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La energía eléctrica es un concepto importante que ayuda a hacer funcionar el mundo tal como lo conocemos. Sólo en los EE. UU., la familia promedio usa 10.649 kilovatios hora (kWh) al año , ¡que es suficiente energía eléctrica para preparar más de 120.000 tazas de café!

Pero comprender qué es la energía eléctrica y cómo funciona puede resultar complicado. ¡Es por eso que hemos elaborado este artículo para ayudarlo a iluminarse! (Perdón por la broma de nuestro padre).

Sigue leyendo para aprender todo sobre la energía eléctrica, incluido:

• La definición de energía eléctrica.
• Cómo funciona la energía eléctrica
• Si la energía eléctrica es potencial o cinética.
• Ejemplos de energía eléctrica

Cuando haya terminado con este artículo, conocerá los aspectos esenciales de la energía eléctrica y podrá ver su influencia a su alrededor.

Tenemos mucho que cubrir, ¡así que profundicemos!

Definición de energía eléctrica

Entonces, ¿qué es la energía eléctrica? En pocas palabras, la energía eléctrica es la energía (tanto cinética como potencial) en las partículas cargadas de un átomo que puede usarse para aplicar fuerza y/o realizar trabajo. Eso significa que La energía eléctrica tiene la capacidad de mover un objeto o causar una acción .

La energía eléctrica está a nuestro alrededor en muchas formas diferentes. Algunos de los mejores ejemplos de energía eléctrica son las baterías de automóviles que utilizan energía eléctrica para alimentar los sistemas, los enchufes de pared que transfieren energía eléctrica para cargar nuestros teléfonos y nuestros músculos que utilizan energía eléctrica para contraerse y relajarse.

La energía eléctrica es definitivamente importante para nuestro día a día, pero También existen muchos otros tipos de energía. . La energía térmica, la energía química, la energía nuclear, la energía luminosa y la energía sonora son sólo algunos de los otros tipos principales de energía. Aunque puede haber cierta superposición de los tipos de energía (como un tomacorriente de pared que proporciona luz a una lámpara que produce una pequeña cantidad de calor), es importante tener en cuenta que el Los tipos de energía actúan de forma distinta entre sí. , aunque ellos Puede convertirse en otros tipos de energía. .

Este vídeo explicativo rápido sobre la electricidad es una excelente introducción a qué es la energía eléctrica y cómo funciona.

¿Cómo funciona la energía eléctrica?

Ahora que sabes qué es la energía eléctrica, veremos de dónde proviene la energía eléctrica.

si has estudiado física Antes quizás ya sabías que la energía no se puede crear ni destruir. Aunque parezca que los resultados de la energía eléctrica surgen de la nada, la energía en un rayo o una sesión de jogging vienen de una serie de cambios a nivel molecular. Todo comienza con los átomos.

Los átomos contienen tres partes principales. : neutrones, protones y electrones. El núcleo, o centro del átomo, está formado por neutrones y protones. Los electrones rodean el núcleo en capas. Las capas de electrones parecen anillos o trayectorias orbitales que rodean el núcleo.

(AG César/ Wikimedia )

La cantidad de capas que tiene un átomo depende de muchas cosas, incluido el tipo de átomo y si tiene carga positiva, negativa o neutra. Pero aquí está lo importante cuando se trata de energía eléctrica: los electrones en la capa más cercana al núcleo tienen una fuerte atracción hacia el núcleo. pero esa conexión se debilita a medida que avanzas hacia la capa más externa. La capa más externa de un átomo se conoce como capa de valencia... ¡y los electrones en esa capa se conocen como electrones de valencia!

Debido a que los electrones de valencia están débilmente conectados al átomo, en realidad pueden ser obligados afuera de sus órbitas cuando entran en contacto con otro átomo. Estos electrones pueden saltar desde la capa exterior de su átomo original a la capa exterior del nuevo átomo. Cuando esto pasa, produce energía eléctrica.

Entonces, ¿cómo se sabe cuándo un átomo está preparado para ganar o perder electrones para crear energía eléctrica? Basta con echar un vistazo a los electrones de valencia. Un átomo sólo puede tener ocho electrones de valencia en su capa exterior, también conocida como octeto. Si un átomo tiene tres o menos electrones de valencia, es más probable que pierda electrones frente a otro átomo. Cuando un átomo pierde electrones hasta el punto de que sus protones superan en número a sus electrones, se convierte en una carga positiva catión .

