Judit G.F
Profesora de Educación Secundaria - Física y Química
 

La energía eléctrica

Todos la utilizamos y es imprescindible en el día a día. Alimenta a nuestros móviles, ordenadores, electrodomésticos, etc. Pero, ¿sabemos realmente lo que es, y cómo se genera y transporta? Para explicar este concepto debemos adentrarnos en el mundo subatómico, donde nos encontraremos a los electrones. Estas partículas poseen una propiedad física, la carga eléctrica, que es la base de nuestro mundo tecnológico. Seguro que todos hemos experimentado un “calambre”, por ejemplo al cerrar la puerta del coche después de un viaje, o cuando frotamos una regla para atraer pequeñas bolas de papel. En estas situaciones, las cargas eléctricas, o electrones, con sus propiedades de atracción y de repulsión entran en juego. Vayamos un poco más allá. Los electrones se pueden mover a través de los materiales. Sin embargo se mueven mejor a través de un metal (conductor) que a través de un plástico (aislante o dieléctrico). Cuando muchos, muchos electrones se mueven a través de un conductor, lo que obtenemos es una corriente eléctrica. Ésta es la que hace que nuestros dispositivos electrónicos funcionen.  Dependiendo del movimiento de los electrones y de la cantidad de los mismos, tendremos más o menos corriente eléctrica, y por lo tanto, más o menos energía eléctrica.

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Ahora viene la gran pregunta ¿De donde sale la energía elécrica?. Bueno, ya sabemos que la energía eléctrica se corresponde, fundamentalmente, con el movimiento de los electrones. Entonces ¿De donde salen y cómo se mueven los electrones?. Los electrones están…¡En todas partes! Pero claro, por mucho que yo me mueva, mis electrones no son capaces de generar energía eléctrica, porque están dando vueltas alrededor de mis núcleos atómicos, y no pueden escapar (¡qué alivio!). Los electrones que son capaces de generar energía eléctrica se encuentran en los materiales conductores, en los metales principalmente. Un metal se define por poseer electrones “libres” (que pueden moverse, porque no están muy arraigados al nucleo atómico) en su superficie. Vale, hemos dicho que pueden moverse, pero ¿cómo hacemos para que se muevan? Pues necesitamos otros electrones y conductores (baterías), el efecto fotoeléctrico (placas fotovoltaicas), o algo mucho más simple y que se usa en la mayoría de centrales eléctricas, un imán. Sí sí, has leído bien, un imán, con sus propiedades magnéticas. Seguro que estás pensando “¿Que tendrá que ver un imán con los electrones y la corriente eléctrica?”. Pues bien, hubo un físico llamado Hans Ørsted (en español, Oersted) que a principios del siglo XIX, se encontraba haciendo experimentos con corrientes eléctricas en su laboratorio. Por casualidad, tenía una brújula al lado de los circuitos que estaba montando. Se dio cuenta de que al conectar y desconectar los cables, ¡la brújula se movía! Había descubierto que la corriente eléctrica influía en el magnetismo (en la brújula, en los imanes).  Tres años después, Michael Faraday, a partir del experimento de Oersted, ¡descubrió que el campo magnético es capaz de controlar las corrientes eléctricas!, es decir, el magnetismo y la electricidad están relacionadas. A este fenómeno se le conoce como “electromagnetismo”. Conclusión: Para mover los electrones de un conductor y generar electricidad, necesitamos un imán. En concreto, se necesita mover el imán cerca del conductor, y aquí está la clave. La energía ni se crea ni se destruye, se transforma. Si queremos energía eléctrica, debemos mover el imán, es decir, se precisa de energía para mover el imán.

Abajo os muestro una simulación de un generador eléctrico.  El conductor rectangular que gira (espira), se encuentra dentro de la zona de influencia de un imán (rojo y verde), en el que vemos representadas las líneas de campo magnético con unas flechas apuntando hacia abajo. La variación de las líneas de campo magnético a través de la espira conductora, genera una corriente eléctrica en la propia espira.

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En el siguiente vídeo os muestro el fenómeno de inducción electromagnética, a través de la construcción de un motor eléctrico muy sencillo y muy visual.

EXPERIMENTO: EL MOTOR ELECTROMAGNÉTICO



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