CORRIENTE ELECTRICA: LA ENERGÍA

La energía comunicada a una carga q por un campo eléctrico que la traslada entre dos puntos A y B de un circuito, es igual al producto de la carga por la diferencia de potencial (V_A-V_B). Así, cuando un conductor de resistencia R tiene sus extremos conectados a una tensión V y, por lo tanto, circula por él una intensidad i, consume una energía igual a W = V·i·t. Si calculamos la energía por unidad de tiempo —es decir, la potencia P- obtendremos las siguientes expresiones equivalentes:

Efecto Joule

¿Qué ocurre con esta energía? Si consideramos una corriente estable, debe salir del conductor, puesto que las cargas no se aceleran. La pérdida de energía potencial que experimentan las cargas es absorbida por los choques de éstas con los restos atómicos del conductor, que aumentan así su agitación térmica: el conductor se calienta. La energía eléctrica se disipa en forma de calor, lo cual constituye el efecto Joule. Este efecto es aprovechado en multitud de aparatos productores de calor de uso muy corriente, tales como estufas, planchas, cocinas, etc. Así mismo, como los cuerpos a altas temperaturas emiten radiación luminosa, el efecto Joule es aprovechado en las lámparas de incandescencia, en las cuales un hilo conductor de muy alto punto de fusión, colocado en una atmósfera inerte, emite luz cuando es recorrido por la corriente eléctrica.

Cuando la intensidad de la corriente que circula por un circuito no deba sobrepasar un determinado valor para no dañar los elementos, se intercala un pequeño conductor de bajo punto de fusión que, en caso de que sea necesario, corta la corriente: es el fusible.

La energía eléctrica consumida es producida por el generador. Además del efecto Joule, otros efectos útiles permiten la transformación de dicha energía. El efecto químico es utilizado en la electrólisis; y las fuerzas magnéticas, que aparecen relacionadas con la circulación de la carga eléctrica, se aprovechan en los motores, en los cuales la energía eléctrica se transforma, finalmente, en energía mecánica.

La red eléctrica

Vamos a observar el proceso de producción, transporte y utilización de la corriente eléctrica, sea industrial o doméstica. La corriente alterna varía continuamente el sentido de su intensidad (100 veces por segundo; 120 en algunos países). La producción se realiza generalmente en gran escala. Las centrales de producción utilizan, como energía primaria, la del agua, ya se encuentre embalsada (centrales hidroeléctricas) o esté en movimiento (sean las mareas o las olas del mar), el viento (centrales eólicas), la energía térmica obtenida de los combustibles, sean éstos fósiles (centrales térmicas) o. nucleares, etc.

En todos los casos, la energía cinética conseguida se transforma en energía de rotación mediante una turbina que, a su vez, hace que gire el rotor de un alternador, entre cuyos bornes aparece una tensión. En general, la tensión de salida de la corriente producida por las centrales eléctricas está entre 5 y 30 kV. En la propia central se eleva, mediante un conjunto de transformadores, hasta valores que pueden llegar a los 380 kV, lo cual facilita su transporte, a través de la red de alta tensión, a los centros de distribución. En éstos, otra serie de transformadores reducen escalonadamente los valores de la tensión hasta los habituales en usos domésticos (125 a 220 V) o industriales (220 Vo 380 V).

Generalmente, todas las centrales eléctricas están conectadas a una red única que las interrelaciona a través de estaciones de enlace y que abarca grandes extensiones de territorio, de diversos Estados, para evitar los desequilibrios en el consumo o en la producción que localmente se puedan producir.

Interior de una central hidroeléctrica.

Para reducir las pérdidas de energía por calentamiento, y dado que no es conveniente aumentar la sección del hilo, se transporta la corriente o alta tensión.

Al aumentar el potencial, la intensidad disminuye en la misma proporción y la pérdida de energía es menor (la potencia disipada es proporcional al cuadrado de la intensidad).

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