Del mismo modo, los átomos que tienen una capa de valencia casi completa (con seis o siete electrones de valencia) tienen más probabilidades de ganar electrones para tener un octeto completo. Cuando un átomo gana electrones hasta el punto en que los electrones superan en número a los protones del átomo, se vuelve cargado negativamente anión .

Independientemente de si un átomo gana o pierde electrones, el acto del movimiento de electrones de un átomo a otro da como resultado energía eléctrica . Esta energía eléctrica se puede utilizar en forma de electricidad para hacer cosas como alimentar los electrodomésticos de su casa o hacer funcionar un marcapasos. Pero también puede ser convertido en otros tipos de energía , como la energía térmica de una tostadora enchufada a la pared.

¿Crees que la energía eléctrica y la electricidad son lo mismo? ¡No exactamente! La electricidad es sólo un resultado de la energía eléctrica.

Energía Eléctrica vs Electricidad

Si bien estos términos suenan similares, energía eléctrica y electricidad no son lo mismo . Si bien toda la electricidad es resultado de la energía eléctrica, no toda la energía eléctrica es electricidad.

De acuerdo a academia Khan , la energía se define como la medida de la capacidad de un objeto para realizar un trabajo. En física, el trabajo es la energía que un objeto necesita para moverlo. Como hablamos en la última sección, La energía eléctrica proviene del movimiento de electrones entre átomos, lo que crea una transferencia de energía... también conocida como trabajo. Este trabajo genera energía eléctrica, que se mide en julios.

Tenga en cuenta que la energía eléctrica puede ser convertido en todo tipo de otros tipos de energía , como la energía térmica de una tostadora enchufada a la pared. ¡Esa energía térmica crea calor, que es lo que convierte el pan en tostadas! Entonces, mientras la energía eléctrica poder convertirse en electricidad, no tener ¡a!

Cuando el flujo de electrones de energía eléctrica se canaliza a través de un conductor, como un cable, se convierte en electricidad. Este movimiento de una carga eléctrica es llamada corriente electrica (y se mide en Watts). Estas corrientes, completadas a través de circuitos electricos , puede alimentar nuestros televisores, estufas y mucho más, todo porque la energía eléctrica se dirigió a producir una acción deseada en particular, como encender la pantalla o hervir agua.

¿La energía eléctrica es potencial o cinética?

Si ha estudiado la energía antes, sabrá que la energía puede dividirse en dos categorías principales diferentes: potencial y cinético. La energía potencial es esencialmente energía almacenada. Cuando se evita que los electrones de valencia de los átomos salten, ese átomo puede retener y almacenar energía potencial.

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Por otro lado, La energía cinética es esencialmente energía que mueve o mueve algo más. La energía cinética transfiere su energía a otros objetos para generar fuerza sobre ese objeto. En la energía cinética, los electrones pueden moverse libremente entre las capas de valencia para crear energía eléctrica. Por lo tanto, la energía potencial almacenada en ese átomo se convierte en energía cinética... y, en última instancia, en energía eléctrica.

Entonces, ¿la energía eléctrica es potencial o cinética? ¡La respuesta es ambas! Sin embargo, la energía eléctrica no puede ser potencial y cinética al mismo tiempo. Cuando ves que la energía eléctrica realiza un trabajo sobre otro objeto, es cinética, pero justo antes de que pudiera realizar ese trabajo, era energía potencial.

He aquí un ejemplo. Cuando estás cargando tu teléfono, la electricidad que pasa desde el tomacorriente de pared a la batería de tu teléfono es energía cinética. Pero una batería está diseñada para retener electricidad y utilizarla más tarde. Esa energía retenida es energía potencial, que puede convertirse en energía cinética cuando estés listo para encender tu teléfono y usarlo.

vía GIPHY

Los electroimanes, como el de arriba, funcionan porque la electricidad y el magnetismo están estrechamente relacionados.
(Ciencia asombrosa/ gifi )

¿Qué tiene que ver la energía eléctrica con el magnetismo?

