La electricidad es uno de los pilares fundamentales de la sociedad moderna, una fuerza invisible que impulsa nuestras vidas en cada momento del día. Desde encender una bombilla para iluminar una habitación hasta cargar nuestros dispositivos electrónicos y mantener en funcionamiento los electrodomésticos, la electricidad está intrínsecamente entrelazada con nuestra vida cotidiana.
Los electrodomésticos usuales necesitan electricidad.
Su importancia es innegable, ya que prácticamente todos los aspectos de nuestras actividades diarias dependen de ella. Sin embargo, a menudo damos por sentada su presencia, sin detenernos a pensar en el complejo y fascinante proceso detrás de la «fabricación» de esta forma de energía.
La clave del misterio: la ley de Faraday
La ley de Faraday, postulada por el físico británico Michael Faraday en 1831, es un principio esencial en la física que establece la relación entre un campo magnético variable en el tiempo y la inducción de una corriente eléctrica en un circuito. En términos simples, esta ley nos dice que un cambio en el flujo magnético a través de un circuito conductor producirá una fuerza electromotriz (fem) que inducirá una corriente eléctrica en el circuito. ¡Ese es el secreto! Esto significa que si alteramos el campo magnético que atraviesa un circuito, se generará una corriente eléctrica en ese circuito, lo que nos permite convertir energía mecánica, como la rotación de una turbina eólica o el movimiento de un generador, en energía eléctrica utilizable.
Michael Faraday. Foto: Wikipedia
La historia de la ciencia está repleta de héroes de la ciencia. De hecho Faraday llegó a un resultado que ya parecía estar patente en el ambiente científico: ¿se puede generar electricidad con un imán? Oersted, unos años antes, había demostrado que una corriente eléctrica tenía la capacidad de producir un campo magnético. Faraday demostró que lo contrario también era posible, abriendo las puertas a la sociedad en la que vivimos hoy.
A menudo también se conoce como la ley de Faraday-Lenz, aunque existe por separado la ley de Lenz. Se debe a Heinrich Lenz, un físico alemán que formuló una ley adicional que complementa la ley de Faraday. Esta ley establece que la corriente inducida en un circuito cerrado siempre se opone al cambio del flujo magnético que la generó.
Muchas formas de producirla y un solo principio físico
Hay una gran diversidad de tipos de centrales eléctricas que usan el principio de la ley de Faraday-Lenz para convertir algún tipo de energía mecánica en energía eléctrica:
- Centrales térmicas convencionales. Utilizan combustibles fósiles como carbón, gas natural o petróleo para calentar agua y generar vapor. Este vapor impulsa turbinas conectadas a generadores, donde se produce electricidad mediante la inducción electromagnética.
- Centrales nucleares. La energía nuclear se produce mediante la fisión nuclear, donde los núcleos de átomos pesados, como el uranio, se dividen en dos, liberando una gran cantidad de energía en forma de calor. Este calor se utiliza para generar vapor que impulsa turbinas conectadas a generadores, convirtiendo la energía térmica en electricidad a través de la ley de Faraday.
Central nuclear. Imagen: Wikicommons
- Centrales hidroeléctricas. Aprovechan la energía potencial del agua almacenada en embalses o liberada en ríos mediante presas. El agua fluye a través de turbinas hidráulicas, lo que genera movimiento y activa generadores que producen electricidad utilizando la ley de Faraday.
- Centrales eólicas. Utilizan la energía cinética del viento para hacer girar las aspas de aerogeneradores. Estos movimientos rotatorios se convierten en energía mecánica que luego se transforma en electricidad mediante generadores, aplicando los principios de la ley de Faraday.
El principio científico de la generación de electricidad en las centrales eólicas es la ley de Faraday. Créditos: David McNew
La excepción: el efecto fotoeléctrico
Hay un tipo de generación de electricidad que llega a casa y que no usa como principio la ley de Faraday: los paneles solares. El principio de este tipo de generación de electricidad es el efecto fotoeléctrico.
El efecto fotoeléctrico es un fenómeno físico en el cual ciertos materiales emiten electrones cuando son expuestos a la luz. Esta emisión de electrones se produce cuando los fotones de luz incidente interactúan con los electrones en la superficie del material, transfiriendo su energía a los electrones y liberándolos del átomo al cual estaban ligados.
Los paneles solares están compuestos por muchas unidades pequeñas llamadas células fotovoltaicas o celdas solares.
En el contexto de la generación de electricidad, el efecto fotoeléctrico es fundamental en las células fotovoltaicas, también conocidas como paneles solares. Estas células están compuestas de materiales semiconductores, como el silicio, que son capaces de experimentar el efecto fotoeléctrico. Cuando la luz solar incide sobre la superficie de la célula fotovoltaica, los fotones de luz interactúan con los electrones en el material semiconductor, liberando electrones de sus átomos.
Los electrones liberados crean una diferencia de potencial eléctrico en la célula, lo que genera una corriente eléctrica. Este flujo de electrones constituye una corriente eléctrica continua, que puede ser utilizada como fuente de energía eléctrica. A través de un circuito eléctrico conectado a la célula fotovoltaica, esta corriente eléctrica puede ser canalizada y utilizada para alimentar dispositivos electrónicos, cargar baterías o incluso suministrar electricidad a una red eléctrica más grande.
Fuente de TenemosNoticias.com: www.muyinteresante.com
Publicado el: 2024-03-21 02:00:00
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