¿Cómo Funciona La Energía Eléctrica?

La energía eléctrica es un concepto importante en la ciencia, pero que a menudo se malinterpreta. ¿Qué es exactamente la energía eléctrica y cuáles son algunas de las reglas que se aplican al usarla en los cálculos?

Qué Es La Energía Eléctrica?

La energía eléctrica es una forma de energía que resulta del flujo de carga eléctrica. La energía es la capacidad de realizar un trabajo o aplicar fuerza para mover un objeto. En el caso de la energía eléctrica, la fuerza es atracción o repulsión eléctrica entre partículas cargadas. La energía eléctrica puede ser energía potencial o energía cinética, pero generalmente se encuentra como energía potencial, que es energía almacenada debido a las posiciones relativas de partículas cargadas o campos eléctricos. El movimiento de partículas cargadas a través de un cable u otro medio se llama corriente o electricidad. También hay electricidad estática, que resulta de un desequilibrio o separación de las cargas positivas y negativas en un objeto. La electricidad estática es una forma de energía potencial eléctrica. Si se acumula suficiente carga, la energía eléctrica puede descargarse para formar una chispa (o incluso un rayo), que tiene energía cinética eléctrica.

La Teoría del Flogisto Descartado en la Química Temprana

Por convención, la dirección de un campo eléctrico siempre se muestra apuntando en la dirección en la que se movería una partícula positiva si se colocara en el campo. Es importante recordar esto cuando se trabaja con energía eléctrica porque el portador de corriente más común es un electrón, que se mueve en la dirección opuesta en comparación con un protón.

Cómo Funciona la Energía Eléctrica

El científico británico Michael Faraday descubrió un medio para generar electricidad ya en la década de 1820, moviendo un bucle o disco de metal conductor entre los polos de un imán. El principio básico es que los electrones en el alambre de cobre son libres de moverse. Cada electrón lleva una carga eléctrica negativa. Su movimiento está gobernado por fuerzas atractivas entre el electrón y las cargas positivas (como protones e iones cargados positivamente) y fuerzas repulsivas entre el electrón y cargas similares (como otros electrones e iones cargados negativamente). En otras palabras, el campo eléctrico que rodea a una partícula cargada (un electrón, en este caso) ejerce una fuerza sobre otras partículas cargadas, lo que hace que se mueva y, por lo tanto, funcione. Se debe aplicar fuerza para alejar dos partículas cargadas atraídas entre sí.

Números Cuánticos y Orbitales de Electrones

Cualquier partícula cargada puede estar involucrada en la producción de energía eléctrica, incluidos electrones, protones, núcleos atómicos, cationes (iones cargados positivamente), aniones (iones cargados negativamente), positrones (antimateria equivalente a electrones), etc.

Ejemplos

La energía eléctrica utilizada para la energía eléctrica, como la corriente de pared utilizada para alimentar una bombilla o una computadora, es energía que se convierte a partir de energía potencial eléctrica. Esta energía potencial se convierte en otro tipo de energía (calor, luz, energía mecánica, etc.). Para una empresa de energía eléctrica, el movimiento de los electrones en un cable produce la corriente y el potencial eléctrico.

Fisión Nuclear Versus Fusión Nuclear

Una batería es otra fuente de energía eléctrica, excepto que las cargas eléctricas pueden ser iones en una solución en lugar de electrones en un metal.

Los sistemas biológicos también usan energía eléctrica. Por ejemplo, los iones de hidrógeno, los electrones o los iones metálicos pueden estar más concentrados en un lado de una membrana que en el otro, estableciendo un potencial eléctrico que puede usarse para transmitir impulsos nerviosos, mover músculos y transportar materiales.

Ejemplos específicos de energía eléctrica incluyen:

Unidades de Electricidad

La unidad SI de diferencia de potencial o voltaje es el voltio (V). Esta es la diferencia de potencial entre dos puntos en un conductor que transporta 1 amperio de corriente con una potencia de 1 vatio. Sin embargo, varias unidades se encuentran en la electricidad, que incluyen: