La energía eléctrica es un concepto importante en la ciencia, pero que con frecuencia se malinterpreta. ¿Qué es exactamente la energía eléctrica y cuáles son algunas de las reglas aplicadas al usarla en los cálculos??
¿Qué es la energía eléctrica??
La energía eléctrica es una forma de energía resultante del flujo de carga eléctrica. La energía es la capacidad de trabajar o aplicar fuerza para mover un objeto. En el caso de la energía eléctrica, la fuerza es la atracción eléctrica o la repulsión 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.
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Por convención, la dirección de un campo eléctrico siempre se muestra apuntando en la dirección en 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. Movió 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 se rige por fuerzas atractivas entre el electrón y las cargas positivas (como protones e iones cargados positivamente) y fuerzas repulsivas entre el electrón y las cargas similares (como otros electrones e iones cargados negativamente). En otras palabras, el campo eléctrico que rodea 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 mover dos partículas cargadas atraídas una de la otra.
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 computadora, es energía que se convierte de energía potencial eléctrica. Esta energía potencial se convierte en otro tipo de energía (calor, luz, energía mecánica, etc.). Para una utilidad de energía, el movimiento de los electrones en un cable produce el potencial de corriente y eléctrico.
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 concentrarse más en un lado de una membrana que en el otro, creando un potencial eléctrico que puede usarse para transmitir impulsos nerviosos, mover músculos y transportar materiales.
Ejemplos específicos de energía eléctrica incluyen:
- Corriente alterna (AC)
- Corriente continua (DC)
- Rayo
- Baterías
- Condensadores
- Energía generada por anguilas eléctricas
Unidades de electricidad
La unidad SI de diferencia de potencial o voltaje es el voltio (V). Esta es la diferencia potencial entre dos puntos en un conductor que lleva 1 amperio de corriente con una potencia de 1 vatio. Sin embargo, se encuentran varias unidades en la electricidad, que incluyen:
Unidad
Símbolo
Cantidad
Volt
V
Diferencia potencial, voltaje (V), fuerza electromotriz (E)
Ampere (amp)
UNA
Corriente eléctrica (I)
Ohm
& amp; # x3A9 ;
Resistencia (R)
Watt
W
Energía eléctrica (P)
Farad
F
Capacitancia (C)
Enrique
H
Inductancia (L)
Coulomb
C
Carga eléctrica (Q)
Joule
J
Energía (E)
Kilovatio-hora
kWh
Energía (E)
Hertz
Hz
Frecuencia f)
Relación entre electricidad y magnetismo
Recuerde siempre que una partícula cargada en movimiento, ya sea un protón, un electrón o un ion, genera un campo magnético. Del mismo modo, cambiar un campo magnético induce una corriente eléctrica en un conductor (p. Ej., un cable). Por lo tanto, los científicos que estudian electricidad generalmente se refieren a él como electromagnetismo porque la electricidad y el magnetismo están conectados entre sí.
Puntos clave
- La electricidad se define como el tipo de energía producida por una carga eléctrica en movimiento.
- La electricidad siempre está asociada con el magnetismo.
- La dirección de la corriente es la dirección en que se movería una carga positiva si se coloca en el campo eléctrico. Esto es opuesto al flujo de electrones, el portador de corriente más común.& amp; amp; nbsp;
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