Física

Las 7 fuentes básicas de electricidad que debe conocer

Las 7 fuentes básicas de electricidad que debe conocer



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La sola idea de un mundo sin electricidad parece imposible. Es uno de los mayores regalos que la ciencia le ha dado a la humanidad. Casi todo en nuestro mundo actual depende de la energía eléctrica.

Y solo se espera que la dependencia eléctrica aumente con el tiempo. Las estimaciones muestran que en 2018, la demanda mundial de electricidad creció a 23,000 TWh, y es probable que este número aumente con cada año que pasa. Esta creciente demanda es responsable de la mitad del crecimiento de las necesidades energéticas y requiere un 20% participación en el consumo total de energía a nivel mundial.

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Estas estadísticas muestran claramente que la electricidad es el generador del futuro. Dicho esto, ¿cuáles son las formas a través de las cuales podemos generar una cantidad tan asombrosa de electricidad para satisfacer las demandas cada vez mayores? ¡Averigüemos!

Electricidad definida

La electricidad se puede definir como una forma de energía que se produce como resultado del flujo de electrones desde puntos positivos y negativos dentro de un conductor. Consideramos la electricidad como una fuente de energía secundaria.

Esto se debe a que no viene como un producto prefabricado, sino que debe generarse a través de fuentes primarias como el viento, la luz solar, el carbón, el gas natural, las reacciones de fisión nuclear y la energía hidroeléctrica.

¡Aquí hay algunas formas fundamentales a través de las cuales podemos generar electricidad y cómo se puede hacer!

1. Electricidad por frotamiento

Las primeras observaciones sobre los fenómenos eléctricos se realizaron en la antigua Grecia. Esto sucedió cuando el filósofo Tales de Mileto (640-546 a. C.) descubrió que cuando las barras de ámbar se frotan contra la piel bronceada, producen características atractivas que antes no poseían.

Es el mismo experimento que ahora se puede hacer frotando una barra de plástico con un paño. Al acercarlo a pequeños trozos de papel, los atrae, como es característico de los cuerpos electrificados.

Todos estamos familiarizados con los efectos de la electricidad estática. Algunas personas son más susceptibles que otras a la influencia de la electricidad estática. Algunos usuarios de automóviles sienten sus efectos al usar una llave o tocar la placa del automóvil.

Creamos electricidad estática cuando frotamos un bolígrafo con nuestra ropa. Lo mismo ocurre cuando frotamos un trozo de vidrio con seda o ámbar con lana.

Por tanto, los conceptos de carga y movilidad son fundamentales en el estudio de la electricidad, y sin ellos, la corriente eléctrica no podría existir.

2. Electricidad por acción química

Todas las baterías constan de un electrolito (que puede ser líquido, sólido o semisólido), un electrodo positivo y un electrodo negativo. Un electrolito es un conductor iónico.

Uno de los electrodos produce electrones y el otro electrodo los recibe. Cuando los electrodos están conectados al circuito a alimentar, producen una corriente eléctrica.

Las baterías en las que la sustancia química no puede volver a su forma original una vez que la energía química se ha transformado en energía eléctrica se denominan baterías primarias o voltaicas.

Las baterías o acumuladores secundarios son reversibles. En este tipo de baterías, la sustancia química que reacciona en los electrodos para producir energía eléctrica se puede reconstituir pasando una corriente eléctrica a través de ella en la dirección opuesta al funcionamiento normal de la batería.

3. Electricidad por la acción de la luz

A medida que la luz solar se vuelve más intensa, aumenta el voltaje generado entre las dos capas de la célula fotovoltaica. Pero, ¿cómo funciona una célula fotovoltaica?

En ausencia de luz, el sistema no genera energía. Cuando la luz del sol golpea la placa, la célula comienza a funcionar. Los fotones de la luz solar interactúan con los electrones disponibles y aumentan sus niveles de energía.

De esta forma, la electricidad se genera mediante energía solar.

4. Electricidad térmica por acción del calor

Una planta de generación térmica es un tipo de planta donde se utiliza una turbina que funciona con vapor a presión para mover el eje de los generadores eléctricos. Las centrales térmicas convencionales y las centrales térmicas nucleares utilizan la energía contenida en el vapor presurizado.

El ejemplo más simple es conectar una tetera llena de agua hirviendo a una rueda de paletas, que a su vez está vinculada a un generador. El chorro de vapor del hervidor mueve el rotor.

Por tanto, podemos obtener vapor de muchas formas, como quemando carbón, petróleo, gas, residuos urbanos o aprovechando una gran cantidad de calor generado por las reacciones de fisión nuclear. Incluso puede producir vapor concentrando la energía del sol.

No estaría mal decir que la energía térmica es una de las formas más comunes de generar electricidad.

5. Electricidad por magnetismo

En 1819, Hans Christian Oersted, un físico danés, hizo un descubrimiento extraordinario al observar que se podía desviar una aguja magnética mediante una corriente eléctrica. Este descubrimiento, que mostró una conexión entre la electricidad y el magnetismo, fue desarrollado por el científico francés André Marie Ampère.

Ampère estudió las fuerzas entre los cables a través de los cuales circulan las corrientes eléctricas. En la misma línea, se sabe que el físico francés Dominique François Arago magnetizó el hierro colocándolo cerca de un cable con corriente.

Posteriormente, en 1831, el científico británico Michael Faraday descubrió que el movimiento de un imán en las proximidades de un cable induce una corriente eléctrica en él. Este efecto fue el opuesto al encontrado por Oersted.

Así, Oersted demostró que una corriente eléctrica podía crear un campo magnético. Por otro lado, Faraday demostró que podíamos usar un campo magnético para crear una corriente eléctrica. Ambos descubrimientos son innovadores.

En este contexto, la mezcla completa de las teorías del magnetismo y la electricidad sucedió gracias al físico británico James Clerk Maxwell. Maxwell predijo la existencia de ondas electromagnéticas e identificó la luz como un fenómeno electromagnético.

Como es evidente, se necesitaron muchos científicos e investigadores para deducir que la electricidad también se puede generar a través del magnetismo.

6. Electricidad generada por presión

La presión que ejercen las corrientes de agua subterránea es el proceso que se utiliza en los grandes buques como energía alternativa al sistema principal. En las presas, la electricidad se genera liberando un flujo controlado de agua a alta presión a través de un conducto forzado.

El agua impulsa turbinas que mueven los generadores y, por lo tanto, producen una corriente eléctrica. Esta alta corriente de bajo voltaje pasa luego a través de un amplificador de voltaje que la transforma en electricidad.

7. Electricidad hidráulica por acción del agua

De todas las formas utilizadas para generar energía enumeradas anteriormente, la energía magnética se usa más comúnmente para producir electricidad en grandes cantidades. Su producción se basa en el hecho de que al mover un conductor en presencia de un imán, se produce un movimiento ordenado de electrones en el conductor.

Esto sucede como consecuencia de las fuerzas de atracción y repulsión provocadas por el campo magnético. El funcionamiento de alternadores, motores y dínamos se basa en esta forma de producción de electricidad.

Cabe destacar que la hidroelectricidad genera alrededor del 9% de la electricidad en Estados Unidos. Además, es renovable y se puede producir con muy pocas emisiones.

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La producción de electricidad tiene una rica historia y un futuro aún más brillante. Según las predicciones realizadas por el Instituto de Investigación Energética, los combustibles fósiles seguirán manteniendo su estatus como la principal fuente de producción de electricidad en Estados Unidos hasta 2040.


Ver el vídeo: Mixed complex electrical circuit. (Agosto 2022).