Energía y potencia eléctrica

Energía eléctrica

La energía eléctrica es la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos cuando se los pone en contacto por medio de un conductor eléctrico. La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía lumínica o luz, la energía mecánica y la energía térmica.

¿Cómo obtienen la energía los receptores en un circuito eléctrico? Evidentemente, de las cargas que circulan por el circuito. Todas las cargas que salen del generador vuelven al mismo tras recorrer el circuito, pero las cargas vuelven al generador con menos energía de la que tenían al salir: han cedido energía en su recorrido por el circuito.

La energía de carga eléctrica que se desplaza entre dos puntos de un conductor que se encuentran a distinto potencial viene dada por la expresión:

Energía = (VA -VB).Q

Y, a partir de la definición de intensidad, obtenemos: Q = I.t

Energía = (VA -VB).I.t

Esta energía es aportada por el generador y consumida por la bombilla de resistencia R. Por la ley de Ohm sabemos que (VA - VB) = I.R. Sustituyendo (VA - VB) en la expresión de la energía nos queda:

Energía = I².R.t

La unidad de la energía en el Sistema Internacional es el julio (J).

Efecto calorífico de la corriente eléctrica. Ley de Joule

Cuando por un conductor circula comente eléctrica, parte de la energía eléctrica se transforma en calor: los electrones en su movimiento chocan con las partículas del conductor, les transmiten parte de su energía y el conductor se calienta

Energia (julios) = I².R.t→ Energia (calorías) = 0,24.I².R.t

Esta expresión matemática se conoce con el nombre de ley de Joule. El efecto calorifico de la comente eléctrica se aprovecha en aparatos eléctricos, como estufas, planchas, etc., elaborados con conductores de la electricidad y que, en algunos casos, son de gran longitud (arrollados en espiral).

Potencia eléctrica

Para mantener la corriente eléctrica en un circuito hace falta proporcionar energía que se consume en los receptores, en los conductores, etc. La potencia es la rapidez con la que un aparato eléctrico consume o transforma la energía eléctrica que recibe. Viene dada por la siguiente expresión:

Su unidad es el vatio (W), que se define como 1 julio/1 segundo. Otra unidad de potencia es el kilovatio (kW) - 1.000 W

Otra unidad de energia: el kilovatio hora

El julio es la unidad de energía eléctrica en el Sistema Internacional, pero habitualmente, sobre todo en ámbitos industriales y domésticos, se emplea otra unidad el kilovatio hora (kWh)

A partir de la potencia eléctrica es fácil comprender esta unidad de energía: el kilovatio hora es la energía que consume un aparato eléctrico de 1 kW de potencia que funciona durante un tiempo de 1 hora.
La equivalencia entre el kilovatio hora y el julio es la siguiente:

1 kWh = 3.600.000 J = 3,6.10⁶J