Energía eléctrica

La energía eléctrica, también conocida como corriente eléctrica, es una especie de energía producida gracias al flujo de electrones a través de un medio. Esta clase de energía ocurre debido a la diferencia de potencial entre dos cuerpos interconectados por un conductor, se transmite a través de un medio, sea físico, líquido o gaseoso.

La física se ha encargado de estudiar el fenómeno eléctrico desde hace siglos atrás, por lo que el concepto de lo que es la energía eléctrica puede describirse tal como: El flujo constante de electrones desde un punto con exceso de electrones o de carga negativa, hasta otro punto con déficit de los mismos o bien que posea carga positiva, este escenario es bastante frecuente en la naturaleza y en innumerables procesos industriales.

La energía eléctrica se moviliza por medio de partículas subatómicas conocidas como electrones. Los electrones son partículas elementales contenidas en cada átomo y son capaces de cambiar el estado eléctrico de un cuerpo. Esta es la razón de que los electrones necesiten un medio tangible para transmitir su carga eléctrica.

Ejemplos de energía eléctrica

La energía eléctrica puede apreciarse de diversas formas, por ello cabe destacar varios ejemplos de energía eléctrica que los representen.

Las tormentas eléctricas

tormenta eléctrica
Se estima que un rayo es capaz de descargar entre 1.000 y 10.000 millones de joules, con 200.000 amperes de corriente y 100 millones de voltios.

Las tormentas eléctricas son el fenómeno natural más destacable en el planeta que puedan dejar ver el potencial de esta clase de energía. Consisten en descargas enormes de energía eléctrica, estas son el producto de la gran acumulación de electricidad y de diferencia de potencial entre las nubes de tormenta y la superficie terrestre, provocando así los relámpagos, que no son más que retazos de aire ionizado por el numeroso flujo de electrones.

El cuerpo humano

cuerpo humano

El cuerpo humano es un generador y conductor natural de energía eléctrica, tanto el hombre y como el resto de especies animales y organismos vivos, poseen sistemas nerviosos que funcionan gracias a las corrientes eléctricas que circulan a través de ellos. Por esto somos capaces de percibir ciertas cantidades de cargas de electricidad y de reaccionar rápidamente a los estímulos exteriores de nuestro ambiente.

Los electrodomésticos

electrodomésticos

Cada uno de los electrodomésticos, como su nombre muy bien lo indica, necesitan de ciertas cantidades de electricidad para encenderse y funcionar correctamente, que, para su implementación en la vida cotidiana de las personas, se transforma a otras clases de energía, tales como energía térmica, mecánica y lumínica.

Baterías

baterías eléctricas

El proceso químico responsable de que las baterías eléctricas puedan conservar y generar electricidad, es el responsable del funcionamiento de la mayoría de los aparatos eléctricos en la actualidad. El principio de este invento, es transformar la energía química que contienen, a energía eléctrica. Indispensables para teléfonos inteligentes, vehículos automotores, laptops, reproductores de música, audífonos inalámbricos y un sinfín de dispositivos eléctricos.

Iluminación

iluminación eléctrica

Luego de la idea revolucionaria por parte de Thomas Edison, las bombillas eléctricas han sido la pauta para alumbrar nuestra civilización. Cierto es que se han venido desarrollando avances y nuevas tecnologías para optimizar su funcionamiento, pero todas cumplen con la misma finalidad, recibir la energía eléctrica y transformarla en energía lumínica, sea por la incandescencia de un filamento al vacío o por la ionización de gases especiales.

Cómo se produce

generador de electricidad

La energía eléctrica se genera debido a la diferencia de potencial entre dos puntos, el cual se determina por la presencia o ausencia de las partículas elementales conocidas como electrones. Pero para que la energía sea liberada y se estabilice el sistema, se necesita de un conductor que comunique directamente ambos puntos con distinta carga, para que pueda ocurrir el flujo de corriente eléctrica.

Cómo funciona

La energía eléctrica trabaja con determinadas características y factores, los cuales han sido estudiados y utilizados a lo largo la historia. Por esto, hoy en día se puede sintetizar la naturaleza de este fenómeno mediante una serie de ideas básicas:

electricista

  • Medio conductor: La energía eléctrica puede movilizarse a través de un conductor eléctrico o cualquier cuerpo que permita el flujo de corriente eléctrica. Este puede ser físico, líquido o gaseoso, pero la corriente eléctrica tenderá a continuar el camino con menos resistencia para descargarse.
  • Generador: Es el que usualmente establece la diferencia de potencial en el circuito eléctrico. Proporciona la cantidad de carga en cuestión que será transmitida por el conductor.
  • Diferencia de potencial: Conocida comúnmente como tensión, determina el trabajo necesario para que una partícula cargada eléctricamente pueda desplazarse desde un punto A hasta un punto B.
  • Corriente eléctrica: Es el flujo de electrones que circulan a través del conductor eléctrico, producto del diferencial eléctrico entre dos puntos conectados.
  • Carga eléctrica: Propiedad intrínseca o adquirida de un material, el cual le da la capacidad de producir e interactuar con campos electromagnéticos, así como con otros materiales de distinta polaridad.