Probablemente hayas jugado con un imán en algún momento de tu vida, así que sabes que Los imanes son objetos que pueden atraer o repeler otros objetos con un campo magnético.

Pero lo que tal vez no sepas es que Los campos magnéticos son causados ​​por una carga eléctrica en movimiento. Los imanes tienen polos, un polo norte y un polo sur (estos se llaman dipolos). Estos polos tienen cargas opuestas, por lo que el polo norte tiene carga positiva y el polo sur tiene carga negativa.

Ya sabemos que los átomos también pueden tener cargas positivas y negativas. Resulta que ¡Los campos magnéticos son generados por electrones cargados que están alineados entre sí! En este caso, los átomos cargados negativamente y los átomos cargados positivamente están en polos diferentes de un imán, lo que crea tanto una y un campo magnético.

Debido a que las cargas positivas y negativas son el resultado de la energía eléctrica, eso significa que el magnetismo está estrechamente relacionado con los sistemas de energía eléctrica. De hecho, también lo son la mayoría de las interacciones entre átomos, razón por la cual tenemos el electromagnetismo. El electromagnetismo son las relaciones interrelacionadas entre los campos magnéticos y eléctricos.

vía GIPHY

Vea algunos ejemplos espeluznantes de energía eléctrica a continuación. #OtraBromadePapá
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Ejemplos de energía eléctrica

Quizás todavía te preguntes: ¿Cómo es la energía eléctrica en el mundo real? ¡Nunca temas! Tenemos cuatro grandes ejemplos de energía eléctrica de la vida real. para que puedas aprender más sobre la energía eléctrica en la práctica.

Ejemplo 1: un globo pegado a tu cabello

Si alguna vez has estado en una fiesta de cumpleaños, probablemente hayas probado el truco de frotar un globo en tu cabeza y pegarlo en tu cabello. Cuando retires el globo, tu cabello flotará detrás del globo, ¡incluso mientras lo sostienes a centímetros de tu cabeza! Los estudiantes de física saben que esto no es sólo magia… es electricidad estática.

La electricidad estática es uno de los tipos de energía cinética producida por la energía eléctrica. La electricidad estática ocurre cuando dos sustancias se unidos por fuerzas opuestas . Se llama estático porque la atracción mantiene unidos los dos objetos hasta que se permite que los electrones regresen a sus lugares originales. Usando lo que hemos aprendido hasta ahora, echemos un vistazo más de cerca a cómo funciona este truco.

Sabemos que, para que dos átomos se atraigan, deben tener cargas opuestas. Pero si tanto el globo como tu cabello comienzan con cargas neutras, ¿cómo llegan a tener cargas opuestas? En pocas palabras, cuando frotas el globo contra tu cabello, Algunos de los electrones libres saltan de un objeto a otro. , haciendo que tu cabello tenga una carga positiva y el globo una carga negativa.

Cuando lo sueltas, el globo se siente tan atraído por tu cabello que intenta mantenerse en su lugar. Si intentas separar las cargas atraídas, tu cabello con carga positiva seguirá intentando permanecer adherido al globo negativo flotando hacia arriba usando esa energía eléctrica cinética.

Sin embargo, Esta atracción no durará para siempre. Debido a que la atracción entre el globo y tu cabello es relativamente débil, las moléculas de tu cabello y del globo intentarán buscar el equilibrio restaurando su número original de electrones, lo que eventualmente hará que pierdan sus cargas a medida que ganan o pierden electrones.

Ejemplo 2: desfibriladores cardíacos

Si busca buenos ejemplos eléctricos de energía potencial y cinética, no busque más que el desfibrilador. Los desfibriladores han salvado miles de vidas al corregir los latidos cardíacos irregulares en situaciones de emergencia como un paro cardíaco. Pero, ¿cómo lo hacen?

Como era de esperar, los desfibriladores obtienen sus capacidades para salvar vidas de la energía eléctrica. Los desfibriladores contienen mucha energía potencial eléctrica que se almacena en el dos placas del condensador del desfibrilador . (A veces se les conoce como paletas). Una de las placas está cargada negativamente, mientras que la otra está cargada positivamente.

Cuando estas placas se colocan en diferentes lugares del cuerpo, se crea un perno eléctrico que salta entre las dos placas. La energía potencial se convierte en energía cinética como los electrones de la placa positiva corren hacia la placa negativa. Este rayo atraviesa el corazón humano y detiene sus señales eléctricas dentro del músculo con la esperanza de que su patrón eléctrico irregular vuelva a la normalidad.

Los desfibriladores contienen energía eléctrica extremadamente poderosa, ¡así que tenga cuidado si alguna vez se encuentra cerca de uno!

Ejemplo 3: turbinas eólicas

A menudo situadas en lugares apartados, las turbinas eólicas convertir el viento natural en energía que pueda usarse para alimentar nuestros hogares, tecnología y más. Pero, ¿cómo puede una turbina convertir algo aparentemente no eléctrico como el viento en energía utilizable y sostenible?

En su forma más básica, Las turbinas eólicas convierten la energía del movimiento en energía eléctrica. Si bien explicar cómo funciona el viento merece una publicación propia en el blog, lo que hay que saber es que cuando el viento golpea las palas de la turbina, hace girar el cubo del rotor como un molino de viento. Esta energía cinética hace girar un componente interno, llamado góndola, que contiene un generador eléctrico. A su vez, este generador convierte esta energía en energía eléctrica mediante forzando cargas eléctricas ya presente en el generador para moverse, creando una corriente eléctrica...que también es electricidad.

Debido a que este movimiento se canaliza a través de conductores de electricidad, específicamente cables, este flujo de cargas puede continuar a redes eléctricas más grandes, como casas, vecindarios e incluso ciudades.

Ejemplo 4: Pilas en un juguete para niños

De la misma manera que una turbina eólica convierte un tipo de energía en otro, la batería de un juguete para niños convierte la energía para que el juguete funcione. Las baterías tienen dos extremos, uno positivo y otro negativo. Es importante colocar los extremos correctos en los lugares correctos del juguete; de ​​lo contrario, no funcionará.

El extremo positivo tiene (¡lo has adivinado!) una carga positiva, mientras que el extremo negativo tiene una carga negativa. Eso significa que el extremo negativo tiene muchos más electrones que el extremo positivo, y la batería en su conjunto está tratando de llegar al equilibrio. La forma en que lo hacen es a través reacciones químicas que comienzan cuando las pilas se colocan dentro de un juguete que está encendido.

El extremo positivo no puede llegar simplemente al extremo negativo debido al ácido que los separa en el interior de la batería. En cambio, Los electrones tienen que pasar por todo el circuito del juguete. llegar al extremo negativo, permitir que un muñeco llore o un helicóptero de juguete vuele.

Cuando todos los electrones en el extremo positivo han alcanzado el equilibrio, no quedan más electrones para pasar por el cableado, lo que significa que es hora de comprar baterías nuevas.

Unidades comunes de energía eléctrica

Si bien es importante estudiar la definición y los principios básicos de la energía eléctrica, también necesitará conocer algunas fórmulas y ecuaciones a medida que continúa explorando la energía eléctrica. Muchas de estas fórmulas utilizan los mismos símbolos para indicar unidades particulares.

Hemos incluido una tabla de algunas de las unidades de energía eléctrica más comunes para su referencia, así como también lo que significa cada unidad.

Fuente: https://www.electronics-tutorials.ws/dccircuits/electrical-energy.html

características de una serie de pandas

Si bien hay muchas más unidades que puedes necesitar en tus ecuaciones de energía eléctrica, ¡esta lista debería ayudarte a comenzar!

Conclusión: esto es lo que debe recordar sobre la energía eléctrica

Ya completó su curso intensivo sobre energía eléctrica y ahora está listo para afrontar cualquier examen o curso que pondrá a prueba sus conocimientos de física eléctrica. Sin embargo, si no recuerdas nada más, ten esto en cuenta en tu próxima lección de energía eléctrica:

• La definición de energía eléctrica: la capacidad de realizar un trabajo.
• La energía eléctrica proviene de la atracción o repulsión de moléculas cargadas negativa y positivamente.
• La energía eléctrica es tanto la energía potencial como la cinética.
• Algunos ejemplos de energía eléctrica son un desfibrilador, una batería y turbinas eólicas .

¡Esperamos que te haya cargado positivamente toda la información de este blog! Sigue estudiando y en poco tiempo serás un profesional de la energía eléctrica.

¿Que sigue?

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