Electrogeneradors
Un dels seriosos problemes que es presenten a l'hora de treballar al restaurant situat al
costat del Monestir de Sant Llorenç del Munt, és sens dubte el subministrament elèctric.
costat del Monestir de Sant Llorenç del Munt, és sens dubte el subministrament elèctric.
Com aconseguir electricitat en indrets on NO arriba la xarxa elèctrica? La solució és
mitjançant un sistema autònom electrogenerador (un grup electrogen).
mitjançant un sistema autònom electrogenerador (un grup electrogen).
Activitat
La teva tasca consisteix en buscar informació sobre aparells d'aquests tipus: fonament
físic de funcionament, quin tipus d'energia fa servir per generar l'electricitat, diferents
models, característiques tècniques etc, és a dir, tota la informació que puguis trobar
(com més millor). Acompanya el teu treball d'imatges, gràfics, ... i organitza part de la
informació (sobretot la que fa referència a les característiques tècniques dels diferents
models) en taules.
físic de funcionament, quin tipus d'energia fa servir per generar l'electricitat, diferents
models, característiques tècniques etc, és a dir, tota la informació que puguis trobar
(com més millor). Acompanya el teu treball d'imatges, gràfics, ... i organitza part de la
informació (sobretot la que fa referència a les característiques tècniques dels diferents
models) en taules.
Un grup electrogen és un dispositiu autònom capaç de produir electricitat. La majoria
de grups electrògens estan constituïts per un motor tèrmic accionat per un alternador.
El seu pes pot variar d'uns pocs quilograms a desenes de tones. La potència d'un
grup electrogen s'expressa en kVA (kilovolts ampere).
de grups electrògens estan constituïts per un motor tèrmic accionat per un alternador.
El seu pes pot variar d'uns pocs quilograms a desenes de tones. La potència d'un
grup electrogen s'expressa en kVA (kilovolts ampere).
Els grups electrògens s'utilitzen en zones no abastides per la xarxa elèctrica o bé
quan hi ha talls del subministrament elèctric.
quan hi ha talls del subministrament elèctric.
Funcionen amb tota mena de carburants. Els més utilitzats són la gasolina, el gasoil,
el gas natural, els biocarburants i pels més potents, el fuel-oil.
el gas natural, els biocarburants i pels més potents, el fuel-oil.
Els generadors elèctrics poden utilitzar-se en sectors particulars o industrials.
Quan s'usen en sectors industrials, se'n diu grup electrogen..
Quan s'usen en sectors industrials, se'n diu grup electrogen..
El grup electrogen utilitza un camp magnètic per a crear un moviment d'electrons i
produir energia elèctrica.
produir energia elèctrica.
En assemblar la bobina conductora a un corrent elèctric continu s'obté un canvi en el
flux del camp magnètic, que interactua amb els pols de l'imant i causa que la bobina
giri sobre si mateixa, produint una força automotriu amb la capacitat de transformar-se
en energia elèctrica.
flux del camp magnètic, que interactua amb els pols de l'imant i causa que la bobina
giri sobre si mateixa, produint una força automotriu amb la capacitat de transformar-se
en energia elèctrica.
Si un circuit extern es connecta a les terminals de la bobina, aquest voltatge crearà
corrent a través d'aquest circuit, la qual serà energia que es transmetrà a la càrrega.
Per tant, l'energia mecànica que fa girar la bobina es transforma en energia elèctrica.
corrent a través d'aquest circuit, la qual serà energia que es transmetrà a la càrrega.
Per tant, l'energia mecànica que fa girar la bobina es transforma en energia elèctrica.
Existeixen dos tipus principals de grups electrògens o generadors:
• Els primaris: aquests són capaços de convertir qualsevol tipus d'energia que reben en
energia elèctrica.
energia elèctrica.
• Els secundaris: aquests lliuren als terminals, una part de l'energia rebuda en forma
d'energia elèctrica.
d'energia elèctrica.
Altres tipus de generadors elèctrics o grups electrògens són els següents:
Generador elèctric inverter
És aquell capaç de filtrar l'ona senoidal, per a crear una ona pura amb la magnitud
i freqüència que es requereixi, superant així els elements negatius i positius. És a
dir, aquest generador li permet al regulador emetre un corrent elèctric estable que
neutralitza la vulnerabilitat dels aparells elèctrics i electrodomèstics, front les ones
sinodals disperses i de mala qualitat.
i freqüència que es requereixi, superant així els elements negatius i positius. És a
dir, aquest generador li permet al regulador emetre un corrent elèctric estable que
neutralitza la vulnerabilitat dels aparells elèctrics i electrodomèstics, front les ones
sinodals disperses i de mala qualitat.
