La energía eléctrica es la capacidad de un circuito eléctrico para producir trabajo mediante la creación de una acción. Esta acción puede tomar muchas formas, como térmica, electromagnética, mecánica, eléctrica, etc. La energía eléctrica se puede crear a partir de baterías, generadores, dinamos y energía fotovoltaica, etc. o almacenado para uso futuro usando pilas de combustible, baterías, condensadores o campos magnéticos, etc. Por lo tanto, la energía eléctrica puede ser creada o almacenada.,
recordamos de nuestras clases de Ciencias escolares que la «Ley de la conservación de la energía» establece que la energía no puede ser creada o destruida, solo convertida. Pero para que la energía haga cualquier trabajo útil debe ser convertida de una forma en otra. Por ejemplo, un motor convierte la energía eléctrica en energía mecánica o cinética (rotacional), mientras que un generador convierte la energía cinética en energía eléctrica para alimentar un circuito.
Es decir, las máquinas eléctricas convierten o cambian la energía de una forma a otra haciendo trabajo., Otro ejemplo es una lámpara, bombilla o LED (diodo emisor de luz) que convierte la energía eléctrica en energía de luz y energía térmica. Entonces la energía eléctrica es muy versátil, ya que se puede convertir fácilmente en muchas otras formas diferentes de energía.
para que la energía eléctrica mueva electrones y produzca un flujo de corriente alrededor de un circuito, se debe trabajar, es decir, los electrones deben moverse a cierta distancia a través de un cable o conductor. El trabajo realizado se almacena en el flujo de electrones como energía. Por lo tanto,» trabajo » es el nombre que le damos al proceso de energía.,
por lo tanto, podemos decir que el trabajo y la energía son efectivamente lo mismo que la energía se puede definir como «la capacidad de hacer algún trabajo». Tenga en cuenta que el trabajo realizado o la energía transferida se aplica tanto a un sistema mecánico o térmico como a un sistema eléctrico. Esto se debe a que las energías mecánicas, térmicas y eléctricas son intercambiables.
energía eléctrica: el Volt
como ahora sabemos que la energía es la capacidad de hacer trabajo, con la unidad estándar utilizada para la energía (y el trabajo) es el Joule., Un joule de energía se define como la energía gastada por un amperio a un voltio, moviéndose en un segundo. La corriente eléctrica resulta del movimiento de la carga eléctrica (electrones) alrededor de un circuito, pero para mover la carga de un nodo a otro tiene que haber una fuerza para crear el trabajo para mover la carga, y hay: voltaje.
tendemos a pensar que el voltaje (V) existe entre dos terminales, puntos o nodos diferentes dentro de un circuito o suministro de batería., Pero el voltaje es importante, ya que proporciona el trabajo necesario para mover la carga de un punto a otro, ya sea en una dirección hacia adelante o hacia atrás. La tensión, o diferencia de potencial entre dos terminales o puntos se define como tener un valor de un voltio, cuando un joule de energía se utiliza para mover un coulomb de carga eléctrica entre esos dos terminales.
En otras palabras, la diferencia de voltaje entre dos puntos o terminales es el trabajo requerido en julios para mover un Coulomb de carga de A A B., Por lo tanto, el voltaje puede ser expresado como:
El Voltaje de la Unidad
Donde: tensión en Voltios, J es el trabajo o energía en Julios y C es la carga en Coulombs. Así Si J = 1 joule, C = 1 coulomb, entonces V será igual a 1 voltio.
energía eléctrica ejemplo No1
Cuál es la tensión terminal de una batería que gasta 135 julios de energía para mover 15 coulombs de carga alrededor de un circuito eléctrico.,
a Continuación, podemos ver en este ejemplo que cada coulomb de carga posee una energía de 9 joules.
energía eléctrica: el amperio
hemos visto que la unidad de carga eléctrica es el Coulomb y que el flujo de carga eléctrica alrededor de un circuito se utiliza para representar un flujo de corriente. Sin embargo, como el símbolo de un coulomb es la letra «C», esto puede confundirse con el símbolo de capacitancia, que también es la letra «C».,
para evitar esta confusión, el símbolo común utilizado para la carga eléctrica es la letra mayúscula «Q «o la letra pequeña» q», que básicamente significa cantidad. Por lo tanto Q = 1 coulomb de carga o Q = 1C. Tenga en cuenta que la carga Q puede ser positiva, +Q o negativo, -Q, que es un exceso de electrones o huecos.
el flujo de carga alrededor de un circuito cerrado en forma de electrones se llama corriente eléctrica. Sin embargo, el uso de la expresión «flujo de carga» implica movimiento, por lo que para producir una corriente eléctrica, la carga debe moverse., Esto entonces lleva a la pregunta de qué está haciendo que la carga se mueva, y esto es hecho por nuestro viejo amigo voltaje desde arriba.