Tipos

La energía eléctrica puede demostrarse por medio de otras clases de energía conocidas. Tales como:

Energía electroestática

electroestática

La electricidad estática es una manifestación de energía o carga eléctrica. Es apreciable gracias a la acumulación de cargas eléctricas en un cuerpo, pueden llegar a notarse pequeñas descargas cuando los cuerpos cargados entran en contacto con otros cuya carga es opuesta.

Energía electromagnética

electromagnética

Se entiende como energía electromagnética, a la resultante entre la interacción entre un campo magnético y un campo eléctrico. Por lo tanto, toda representación de esta clase de energía, es un subproducto de la actividad eléctrica a distintos niveles, dado que toda corriente eléctrica genera un campo eléctrico y a su vez, los campos magnéticos son el resultado de materiales eléctricamente cargados.

Energía electroquímica

electroquimica

 

A nivel atómico, las reacciones químicas son llevadas a cabo por las distintas características entre las partículas y su entorno. Una de las propiedades básicas determinantes en estos procesos químicos es el estado eléctrico, que establece la interacción o repulsión entre distintas sustancias, dependiendo de la carga que posean, o en su defecto, de la cantidad de electrones.

Otros tipos

Hay otros fenómenos en los cuales la energía eléctrica se puede manifestar, siempre estará presente donde haya carga eléctrica, durante procesos metabólicos, interacción entre átomos, erupciones solares, son acontecimientos donde se libera energía de este tipo frecuentemente.

Usos

Tanto las corrientes como las cargas eléctricas se encuentran presenten en todos los aparatos eléctricos.

bus eléctrico

  1. En el transporte y la comunicación de toda clase, se utilizan dispositivos eléctricos que provocan la ignición del mecanismo en los vehículos, e incluso en la actualidad, existen vehículos que funcionan únicamente con electricidad. Igualmente, con los dispositivos de comunicación remota, todos utilizan señales generadas por electricidad.
  2. En cada uno de los distintos electrodomésticos que se utilizan diariamente, utilizan un mecanismo que requiere de la energía eléctrica. Todos ellos transforman la energía eléctrica en otras clases de energía útil para el uso cotidiano.
  3. En los procedimientos químicos llevados a cabo en laboratorios y en múltiples empresas, se utiliza la electricidad mediante un proceso llamado electrólisis, el cual permite separar compuestos, catalizar reacciones y facilitar la creación de polímeros que, de otra forma, sería imposible de llevar a cabo.
  4. En procedimientos médicos, se implementa la corriente eléctrica en desfibriladores para procedimientos de resucitación, tratamientos con electroshock. Del mismo modo, se utilizan las señales eléctricas emitidas por músculos y nervios, para estudiar la incidencia de enfermedades, lesiones y el rendimiento de atletas.
  5. En sistemas de seguridad actual, se utilizan cercas con corriente eléctrica para incrementar la seguridad en recintos públicos y privados, al igual que existen en muchos comercios lámparas atrapamoscas, las cuales eliminan todo insecto que se adquiera a ellas mediante descargas eléctricas.

Ventajas y desventajas

Este tipo de energía tiene numerosas ventajas y desventajas que deben considerarse.

Ventajas

  • La energía eléctrica puede transportarse a través de largas distancias, con las estructuras necesarias, puede trasladarse desde el sitio de generación hasta el punto de destino y uso final.
  • Gracias a diversos inventos de la humanidad y recursos aportados por la naturaleza, se trata de una fuente prácticamente inagotable de energía.
  • Se trata de un tipo de energía no contaminante, dado que se trata de una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza.
  • Tiene un sinfín de utilidades en la civilización actual, la cual permiten una considerable mejor calidad de vida de la que se poseía siglos atrás.

Desventajas

  • Aunque se trate de una fuente bastante conocida de energía, cierto es que se necesita una determinada cantidad de dispositivos, materiales y una fuente alterna de energía para producirla y poder aprovecharla.
  • La energía eléctrica en sí no provoca emisiones nocivas o agentes contaminantes, pero las instalaciones y los combustibles utilizados sí lo hacen.
  • Si no se maneja o trata adecuadamente, corrientes eléctricas pueden ser perjudiciales y hasta letales para los seres vivos que se expongan a ella.
  • Para su transporte y almacenamiento, se necesita de una gran cantidad de materiales conductores y de químicos, cuestión que a grandes magnitudes, representa una inversión significativa para las partes involucradas.

Fórmula matemática

Para calcular la energía eléctrica se utilizan un conjunto de ecuaciones que permiten determinar el comportamiento de las cargas, pero para estudiar específicamente la corriente eléctrica, se puede emplear la ley de Ohm:

\[\]I= \frac{V}{R}/latex]

En esta ecuación

  • I= Intensidad de la corriente eléctrica.
  • V= Tensión establecida por la fuente de energía.
  • R= Resistencia de los cuerpos.