Generador elèctric monofàsic
És un generador o grup electrogen sinusoidal de producció, distribució i consum
d'energia elèctrica conformat per dues terminals, i un sol corrent altern que condueix
una única línia de 110 volts.
d'energia elèctrica conformat per dues terminals, i un sol corrent altern que condueix
una única línia de 110 volts.
Generador elèctric trifàsic
És un generador sinodal format per tres corrents alterns monofàsiques, les quals
estan connectades en triangle o en estrella. Compten amb un rendiment més elevat
dels receptors, especialment en motors.
estan connectades en triangle o en estrella. Compten amb un rendiment més elevat
dels receptors, especialment en motors.
Encara que el corrent generat és corrent alterna, aquesta pot ser rectificada per a
obtenir un corrent continu. La majoria dels generadors o grups electrògens de corrent
altern són de tres fases o trifàsics.
obtenir un corrent continu. La majoria dels generadors o grups electrògens de corrent
altern són de tres fases o trifàsics.
Parallamps
Com pots imaginar, les tempestes són molt habituals al Parc... I amb elles, els llamps!!
Saps el que podria suposar la caiguda d'un llamp en un parc natural com el nostre?
Investiguem una mica...
Activitats:
a/ Explica amb detall (gràfics, imatges, dibuixos,...) quin és el procés de formació i
caiguda d'un llamp.
Saps el que podria suposar la caiguda d'un llamp en un parc natural com el nostre?
Investiguem una mica...
Activitats:
a/ Explica amb detall (gràfics, imatges, dibuixos,...) quin és el procés de formació i
caiguda d'un llamp.
Un raig comença a gestar-se quan els corrents d'aire calent de les capes baixes de l'atmosfera
ascendeixen i aconsegueixen els núvols d'aigua situades en capes més altes i més fredes.
Això produeix una fricció en les partícules d'aigua i de gel que formen els núvols, causant la
separació de les càrregues positives i negatives.
ascendeixen i aconsegueixen els núvols d'aigua situades en capes més altes i més fredes.
Això produeix una fricció en les partícules d'aigua i de gel que formen els núvols, causant la
separació de les càrregues positives i negatives.
Com es produeix un raig:
(1) Encara no se sap molt bé com, però a causa d'aquesta fricció les partícules més petites
que componen els núvols es carreguen positivament i ascendeixen mogudes pel vent a la part
superior. Per contra les càrregues negatives s'acumulen en partícules més grans i pesades
que ocupen la part baixa de les núvol i que estan desitjant anar a qualsevol altre costat.
(2) Si l'acumulació de càrregues negatives en la base del núvol és prou gran es produeix una
descàrrega de partícules negatives (no visible) que descendeix des del núvol cap a la superfície
de la terra, que té càrrega positiva —també poden “saltar” cap a una altra zona del mateix núvol
o a diferents núvols, que és el més habitual. La descàrrega descendent s'obre pas zigzaguejant
per l'aire a més de 430.000 km per hora, buscant les zones millor conductores.
descàrrega de partícules negatives (no visible) que descendeix des del núvol cap a la superfície
de la terra, que té càrrega positiva —també poden “saltar” cap a una altra zona del mateix núvol
o a diferents núvols, que és el més habitual. La descàrrega descendent s'obre pas zigzaguejant
per l'aire a més de 430.000 km per hora, buscant les zones millor conductores.
(3) Quan la descàrrega troba una estructura alta o s'aproxima al sòl des d'aquest es produeix un
corrent de retorn de partícules positives que en el seu viatge a través de la ruta oberta pel raig,
a gairebé la velocitat de la llum, produeixen el llampec. Aquesta descàrrega elèctrica de tornada
és visible com una resplendor intensa i a penes dura un instant. En la majoria dels casos la
durada del llampec és inferior al mitjà segon i la grandària mig menor de 5 cm de diàmetre.
corrent de retorn de partícules positives que en el seu viatge a través de la ruta oberta pel raig,
a gairebé la velocitat de la llum, produeixen el llampec. Aquesta descàrrega elèctrica de tornada
és visible com una resplendor intensa i a penes dura un instant. En la majoria dels casos la
durada del llampec és inferior al mitjà segon i la grandària mig menor de 5 cm de diàmetre.
