¿Qué es la energía eléctrica? – Definición, fuentes y ejemplos

La electricidad proviene de la materia

Benjamin Franklin es famoso por varias cosas, pero sobre todo por la historia de su aventura con una cometa en una tormenta eléctrica. Esta historia es tan famosa porque se rumorea que los eventos de este “experimento” lo llevaron al descubrimiento de la electricidad.

Te dejaré reflexionar sobre la validez de los detalles de la historia en tu propio tiempo, pero una cosa es cierta. Franklin es considerada la persona que descubrió la energía eléctrica. Sin embargo, el nombre es un poco inapropiado porque la energía eléctrica en sí (a menudo llamada electricidad) no es realmente una forma de energía. Es más una forma en que la energía se transfiere entre objetos. En su forma más básica, la electricidad es la transferencia de energía entre electrones.

Todo en la Tierra tiene electrones porque todo está hecho de átomos. Los átomos tienen tres componentes principales: protones y neutrones en el núcleo y electrones que orbitan alrededor de ese núcleo. Como lo indican sus nombres, los neutrones no tienen carga (son neutrales), los protones tienen carga positiva y los electrones tienen carga negativa.

Normalmente, un átomo está equilibrado: la carga positiva de sus protones es igual a la carga negativa de sus electrones. Estas cargas no solo están equilibradas, sino que, al igual que los polos opuestos de dos imanes, se atraen entre sí. En contraste, dos cargas del mismo signo (ya sea dos cargas positivas o dos cargas negativas) se repelerán entre sí.

Debido a que los electrones orbitan lejos del núcleo del átomo, pueden transferirse fácilmente de un objeto a otro. Por ejemplo, tome un globo y frótelo en su cabello. Cuando haces esto, estás transfiriendo electrones de tu cabello al globo, lo que le da al globo una carga neta negativa y a tu cabello una carga neta positiva. Esta es la razón por la que al tirar del globo, tu cabello se pone de punta tratando de ir con él: ¡las cargas se atraen entre sí! Sin embargo, haz esto con un segundo globo e intenta juntarlos. Los globos se repelerán entre sí porque ambos tienen un exceso de electrones, lo que significa que tienen una carga neta negativa.

No se preocupe; no se dañaron electrones en la elaboración de esta lección. Existe la misma cantidad de electrones en toda la actividad del globo y el cabello, los acaba de transferir de un lugar a otro: ¡energía eléctrica en acción! ¿Te suena familiar este concepto de conservación? Debería porque la electricidad sigue la ley de conservación de la energía . Así como la energía nunca se crea ni se destruye, la carga eléctrica tampoco se crea ni se destruye nunca; solo se transfiere de un objeto a otro.

Flujo de electrones

El movimiento, o “flujo”, de la carga eléctrica se llama corriente , y el camino a lo largo del cual los electrones pueden fluir se llama circuito . Los electrones se mueven a lo largo de un circuito como el agua se mueve a través de una tubería, yendo de un extremo al otro. Los electrones pueden hacer esto porque, a diferencia de los protones, no están atrapados dentro del núcleo del átomo.

No puede crear ni destruir energía, pero puede crear corriente eléctrica. La corriente proviene de un diferencial de presión eléctrico, algo que llamamos voltaje . Digamos que tienes un vaso lleno de agua y haces un agujero cerca del fondo. El agua saldrá por el orificio porque la presión en el fondo del vaso es mayor que la presión en la parte superior. El agua seguirá saliendo del orificio hasta que se iguale la diferencia de presión en el vaso.

Lo mismo ocurre con la presión eléctrica. En algo como una batería, hay una diferencia de presión eléctrica entre los terminales positivo y negativo. Esto crea un flujo de electrones, o corriente, cuando la batería está conectada a un cable eléctrico. La batería ‘bombea’ corriente a través del cable del circuito de manera muy similar a como el corazón bombea sangre a través de las venas y arterias: cuanto mayor es el voltaje, más corriente se produce. Y al igual que necesita que su corazón exista, una fuente de voltaje es necesaria para que exista la corriente.

Resistencia al flujo de electrones

El objetivo de enviar electrones a lo largo del cable del circuito es utilizar la electricidad, ¿verdad? De lo contrario, estaríamos felices leyendo a la luz de las velas y viajando en carruajes tirados por caballos.

Los dispositivos se colocan a lo largo del circuito para que puedan recibir alimentación. En su casa, estos son los enchufes a los que conecta sus dispositivos. Pero al igual que un drenaje obstruido crea resistencia contra el flujo de agua a través de una tubería, estos ‘colectores’ de electricidad a lo largo del circuito crean resistencia contra el flujo de electrones a través del cable. Como su nombre lo indica, se trata de una oposición al movimiento de los electrones. Tanto la longitud como el ancho de un cable eléctrico afectan la resistencia de la corriente que lo atraviesa. El tipo de material también es un factor importante porque algunos materiales restringen menos el flujo de electrones que otros.

Descarga eléctrica

Los circuitos no se limitan a cables eléctricos. Siempre que haya un diferencial de presión eléctrica, muchas cosas diferentes pueden proporcionar una vía para el flujo de electrones, ¡incluso su propio cuerpo! Es por eso que no querría tocar una cerca eléctrica viva con la mano mientras está parado en el suelo. Hay una diferencia de voltaje entre el cable y el suelo sobre el que se para, y cuando toca ambos al mismo tiempo, completa el circuito y crea una ruta para el flujo de corriente. ¡AY!

Mientras está de pie junto a esa cerca contemplando el dolor que acaba de evitar, mire hacia arriba y observe a esos pájaros felices sentados en el cable eléctrico. ¡Están perfectamente bien ahí arriba! La clave es que ambos pies están en el mismo cable, no hay diferencia de voltaje entre ellos. De hecho, si estuvieras cayendo del cielo y lo único que pudiera detenerte fuera atrapar un cable eléctrico con corriente, ¡te alegraría saber que esto es perfectamente seguro!

Al igual que el pájaro no recibe una descarga, usted tampoco lo haría siempre y cuando no toque el suelo o cualquier otro cable eléctrico con corriente. Para recibir una descarga, debe haber una diferencia de voltaje entre dos partes de su cuerpo. ¡Solo asegúrate de soltar el cable antes de poner los pies en el suelo!

Resumen de la lección

Benjamin Franklin puede o no haber ido a volar cometas en una tormenta, pero se le considera el descubridor de la energía eléctrica . Este proceso natural que ocurre a nivel subatómico es una forma en que la energía se transfiere entre objetos.

La carga eléctrica se mueve a través de vías llamadas circuitos , y el movimiento de la carga en sí se llama corriente . Al igual que el corazón bombea la sangre a través de las arterias, la corriente se bombea a través de un circuito mediante un diferencial de presión eléctrico llamado voltaje . Contrariamente a esto, como su nombre lo indica, la resistencia es una oposición al movimiento de los electrones.

Muchos materiales diferentes tienen el potencial de convertirse en vías para el flujo de electrones, incluso en el cuerpo humano. La clave es una diferencia de voltaje entre dos puntos. Sin él, estás bastante seguro. Pero una vez que hagas esa conexión, como agarrarte de un cable eléctrico mientras estás parado en el suelo, ¡prepárate para una experiencia muy ‘impactante’!

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya terminado con esta lección, puede:

• Nombre de la persona a la que se le atribuye el descubrimiento de la energía eléctrica
• Ilustra cómo se pueden transferir los electrones
• Describir circuitos y corrientes.
• Explicar cómo el voltaje y los circuitos son responsables de las descargas eléctricas.