Por lo tanto, la diferencia de voltaje o potencial entre dos puntos proporciona la energía eléctrica necesaria para mover la carga alrededor de un circuito en forma de una corriente eléctrica. Por lo tanto, el trabajo realizado para mover la carga es proporcionado por una diferencia de potencial, y si no hay diferencia de potencial entre dos puntos, no hay movimiento de carga y, por lo tanto, no hay flujo de corriente. De hecho, la carga sin ningún flujo o movimiento se llama electricidad estática.,
si el movimiento de carga se llama una corriente eléctrica, entonces podemos decir correctamente que la corriente es la tasa de movimiento (o tasa de flujo) de la carga, pero la cantidad de carga representa una corriente. Si seleccionamos un punto dentro de un circuito, cualquier punto, y medimos la cantidad de carga que fluye más allá de este punto en exactamente un segundo, esto nos dará la fuerza de la corriente eléctrica en Amperios, (A).,
así un amperio de corriente es igual a un coulomb de carga que fluye más allá de un punto dado en una unidad de segundo, y cuanto más carga por segundo que pasa este punto, mayor será la corriente. Entonces podemos definir un amperio (A) de corriente eléctrica como igual a un coulomb de carga por segundo. Así que 1A = 1C/s
El Amperio, Unidad
Donde: Q es la carga (en coulombs) y t es el intervalo de tiempo (en segundos) que la carga se mueve., En otras palabras, la corriente eléctrica tiene amagnitud (la cantidad de carga) y una dirección especificada asociada con ella.
tenga en cuenta que el símbolo comúnmente utilizado para la corriente eléctrica es la letra mayúscula «I», O pequeña «i» que representa la intensidad. Es la intensidad o concentración de carga que produce el flujo de electrones. Para una corriente continua constante, se usa generalmente la letra mayúscula «I», mientras que para una corriente alterna variable en el tiempo se usa comúnmente la letra minúscula» i». El símbolo i (t) significa un valor de corriente instantánea en ese instante exacto en el tiempo.,
a veces es más fácil recordar esta relación usando una imagen. Aquí las tres cantidades de Q, I y t se han superpuesto en un triángulo representa la posición real de cada cantidad dentro de la fórmula actual.
El Ampere
la Transposición de la norma fórmula anterior nos da las siguientes combinaciones de la misma ecuación:
la Energía Eléctrica Ejemplo No2
1. Cuánta corriente fluye a través de un circuito si 900 coulombs de carga pasan un punto dado en 3 minutos.,
2. Una corriente eléctrica de 3 amperios fluye a través de una resistencia. Cuántos coulombs de carga fluirán a través de la resistencia en 90 segundos.
energía eléctrica: el vatio
La energía eléctrica es el producto de las dos cantidades, voltaje y corriente y por lo tanto se puede definir como la velocidad a la que se realiza el trabajo en el gasto de energía., Dijimos anteriormente que el voltaje proporciona el trabajo requerido en julios para mover un Coulomb de carga de A A B y que la corriente es la tasa de movimiento (o tasa de flujo) de la carga. Entonces, ¿cómo se vinculan estas dos definiciones?
El Vatios
Así que podemos ver que la energía eléctrica es también la velocidad a la que se realiza el trabajo durante un segundo. Es decir, un joule de energía disipada en un segundo. Como la potencia eléctrica se mide en vatios (W), por lo tanto, también debe medirse en julios por segundo., Así que podemos decir correctamente que: 1 watt = 1 joule por segundo (J / s).
Potencia eléctrica
así que si 1 watt = 1 joule por segundo, se deduce que: 1 Joule de energía = 1 watt sobre una unidad de tiempo, es decir: trabajo es igual a potencia multiplicada por el tiempo, (V*I*T joules). Así que la energía eléctrica (el trabajo realizado) se obtiene multiplicando la potencia por el tiempo en segundos que fluye la carga (en forma de corriente). Por lo tanto, las unidades de energía eléctrica dependen de las unidades utilizadas para la energía eléctrica y el tiempo., Así que si medimos la potencia eléctrica en kilovatios (kW), y el tiempo en horas (h), entonces la energía eléctrica consumida equivale a kilovatios*horas (Wh) o simplemente: kilovatios-horas (kWh).
ejemplo de energía eléctrica no3
una bombilla de 100 vatios se enciende durante una hora solamente. Cuántos julios de energía eléctrica han sido utilizados por la lámpara.
tenga en cuenta que cuando se trata con el joule como una unidad de energía eléctrica, es más conveniente presentarlos en kilojulios. Así la respuesta se puede dar como: 360kJ., Como un joule por sí solo es una pequeña cantidad, el Kilojulio (kJ), miles de julios, el megajulio (MJ), millones de julios, e incluso el gigajulio (GJ), miles de millones de julios, son todas unidades prácticas de energía eléctrica. Por lo tanto, una unidad de electricidad que es un kilovatio-hora (kWh) es equivalente a 3,6 megajulios (MJ).
del mismo modo, dado que un vatio es una cantidad tan pequeña de energía eléctrica, los kilovatios (1 kW = 1.000 vatios) y los megavatios (1 MW = 1 millón de vatios) se utilizan comúnmente para identificar la potencia de salida de los equipos y aparatos eléctricos., Así podemos ver que el kilovatio (o megavatio) es una unidad de energía eléctrica, mientras que el kilovatio-hora es una unidad de energía eléctrica.
