La energía eléctrica es la energía asociada al movimiento de las cargas eléctricas. También la conocemos como electricidad.
La energía eléctrica proviene de la atracción y repulsión de las cargas eléctricas. Si juntamos un cuerpo con carga positiva y otro con carga negativa, estos se atraen, porque cargas diferentes u opuestas se atraen.
Por otro lado, si juntamos dos cuerpos con carga positiva, o dos cuerpos con carga negativa, estos se van a rechazar, porque cargas iguales se repelen.
Las cargas vienen determinadas por los átomos de las sustancias. Pero, ¿cómo se producen las cargas? Algunos electrones en los átomos tienen la facilidad de "escapar" a otros átomos. Esto hace que aquellas sustancias con mayor cantidad de electrones tengan una carga negativa, mientras que aquellas que pierden electrones quedan con carga positiva.
Hay dos tipos de energía eléctrica, que dependen de la forma en que se mueven las cargas eléctricas:
- Corriente eléctrica, que es cuando las cargas eléctricas se mueven a través de un cable u otro medio.
- Electricidad estática, que es cuando las cargas se acumulan en una zona.
Probablemente es la energía eléctrica la forma de energía que mueve el mundo moderno. Ella nos sirve para tener luz, para cargar los teléfonos, para cocinar y mover cualquier tipo de máquina.
Características de la energía eléctrica
- Se transporta más fácilmente que otras energías: por el sistema eléctrico público se envía la energía eléctrica que se produce en las centrales generadoras.
- Se puede transformar fácilmente en otras formas de energía: podemos obtener energía lumínica, energía térmica y otras formas de energía a partir de la energía eléctrica.
- Tiene buen rendimiento: esto significa que la energía eléctrica se aprovecha en casi su totalidad.
- Depende de la separación de cargas eléctricas: si las cargas positiva y negativa no pudieran separarse, no existiría energía eléctrica.
- Cuando es estática, se comporta como una energía de tipo potencial.
- Cuando las cargas se mueven, se caracteriza por ser una energía de tipo cinética.
¿Cómo se produce la energía eléctrica?
La mayor parte de la energía eléctrica que llega a los centros poblados se produce mediante turbinas. Una turbina consiste de muchas bobinas de alambres que giran libremente dentro de unos imanes o magnetos estáticos.
A medida que la bobina gira, ella se mueve relativamente al magneto, resultando en una corriente eléctrica que fluye a través del alambre. Esa corriente eléctrica luego se envía a los consumidores.
Fuentes de energía eléctrica
La energía eléctrica que consumimos en las ciudades se genera en centrales eléctricas que aprovechan diferentes fuentes de energía:
- Centrales hidroeléctricas: la fuente de energía es la energía producida por el agua en movimiento.
- Centrales térmicas: mediante la combustión del carbón y derivados del petróleo se produce vapor de agua que mueve las turbinas que generan energía eléctrica.
- Centrales nucleares: las reacciones nucleares producen una gran cantidad de calor que se usa para mover las turbinas.
- Turbinas eólicas: otra fuente de energía para girar las turbinas es el viento.
- Paneles solares: a través de dispositivos llamados células solares o fotovoltaicas la energía solar se transforma en energía eléctrica.
- Baterías: dentro de las baterías y pilas se encuentran compuestos químicos que reaccionan químicamente produciendo energía eléctrica.
Una vez que llega a nuestros hogares, la energía eléctrica se transforma en energía térmica en los aparatos de calefacción, en energía lumínica cuando se enciende un foco, en energía cinética cuando se enciende la licuadora y en energía sonora cuando prendemos un radio reproductor.
Ejemplos de energía eléctrica
La energía eléctrica se manifiesta en la naturaleza y a nuestro alrededor de formas muy diversas:
- Aparatos electrodomésticos: en nuestros hogares tenemos energía eléctrica cuando enchufamos un equipo electrodoméstico a la red eléctrica. El paso de corriente hará que el equipo pueda funcionar.
- El globo que atrae los cabellos: cuando frotamos con fuerza un globo inflado contra nuestra cabeza, los electrones del cabello saltan al globo, dándole una carga negativa, mientras que el cabello queda con carga positiva. Esta separación de cargas atrae los cabellos al globo.
- El corrientazo: cuando arrastramos o frotamos los zapatos de goma contra una alfombra y luego sentimos una especie de "corrientazo" al tocar una manija u otro objeto de metal. Esto sucede porque nos cargamos de electrones de la alfombra y al tocar la manija de metal, los electrones "saltan" a la manija.
- Rayos: el rayo es una descarga eléctrica que se produce cuando el exceso de carga negativa de las nubes salta a otras nubes o al suelo.
- Transmisión del impulso nervioso: nuestro sistema nervioso funciona gracias a la energía eléctrica que se transmite por las células nerviosas.
Ventajas y desventajas de la energía eléctrica
Entre las ventajas de producir energía eléctrica como fuente de energía para las actividades humanas tenemos:
- Se transporta fácilmente a los puntos de utilización.
- Se transforma fácilmente en otros tipos de energía.
- Puede emplearse para múltiples usos.
Entre las desventajas de la energía eléctrica podemos mencionar:
- Cuando se produce una descarga eléctrica cercana a combustibles volátiles se pueden producir explosiones.
- Si un ser humano recibe un choque eléctrico puede morir.
Fórmula para medir la fuerza de la energía eléctrica
Podemos medir la fuerza de la energía eléctrica entre dos objetos tomando en cuenta la carga de cada uno y la distancia que los separa:
El término k es lo que se conoce como una constante, un número que no cambia, que en este caso es igual a 9 x 10 9 Newton.metros2/coulomb2.
La carga de los objetos afecta la fuerza de atracción o repulsión entre ellos: a mayor carga, mayor fuerza y viceversa.
El otro término que afecta la fuerza de la energía eléctrica es la distancia entre los objetos elevada al cuadrado que se encuentra en el denominador. Esto significa que a medida que se separan o alejan las cargas, la fuerza es menor; mientras que más cerca se encuentren las cargas la fuerza será mayor.
Ver también:
Referencias
Robertson, W.C. (2005) Electricity and magnetism: stop faking it! NSTApress. Virginia.