Divulgación Dudas sobre experimento de energia potencial y transformacion a kwh

[CIDCONDOR]

Ante todo saludos a quien lea esto, necesito ayuda sobre una duda en un experimento que estoy realizando...
Para ello lo he simplificado en un ejemplo:
Una masa de 1000kg a 50m de altura esta sujeta a una cuerda enrollada a su vez sobre una polea sujeta a un alternador. Si la energia potencial es masa por gravedad por altura y despreciamos rozamientos,al dejarla caer, ¿que energia en términos de KWh podría dar el alternador...? ¿y si fuera en un sistema ciclico continuo teniendo en cuenta que tuvieramos un nº ilimitado de masas igual a la inicial de forma que comenzara a caer el siguiente cuando ha llegado al suelo el anterior?.

La energia no se crea ni destruye, por lo cual la energia potencial inicial se va transformando en cinetica y conserva toda su energia hasta llegar al suelo y la potencia es una relacion entre energia y tiempo, pero al vencer la fuerza resistiva del alternador la velocidad sera diferente a una caida libre y variara segun la potencia del alternador; luego para este caso concreto ¿cual seria la potencia maxima en kwh que pudiera dar un alternador en terminos de eficiencia?.

Agradeceria mucho a quien me pudiera ayudar con este problema.

Gracias.

[guibix]

Re: Dudas sobre experimento de energia potencial y transformacion a kwh

Hola CIDCONDOR,

Creo que no hay una potencia máxima teórica, lo que hay es una energía máxima $4,9.10^5$ J. Entonces la potencia dependerá del tiempo que tarda en transmitirse esa energía, que será el tiempo que tarda en detenerse la masa (tiene que detenerse si transmite su energía). Si la masa se detiene muy bruscamente la potencia será alta y al revés. La potencia tiende a infinito cuando el tiempo tiende a 0.

El límite real de la potencia está determinado por las propiedades elásticas y plásticas de los materiales del contrapeso, cuerdas, alternador, etc. y cómo no, por la fricción y la resistencia eléctrica.

Saludos.

[skynet]

Re: Dudas sobre experimento de energia potencial y transformacion a kwh

la potencia será igual la velocidad de caída de la masa multiplicada por el peso de la masa.

como la masa está conectada mecánicamente con el eje del alternador (a través de cuerdas etc..), la velocidad de caída está determinada por la velocidad de giro del alternador.

así pues, solo tienes que determinar cuál es la velocidad de giro del alternador.

hay dos posibilidades:

si el alternador esta conectado a la red eléctrica

....su velocidad de giro está fijada por la frecuencia de la red (50Hz).

si el alternador no está conectado a la red

....la velocidad de giro dependerá de tres factores:

1-el peso de la masa
2-la carga conectada al aternador
3-la intensidad del inductor.

La energia no se crea ni destruye, por lo cual la energia potencial inicial se va transformando en cinetica y conserva toda su energia hasta llegar al suelo y la potencia es una relacion entre energia y tiempo, pero al vencer la fuerza resistiva del alternador la velocidad sera diferente a una caida libre y variara segun la potencia del alternador; luego para este caso concreto ¿cual seria la potencia maxima en kwh que pudiera dar un alternador en terminos de eficiencia?.

una parte de la enrgía potencial se y transformará en cinetica hasta que la masa alcance la "velocidad terminal" en la cual el peso de la masa sea igual a la fuerza ejercida por el generador a través de la cuerda, a partir de entonces la energía potencial se tranasformará integramente en trabajo en el eje del generador.

la potencia máxima dependerá de los factores que te he indicado, para un generador no conectado a la red y una masa determinada, aumentará la potencia conforme aumentemos la velocidad de caída, esto es:

-al disminuir la intensidad del inductor
-al aumentar la resistencia conectada al generador.

saludos

[guibix]

Re: Dudas sobre experimento de energia potencial y transformacion a kwh

[QUOTE=CIDCONDOR;84752] ¿cual seria la potencia maxima en kwh que pudiera dar un alternador en terminos de eficiencia?.
QUOTE]

Disculpa, pero kWh es una medida de energía no de potencia.

La energía máxima son los $4.9*10^5$ J, pasado a kWh son $\dfrac{4.9*10^5}{3,6*10^6}=0,136$ kWh.

Un saludo.