Conexiones eléctricas

Energía eléctrica. ¿Qué es?

Energía eléctrica. ¿Qué es?

Definimos energía eléctrica como la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos. Cuando estos dos puntos se los pone en contacto mediante un conductor eléctrico obtenemos una corriente eléctrica.

Aspectos físicos de la energía eléctrica

Desde el punto de vista físico, la energía eléctrica son cargas eléctricas negativas (electrones) que se mueven a través del conductor eléctrico, generalmente metálico, debido a la diferencia de potencial entre sus extremos. El motivo por el que se suelen utilizar conductores de origen metálico es porqué disponen de mayor cantidad de electrones libres.

Las cargas eléctricas que se desplazan a través del conductor forman parte de los átomos de las sustancias del propio conductor.

En física el potencial de energía eléctrica también es llamado energía potencial electrostática.

A un nivel de la física un poco más técnico, el potencial de energía eléctrica es la energía potencial del campo electrostático. Es la energía que posee una distribución de carga eléctrica que está vinculada a la fuerza ejercida por el campo generado de la misma distribución. Junto con la energía magnética, el potencial de energía eléctrica es la energía del campo electromagnético.

La energía potencial electrostática se puede definir como el trabajo hecho para crear una distribución de carga a partir de una configuración inicial en la que cada uno de los componente de la distribución no interactúa con la otra. La energía potencial electrostática también puede definirse a partir de campo electrostático generado a partir de la misma distribución, y en este caso su expresión es independiente de la fuente del campo.

Es una magintud que puede ser negativa o positiva, dependiendo de si el trabajo realizado para que estén en la configuración adoptada es positivo o negativo. Dos cargas que interactúan en el mismo signo tienen energía positiva, ya que el trabajo realizado para acercarlos debe superar su repulsión. Por la misma razón, dos cargas opuestas tienen energía negativa.

Generación de energía eléctrica

La energía eléctrica apenas no se puede encontrar de forma libre en la naturaleza de una forma que pueda ser aprovechable. Se puede observar en las tormentas eléctricas pero la dificultad de almacenar y controlar tal cantidad de energía las hace en prácticamente no aprovechables.

Existen varias formas de generar energía eléctrica que podemos clasificar en renovables o no-renovables. Las formas de generar energía eléctrica renovables son aquellas en que no se utiliza combustible o el combustible es inagotable (energía solar, energía eólica, energía hidroeléctrica, energía geotérmica, etc.). Por otra parte las formas de generar energía eléctrica no-renovable requieren de un combustible que por abundante que sea tiende a agotarse como la energía nuclear, energía térmica (carbón, petróleo, gas…), etc.

Uso de la energía eléctrica

Trenes funcionando mediante energía eléctricaLa energía eléctrica se puede transformar en muchos otros tipos de energía como energía mecánica (motores eléctricos, máquinas ...), en energía térmica (calefactores, estufas ...) o en energía lumínica (luz). La gran ventaja que nos da la energía eléctrica es la facilidad de transportarla.

El uso de la electricidad está muy extendido en la sociedad moderna y la corriente a través de la conexión a la red eléctrica o mediante baterías o acumuladores: basta pensar en el uso de la iluminación de edificios (públicos y privados) y las carreteras, en el poder de aparatos y equipos, así como en los procesos de producción industrial o en las máquinas eléctricas, como motores eléctricos.

Por tanto, el descubrimiento de la energía eléctrica ha representado una revolución tecnológica, económica y social real muy fuerte. Su uso ha provocado una fuerte e irreversible necesidad debido a sus beneficios en comparación con energía mecánica producida por los motores térmicos (motores de combustión). Entre ellos estaba el hecho de ser capaz de ser transportada a una distancia, el bajo ruido de funcionamiento de equipo eléctrico, la ausencia de los gases de escape en el lugar de uso y la huella más pequeña de una máquina eléctrica.

Entre las desventajas sólo el hecho de no ser una fuente primaria. El uso de la energía eléctrica implica la necesidad de una infraestructura de conversión que inevitablemente introduce una pérdida de eficiencia en el proceso de conversión y aguas arriba en el transporte a lo largo de las líneas eléctricas.

Las plantas de energía eléctrica

Torres para el transporte de la energía eléctricaLa electricidad, a excepción de la electricidad atmosférica del rayo y el potencial débilmente negativo de la Tierra, no es una fuente de energía primaria de la tierra por lo que tiene que ser producida por transformación de una fuente de energía primaria. De este modo, se considera la energía eléctrica como una fuente de energía secundaria . En el proceso de transformación, el rendimiento siempre menor que 100%, se produce dentro de las plantas de energía.

En todas las plantas de producción de energía eléctrica, a excepción de las de energía solar fotovoltaica, se nececitan tres elementos para producir electricidad:

  • Turbina 
  • Alternador
  • Transformador

Otro elemento importante para producir electricidad es el agua en forma líquida (como en las centrales hidroeléctricas ) o en forma de vapor a alta presión (en centrales térmicas, plantas de energía geotérmica , en la fisión nuclear y en plantas de energía solar térmica ), con el fin de girar las turbinas para producir de una manera más constante posible corriente alterna por medio del alternador.

El uso de agua presenta los siguientes problemas derivados de la necesidad de calentarla:

  • Disponibilidad de agua.
  • La contaminación térmica del agua, si no se recupera, se dispersa en la atmósfera en forma de vapor de agua o se realimenta en los lagos, ríos y mar.

En el caso de las plantas eólica no se necesita agua, puesto que las turbinas se accionan mediante la fuerza del viento.

Transporte y distribución de energía eléctrica

Una vez finalizada la producción de electricidad hay la neceisdad de transportarla a gran escala. El transporte de gran escala y distribución de electricidad producida por las plantas hasta los usuarios finales se lleva a cabo a través de la red de transmisión y de la red de distribución.

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Última revisión: 25 de noviembre de 2016

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