Una sola descàrrega pot aconseguir els 30 milions de volts i 100.000 amperes. Una gran
tempesta elèctrica “pot acumular més energia que la continguda en una bomba atòmica”
tempesta elèctrica “pot acumular més energia que la continguda en una bomba atòmica”
La descàrrega del llamp produeix a més, el tro. Aquest es produeix quan l'aire al voltant del
raig sobtadament s'escalfa fins als 28.000 °C, que és gairebé cinc veus més calent que la
superfície del Sol. L'aire calent s'expandeix sobtadament, augmentant el seu volum a una
velocitat superior a la del so. Però al contacte amb l'aire fred circumdant la massa d'aire
calent torna a refredar-se i a contreure's sobtadament produint l'ona de xoc audible que
anomenem tro.
Per la seva naturalesa els raigs tendeixen a produir-se més sobre algunes zones del planeta
que sobri altres. Com es veu en la imatge inferior, el llamps a penes cauen en els pols i són
poc amics de l'aigua del mar, però són habituals dels alts cims de les muntanyes i en les
extenses planes i amplis altiplans comuns a Àfrica Central.
que sobri altres. Com es veu en la imatge inferior, el llamps a penes cauen en els pols i són
poc amics de l'aigua del mar, però són habituals dels alts cims de les muntanyes i en les
extenses planes i amplis altiplans comuns a Àfrica Central.
Distribució habitual en la caiguda de llamps a nivell global
b/ Fes una relació dels efectes que pot provocar la caiguda d'un llamp.
la propagació del corrent del raig pot produir múltiples efectes, tals com:
Efectes lluminosos
S'arriben a generar importants quantitats de partícules lluminoses conegudes com a fotons
a causa de la ionització en l'aire que es provoca pel corrent del raig.
a causa de la ionització en l'aire que es provoca pel corrent del raig.
Aquestes partícules poden arribar a provocar enlluernaments durant llargs segons.
Efectes acústics
La corrent del raig arriba a produir un fort increment de la pressió el qual manifesta forces
electrodinàmiques.
electrodinàmiques.
El soroll o so es transmet en forma de fragores o de taconazos i pot escoltar-se a desenes
de quilòmetres des del seu punt d'impacte.
de quilòmetres des del seu punt d'impacte.
Efectes a causa dels taconazos
A causa de la intensa força amb la qual cau el llamp, la resistivitat dels sòls i de les portes
resulta mínima.
resulta mínima.
La caiguda del tro pot succeir en elements metàl·lics connectats de manera incorrecta el
que produeix destruccions dels nostres equips elèctrics i electrònics.
que produeix destruccions dels nostres equips elèctrics i electrònics.
Efectes electrodinàmics induïts
En entorn d'on cau un llamp es produeix un camp magnètic, el qual genera tensions i
corrents d'inducció.
corrents d'inducció.
Aquestes tensions i corrents poden arribar a provocar deformacions, arranjaments i destruccions
Efecte d'electrocució
Quan un raig passa corrent pot causar la mort i la dispersió del corrent als seus sòls
heterogenis pot provocar cremades, interrupcions respiratòries i cardíaques.
heterogenis pot provocar cremades, interrupcions respiratòries i cardíaques.
Efectes tèrmics
Els efectes tèrmics poden formar un punt d'impacte que aconsegueix una fusió dels materials
o la seva destrucció per mitjà d'una explosió, això és quan es presenta una forta taxa d'humitat
o sortides de foc.
o la seva destrucció per mitjà d'una explosió, això és quan es presenta una forta taxa d'humitat
o sortides de foc.
Efectes electroquímics
Els efectes electroquímics també són coneguts com la descomposició química dels materials
per reaccions electrolítiques. Aquests efectes apareixen principalment al nivell de la posada a terra.
per reaccions electrolítiques. Aquests efectes apareixen principalment al nivell de la posada a terra.
La presència cada vegada més freqüent d'electrònica sensible atorga als equips elèctrics una
vulnerabilitat augmentada a les sobretensions transitòries.
vulnerabilitat augmentada a les sobretensions transitòries.
c/ Imagina't que, sobtadament, es produeix una tempesta mentre estaves fent senderisme
al Parc... Has de vigilar molt amb els llamps!! Quines mesures de precaució hauries de
prendre per a protegir-te el màxim possible?
· No refugiar-se baix arbres. S'està més segur a camp obert, si pot ser a la gatzoneta dins
d'una concavitat del terreny.
d'una concavitat del terreny.
· No romandre prop de la fita del bosc, s'està més segur dins d'ell.
· La millor protecció contra els raigs és un cotxe tancat, que actua a manera de gàbia
de Faraday. Atenció: recollir sempre l'antena de ràdio!
de Faraday. Atenció: recollir sempre l'antena de ràdio!
· En cas de tempestes no cal banyar-se en el mar ni romandre prop de la riba.
· Qui es trobi veritablement lluny de tot asil, en un pla o prada, nota que se li estarrufen els cabells
(senyal que un llamp està a punt de caure) agenollar-se i doblegar el cos cap endavant.
No tendir-se en el sòl a tot el deixo anar.
(senyal que un llamp està a punt de caure) agenollar-se i doblegar el cos cap endavant.
No tendir-se en el sòl a tot el deixo anar.
· Una altra recomanació és posar-se a peu coix ja que la diferència de potencial (que és el
que atreu els raigs) disminueix; quantes menys parts del nostre cos tinguem tocant el sòl
més possibilitats tindrem d'evitar el raig.
que atreu els raigs) disminueix; quantes menys parts del nostre cos tinguem tocant el sòl
més possibilitats tindrem d'evitar el raig.
d/ Imagina't que el que vols protegir ara són alguns indrets concrets del Parc instal·lant
parallamps... Investiga els diferents tipus que podries trobar al mercat, característiques,
materials de què estan fets, preus,... Tot allò que trobis i et sembli interessant. No cal dir
que hauries d'enriquir la teva investigació amb imatges, gràfics, estadístiques,...
parallamps... Investiga els diferents tipus que podries trobar al mercat, característiques,
materials de què estan fets, preus,... Tot allò que trobis i et sembli interessant. No cal dir
que hauries d'enriquir la teva investigació amb imatges, gràfics, estadístiques,...
Existeixen diferents sistemes de protecció per a les descàrregues d'origen atmosfèric. Potser
el més conegut sigui el parallamps, però existeixen altres sistemes com, els cables de guarda
o les gàbies de Faraday.
el més conegut sigui el parallamps, però existeixen altres sistemes com, els cables de guarda
o les gàbies de Faraday.
ELS CABLES DE GUARDA
Els cables de guarda, són cables sense tensió, que van col·locats damunt de la instal·lació
a protegir. Són molt utilitzats en les línies aèries d'alta tensió. Es connecten a la mateixa
estructura metàl·lica en cada torre i serveixen per a diversos motius. Un és el generar un
equipotencial de terra en tot el traçat de la línia, rebaixant al mínim la resistència de terra
ja que amb el cable s'uneixen totes les torres i per defecte totes les preses de terra del traçat.
Un altre motiu és per a intentar captar el llamp durant les tempestes i conduir-lo a terra. La
majoria dels llamps que cauen sobre aquestes línies, impacten en el cable de guarda, però
en altres ocasions no succeeix així. Un impacte directe de raig en una línia de transport
d'energia elèctrica, causa danys molt greus en les instal·lacions que no estiguin protegides,
o mal protegides.
a protegir. Són molt utilitzats en les línies aèries d'alta tensió. Es connecten a la mateixa
estructura metàl·lica en cada torre i serveixen per a diversos motius. Un és el generar un
equipotencial de terra en tot el traçat de la línia, rebaixant al mínim la resistència de terra
ja que amb el cable s'uneixen totes les torres i per defecte totes les preses de terra del traçat.
Un altre motiu és per a intentar captar el llamp durant les tempestes i conduir-lo a terra. La
majoria dels llamps que cauen sobre aquestes línies, impacten en el cable de guarda, però
en altres ocasions no succeeix així. Un impacte directe de raig en una línia de transport
d'energia elèctrica, causa danys molt greus en les instal·lacions que no estiguin protegides,
o mal protegides.
GÀBIES DE FARADAY
L'efecte gàbia de Faraday, provoca que el camp electromagnètic a l'interior d'un conductor en
equilibri sigui nul, anul·lant l'efecte dels camps externs. Aquest fenomen va ser descobert per
Michael Faraday en 1836. En una caixa metàl·lica quan se sotmet a un camp elèctric o
electromagnètic, com és el cas dels raigs, les càrregues del metall, es reorganitzen de tal
manera que el camp elèctric dins la gàbia és zero, és a dir, qualsevol objecte que estigui envoltat
per una malla metàl·lica, està protegit dels camps electromagnètics que es formen en l'exterior,
o viceversa. Hi ha moltes aplicacions d'aquest descobriment, per exemple, en un microones,
les ones electromagnètiques no poden sortir cap a l'exterior degut a l'encapsulat metàl·lic,
els edificis fets amb formigó armat formen una gàbia de Faraday, els ascensors dels edificis,
estan recoberts de metall, fent el malfuncionamiento dels telèfons mòbils. Els avions estan
fets d'una carcassa metàl·lica pràcticament buida, i quan un raig impacta sobre ell, el camp
elèctric roman en la part externa del fuselatge, mantenint intactes els sistemes de navegació
i al passatge.
equilibri sigui nul, anul·lant l'efecte dels camps externs. Aquest fenomen va ser descobert per
Michael Faraday en 1836. En una caixa metàl·lica quan se sotmet a un camp elèctric o
electromagnètic, com és el cas dels raigs, les càrregues del metall, es reorganitzen de tal
manera que el camp elèctric dins la gàbia és zero, és a dir, qualsevol objecte que estigui envoltat
per una malla metàl·lica, està protegit dels camps electromagnètics que es formen en l'exterior,
o viceversa. Hi ha moltes aplicacions d'aquest descobriment, per exemple, en un microones,
les ones electromagnètiques no poden sortir cap a l'exterior degut a l'encapsulat metàl·lic,
els edificis fets amb formigó armat formen una gàbia de Faraday, els ascensors dels edificis,
estan recoberts de metall, fent el malfuncionamiento dels telèfons mòbils. Els avions estan
fets d'una carcassa metàl·lica pràcticament buida, i quan un raig impacta sobre ell, el camp
elèctric roman en la part externa del fuselatge, mantenint intactes els sistemes de navegació
i al passatge.
Els delicats equips electrònics, com per exemple els transceptores de radi, acobladors, etc…
tenen la carcassa de metall, per a evitar que els camps electromagnètics penetrin i danyin
l'electrònica. Una altra aplicació la tenim en els cables coaxials, que encara que no s'ha de
confondre un cable apantallado amb un cable coaxial, la malla d'aquests cables formen una
gàbia de Faraday, però la causa que els cables coaxials presentin aquesta construcció és
per un altre motiu diferent a aquest.
tenen la carcassa de metall, per a evitar que els camps electromagnètics penetrin i danyin
l'electrònica. Una altra aplicació la tenim en els cables coaxials, que encara que no s'ha de
confondre un cable apantallado amb un cable coaxial, la malla d'aquests cables formen una
gàbia de Faraday, però la causa que els cables coaxials presentin aquesta construcció és
per un altre motiu diferent a aquest.
ELS PARALLAMPS
Els parallamps són els equips més utilitzats per a protegir una instal·lació de l'impacte directe d'un llamp.
Va ser inventat per Benjamí Franklin en 1753, i des de llavors no han evolucionat.
Els parallamps tipus Franklin o PF, són simples capçals metàl·lics acabats en una punta o múltiples puntes afilades. Els parallamps Franklin amb dispositiu d'encebament PFDC, es diferencien dels anteriors, en què tenen instal·lat prop de la punta un dispositiu electrònic que serveix per a excitar la ionització. A aquests dos tipus de parallamps se'ls denominen parallamps ionitzants, la seva missió és ionitzar l'aire per a atreure el llamp.
El motiu pel qual aquests parallamps tenen la terminació punxeguda, és per a generar el fenomen de l'efecte punta. Quan un material posseeix càrrega elèctrica, aquesta es distribueix per tot el cos. La densitat de càrrega, és la càrrega per unitat de volum, de manera que si la càrrega es distribueix en el cos, la seva densitat serà major en les zones de menys volum, per això es produeix una acumulació d'energia en les zones del material acabades en punta. Si el material està exposat a un camp elèctric, tendirà a interactuar amb aquest per la zona de major densitat de càrrega, és a dir, en la punta. Aquest fenomen el va descobrir Benjamí Franklin, després dels seus experiments amb una cometa en dies de tempesta.
Els parallamps Franklin estan començant a generar dubtes de la seva eficàcia, a causa dels perillosos efectes causats durant la descàrrega. Tenir en una instal·lació un parallamps d'aquest tipus, no garanteix que el llamp vagi a impactar en la punta del parallamps, de fet s'han donat casos d'impactes en la base del mateix o en llocs pròxims a ell. Empreses del nostre país, així com de França, el Japó, etc… estan prohibint la seva utilització i estan sent reemplaçats per parallamps més tecnològics.
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada