrada varía con la carga acoplada. Se utilizan muchos tipos de dispositivos para regular esta variación no deseada. La regulación de la tensión se consigue con reguladores de la inducción y motores síncronos de tres fases, también llamados condensadores síncronos. Ambos varían los valores eficaces de la inductancia y la capacitancia en el circuito de transmisión. Ya que la inductancia y la capacitancia tienden a anularse entre sí, cuando la carga del circuito tiene mayor reactancia inductiva que capacitiva (lo que suele ocurrir en las grandes instalaciones) la potencia suministrada para una tensión y corriente determinadas es menor que si las dos son iguales. La relación entre esas dos cantidades de potencia se llama factor de potencia. Como las pérdidas en las líneas de conducción son proporcionales a la intensidad de corriente, se aumenta la capacitancia para que el factor de potencia tenga un valor lo más cercano posible a 1. Por esta razón se suelen instalar grandes condensadores en los sistemas de transmisión de electricidad.

Perdida durante el transporte
La energía se va perdiendo desde la central eléctrica hasta cada hogar de la ciudad por:

• Resistividad: Que provoca que la corriente eléctrica no llegue con la misma intensidad debido a la oposición que presenta el conductor al paso de la corriente.

La resistencia que ofrece el cable depende de su:

-Diámetro o área de la sección transversal. La conductividad disminuye al disminuir el grosor del cable (a mayor diámetro, menor número del cable)

-Material con que está hecho

-Longitud. La conductividad de un cable es inversamente proporcional a la longitud y la resistencia es directamente proporcional a la longitud.

-Cambios de temperatura que sufre. Al paso de la corriente, la resistividad se ve incrementada ligeramente al aumentar su temperatura.

• Capacitancia: Porque a medida que se transfiera más carga al conductor, el potencial del conductor se vuelve más alto, lo que hace más difícil transferirle más carga. El conductor tiene una capacitancia determinada para almacenar carga que depende del tamaño y forma del conductor, así como de su medio circundante.

Electricidad

La energía eléctrica se ha convertido en parte de nuestra vida diaria. Sin ella, difícilmente podríamos imaginarnos los niveles de progreso que el mundo ha alcanzado, pero ¿qué es la electricidad, cómo se produce y cómo llega a nuestros hogares? Ya vimos que la energía puede ser conducida de un lugar o de un objeto a otro (conducción). Eso mismo ocurre con la electricidad. Es válido hablar de la "corriente eléctrica", pues a través de un elemento conductor, la energía fluye y llega a nuestras lámparas, televisores, refrigeradores y demás equipos domésticos que la consumen. También conviene tener presente que la energía eléctrica que utilizamos está sujeta a distintos procesos de generación, transformación, transmisión y distribución, ya que no es lo mismo generar electricidad mediante combustibles fósiles que con energía solar o nuclear. Tampoco es lo mismo transmitir la electricidad generada por pequeños sistemas eólicos y/o fotovoltaicos que la producida en las grandes hidroeléctricas, que debe ser llevada a cientos de kilómetros de distancia y a muy altos voltajes.

VER Infografía de Transporte y Generacíon de Energía:

A continuación veremos en el siguiente Power Point qué debemos tener en cuenta en cuanto al manejo de la seguridad eléctrica en nuestro hogar:

Seguridad Electrica

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También debemos hacer un uso responsable de la energía eléctrica. Cuidémosla!

Ahorro De EnergíA

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El Proyecto Tecnológico

El Proyecto Tecnologico

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Primer clase de Práctica y ensayo

Diseño de Clases Nº1

Energía Hidráulica:
Es aquella energía que tiene el agua cuando se mueve a través de un cauce o río debido al desnivel del terreno o potencial que se transforma en energía cinética. Esta energía se puede aprovechar para mover elementos mecánicos.
Las represas hidroeléctricas: Los importantes recursos hídricos de los que dispone la Argentina han permitido el desarrollo de la energía hidroeléctrica. Si bien sólo un 4% de la matriz energética corresponde a la energía hidráulica, las represas existentes son responsables de la generación de más del 40% de la electricidad del sistema eléctrico nacional.

Funcionamiento de las represas:
Represa hidroeléctrica
El agua que se acumula en el embalse es conducida a través de conductos especiales que dirigen la caída del agua a las hidroturbinas. Esa caída del agua desde el embalse genera energía cinética; es decir, movimiento, y produce la rotación de la turbina que impulsa a los generadores. Estos transforman la energía cinética en energía eléctrica, que luego es transportada a través de cables de alta tensión a diversas centrales, donde se reduce la tensión mediante transformadores hasta niveles adecuados para los usuarios. Desde estas centrales, se distribuye la energía a los centros de población.

Clasificación de las centrales Hidroeléctricas según:
Características orográficas o según el caudal del río se dividen en:
- Centrales fluyentes: situadas en ríos con caudal constante, por lo Tnto no requieren la construcción de un embalse. La recolección de agua se hace directamente del río y va hacia las turbinas.
- Centrales de regulación: situadas en lugares donde es necesario embalsar el agua y provocar un salto elevado de la misma.
Su estructura, se clasifican en:
- Centrales por desviación de las aguas: en estas se desvía parte del caudal del río mediante un azud o muro situado transversalmente a la corriente. El agua desviada va hasta un deposito, del cual cae por una tubería hacia la sala de maquinas.
- Centrales de pie de presa: requieren la construcción de una presa que almacene el agua a una altura determinada.
La potencia que generan, se clasifican en:
- Minicentrales hidráulicas: generan potencias comprendidas entre los 250 y los 5000 Kw.
- Macrocentrales hidráulicas: se generan potencias superiores a los 5000 kw.

Fuente: Cohan, Adriana y Kechichian (1999). Tecnología II. Polimodal. Bs. As: Ed. Santillana. Pág.180-181.

Clic en el siguiente enlace para visualizar archivo Flash de Energía Hidráulica: