tipos de electricidad

1. Energía Eléctrica

La energía eléctrica es la energía resultante de una diferencia de potencial entre dos puntos y que permite estabular una corriente eléctrica entre los dos, para obtener algún tipo de trabajo, también puede transformarse en otros tipos de energía entre las que se encuentran energía luminosa o luz, la energía mecánica y la energía térmica.

2. Energía lumínica

La energía luminosa es la fracción que se percibe de la energía que trasporta la luz y que se puede manifestar sobre la materia de diferentes maneras tales como arrancar los electrones de los metales, comportarse como una onda o como si fuera materia, aunque la mas normal es que se desplace como una onda e interactúe con la materia de forma material o física, también añadimos que esta no debe confundirse con la energía radiante.

 3. Energía mecánica

La energía mecánica se debe a la posición y movimiento de un cuerpo y es la suma de la energía potencial, cinética y energía elástica de un cuerpo en movimiento. Refleja la capacidad que tienen los cuerpos con masa de hacer un trabajo. Algunos ejemplos de energía mecánica los podríamos encontrar en la energía hidráulica, eólica y mareomotriz.

4. Energía térmica

 

La energía térmica es la fuerza que se libera en forma de calor, puede obtenerse mediante la naturaleza y también del sol mediante una reacción exotérmica como podría ser la combustión de los combustibles, reacciones nucleares de fusión o fisión, mediante la energía eléctrica por el efecto denominado Joule o por ultimo como residuo de otros procesos químicos o mecánicos. También es posible aprovechar energía de la naturaleza  que se encuentra en forma de energía térmica calorífica, como la energía geotérmica o la energía solar fotovoltaica.

La obtención de esta energía térmica también implica un impacto ambiental debido a que en la combustión se libera dióxido de carbono (comúnmente llamado CO_2 )  y emisiones contaminantes de distinta índole, por ejemplo la tecnología actual en energía nuclear da residuos radiactivos que deben ser controlados. Además de esto debemos añadir y tener en cuenta la utilización de terreno destinado a las plantas generadoras de energía y los riegos de contaminación por accidentes en el uso de los materiales implicados,  como pueden ser los derrames de petróleo o de productos petroquímicos derivados.

5. Energía Eólica 

Este tipo de energía se obtiene a través del viento, gracias a la energía cinética generada por el efecto corriente de aire.

Actualmente esta energía es utilizada principalmente para producir electricidad o energía eléctrica a través de aerogeneradores, según estadísticas a finales de 2011 la capacidad mundial de los generadores eólicos supuso 238 gigavatios, en este mismo año este tipo de energía genero alrededor del 3% de consumo eléctrico en el mundo y en España el 16%.

6. Energía Solar

Nuestro planeta recibe aproximadamente 170 peta vatios de radiación solar entrante (insolación) desde la capa más alta de la atmósfera y solo un aproximado 30% es reflejada de vuelta al espacio el resto de ella suele ser absorbida por los océanos, masas terrestres y nubes.

El espectro electromagnético de la luz solar en la superficie terrestre está ocupado principalmente por luz visible y rangos de infrarrojos con una pequeña parte de radiación ultravioleta. La radiación que es absorbida por las nubes, océanos, aire y masas de tierra incrementan la temperatura de estas.

7. Energía nuclear

  

Esta energía es la liberada del resultado de una reacción nuclear, se puede obtener mediante dos tipos de procesos, el primero es por Fusión Nuclear (unión de núcleos atómicos muy livianos) y el segundo es por Fisión Nuclear (división de núcleos atómicos pesados).

En las reacciones nucleares se suele liberar una grandísima cantidad de energía debido en parte a la masa de partículas involucradas en este proceso, se transforma directamente en energía. Lo anterior se suele explicar basándose en la relación Masa-Energía producto de la genialidad del gran físico Albert Einstein.

8. Energía cinética

La energía cinética es la energía que posee un objeto debido a su movimiento, esta energía depende de la velocidad y masa del objeto según la ecuación E = 1mv2, donde m es la masa del objeto y v2 la velocidad del mismo elevada al cuadrado.

La energía asociada a un objeto situado a determinada altura sobre una superficie se denomina energía potencial. Si se deja caer el objeto, la energía potencial se convierte en energía cinética. (véase la imagen)

9. Energía potencial

En un sistema físico, la energía potencial es energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar un trabajo en función exclusivamente de su posición o configuración. Puede pensarse como la energía almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. Suele abreviarse con la letra U o Ep.

La energía potencial puede presentarse como energía potencial gravitatoria, energía potencial electrostática, y energía potencial elástica.

Más rigurosamente, la energía potencial es una magnitud escalar asociada a un campo de fuerzas (o como en elasticidad un campo tensorial de tensiones). Cuando la energía potencial está asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre los valores del campo en dos puntos A y B es igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquier recorrido entre B y A.

10. Energía Química

Esta energía es la retenida en alimentos y combustibles, Se produce debido a la transformación de sustancias químicas que contienen los alimentos o elementos,  posibilita  mover objetos o  generar otro tipo de energía.

11. Energía Hidráulica

La energía hidráulica o energía hídrica es aquella que se extrae del aprovechamiento de las energías (cinética y potencial) de la corriente de los ríos, saltos de agua y mareas, en algunos casos es un tipo de energía considerada “limpia” por que su impacto ambiental suele ser casi nulo y  usa la fuerza hídrica sin represarla en otros es solo considerada renovable si no sigue esas premisas dichas anteriormente.

12. Energía Sonora

Este tipo de energía se caracteriza por producirse debido a la vibración o movimiento de un objeto que hace vibrar también el aire que lo rodea, esas vibraciones se transforman en impulsos eléctricos que nuestro cerebro interpreta en sonidos.

13. Energía Radiante

Esta energía es la que tienen las ondas electromagnéticas tales como la luz visible,  los rayos ultravioletas (UV), los rayos infrarrojos (IR), las ondas de radio, etc.

Su propiedad fundamental es que se propaga en el vació sin necesidad de ningún soporte material, se trasmite por unidades llamadas fotones estas unidades actúan a su vez también como partículas, el físico Albert Einstein planteo todo esto en su teoría del efecto fotoeléctrico gracias al cual ganó el premio Nobel de física en 1921.

14. Energía Fotovoltaica

La energía fotovoltaica y sus sistemas posibilitan la transformación de luz solar en energía eléctrica, en pocas palabras es la conversión de una  partícula luminosa con energía (fotón) en una energía electromotriz (voltaica). La característica principal de un sistema de energía fotovoltaica es la célula fotoeléctrica, un dispositivo construido de silicio (extraído de la arena común).

15. Energía de reacción 

Es un tipo de energía debido a la reacción química del contenido energético de los productos es, en general, diferente del correspondiente a los reactivos.

En una reacción química el contenido energético de los productos  Este defecto o exceso de energía es el que se pone en juego en la reacción. La energía absorbida o desprendida puede ser de diferentes formas, energía lumínica, eléctrica, mecánica, etc…, aunque la principal suele ser en forma de energía calorífica. Este calor se suele llamar calor de reacción y suele tener un valor único para cada reacción, las reacciones pueden también debido a esto ser clasificadas en exotérmicas o endotérmicas, según que haya desprendimiento o absorción de calor.

16. Energía iónica

La energía de ionización es la cantidad de energía que se necesita para separar el electrón menos fuertemente unido de un átomo neutro gaseoso en su estado fundamental.

17. Energía geotérmica

Esta corresponde a la energía que puede ser obtenida en base al aprovechamiento del calor interior de la tierra, este calor se debe a varios factores entre los más importantes se encuentran el gradiente geotérmico, el calor radio génico, etc. Geotérmico viene del griego geo, “Tierra”, y thermos, “calor”; literalmente “calor de la Tierra”.

18. Energía mareomotriz

Es la resultante del aprovechamiento de las mareas, se debe a la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa de la Tierra y la Luna y que como resultante  da la atracción gravitatoria de esta última y del sol sobre los océanos.

De estas diferencias de altura se puede obtener energía  interponiendo partes móviles al movimiento natural de ascenso o descenso de las aguas, junto con mecanismos de canalización y depósito, para obtener movimiento en un eje.

 19. Energía electromagnética 

La energía electromagnética se define como la cantidad de energía almacenada en una parte del espacio a la que podemos otorgar la presencia de un campo electromagnético y que se expresa según la fuerza del campo eléctrico y magnético del mismo. En un punto del espacio la densidad de energía electromagnética depende de una suma de dos términos proporcionales al cuadrado de las intensidades de campo.

 20. Energía metabólica 

Este tipo de energía llamada metabólica o de metabolismo es el conjunto de reacciones y procesos físico-químicos que ocurren en una célula. Estos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a nivel molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc.

21. Energía hidroeléctrica 

Este tipo de energía se obtiene mediante la caída de agua desde una determinada altura a un nivel inferior provocando así el movimiento de mecanismos tales como ruedas hidráulicas o turbinas, Esta hidroelectricidad es considerada como un recurso natural, solo disponible en zonas con suficiente cantidad de agua. En su desarrollo se requiere la construcción de presas, pantanos, canales de derivación así como la instalación de grandes turbinas y el equipamiento adicional necesario para generar esta electricidad.

22. Energía Magnética 

Esta energía que se desarrolla en nuestro planeta o en los imanes naturales. es la consecuencia de las corrientes eléctricas telúricas producidas en la tierra como resultado de la diferente actividad calorífica solar sobre la superficie terrestre, y deja sentir su acción en el espacio que rodea la tierra con intensidad variable en cada punto

23. Energía Calorífica

La energía calorífica es la manifestación de la energía en forma de calor. En todos los materiales los átomos que forman sus moléculas están en continuo movimiento ya sea trasladándose o vibrando. Este movimiento implica que los átomos tienen una determinada energía cinética a la que nosotros llamamos calor o energía calorífica.

LEYES DE LA TERMODINÁMICA

Es la parte de la física que trata las relaciones entre el calor y las restantes formas de energía.

Fue fundada en 1824 por el ingeniero francés Sadi Carnot, a partir del estudio de la conversión del calor en trabajo en las maquinas de vapor.

PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA 

(PRINCIPIO DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA)

• La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.

• Si se realiza trabajo sobre un sistema o si este intercambia color con otro, la energía interna del sistema variara.

• El trabajo neto realizado por la maquina es igual a la diferencia entre el calor que fluye hacia ella y el calor que desprende.

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA

(PRINCIPIO DE LA TENDENCIA AL DESORDEN DE LA MATERIA)

• Es imposible la transferencia de calor desde un cuerpo de menor temperatura hacia otro de mayor temperatura.

• La antropia o grado de desorden de un sistema aislado siempre aumenta.

• Es imposible que toda la energía absorbida por una maquina se convierta completamente en trabajo. 

LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA

(PRINCIPIO SOBRE EL EQUILIBRIO TÉRMICO Y LA TEMPERATURA)

La Ley Cero fue llamada así porque se formulo después de la Primera y Segunda ley.

• Si dos sistemas están en equilibrio térmico con tercer sistema, entonces, los primeros dos sistemas se encuentran en equilibrio térmico.

La Ley Cero establece que si dos o mas cuerpos con diferentes temperaturas se ponen en contacto, el calor se distribuye uniformemente y en consecuencia las partes del sistema alcanzan la misma temperatura.

ESCALAS DE TEMPERATURA

Temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las partículas que forman un cuerpo.

ESCALA CELSIUS

Para esta escala, se toman como puntos fijos, los puntos de ebullición y de solidificación del agua, a los cuales se les asignan los valores de 100 y 0 respectivamente. En esta escala, estos valores se escriben como 100° y 0°. Esta unidad de medida se lee grado Celsius y se denota por °C.

El grado Celsius, es la unidad creada por Anders Celsius para su escala de temperatura. Se tomó para el Kelvin y es la unidad de temperatura más utilizada internacionalmente.

A partir de su creación en 1750 fue denominado grado centígrado (se escribía °c, en minúscula). Pero en 1948 se decidió el cambio en la denominación oficial para evitar confusiones con la unidad de ángulo también denominada grado centígrado (grado geométrico), aunque la denominación previa se sigue empleando extensamente en el uso coloquial.

Hasta 1954 se definió asignando el valor 0 a la temperatura de congelación del agua, el valor 100 a la de temperatura de ebullición «ambas medidas a una atmósfera de presión» y dividiendo la escala resultante en 100 partes iguales, cada una de ellas definida como 1 grado. Estos valores de referencia son muy aproximados pero no correctos por lo que, a partir de 1954, se define asignando el valor 0,01 °C a la temperatura del punto triple del agua y definiendo 1 °C como la fracción 1/273,16 de la diferencia con el cero absoluto.

ESCALA KELVIN

En este caso, la escala fue establecida por la escala kelvin, donde el valor de 0° corresponde al cero absoluto, temperatura en la cual las moléculas y átomos de un sistema tienen la mínima energía térmica posible. Ningún sistema macroscópico puede tener una temperatura inferior. En escala Celsius esta temperatura corresponde a -273 °C. Esta unidad de medida se lee Kelvin y se denota por [K]. Esta unidad se llama también Escala Absoluta y es también la unidad adoptada por el Sistema Internacional de Unidades.

Dado que 0 K corresponden a -273,15 °C, se puede hallar una fórmula de conversión, entre la escala Celsius y la escala Kelvin, de la siguiente forma:

                                           TK = TC + 273.15 C·

ESCALA FAHRENHEIT

En esta escala también se utilizaron puntos fijos para construirla, pero en este caso fueron los puntos de solidificación y de ebullición del cloruro amónico en agua. Estos puntos se marcaron con los valores de 0 y 100 respectivamente. La unidad de esta escala se llama grado Fahrenheit y se denota por °F. Dado que en escala Celsius, los valores de 0 °C y 100 °C corresponden a 32 °F y 212 °F respectivamente, la fórmula de conversión de grados Celsius a Fahrenheit es:

                                            Tf = 9/5  Tc + 32 c·

Formulas

Los científicos e inventores más importantes de la historia

Arquímedes de Siracusa (287-212 a.C.)

En la Antigua Grecia, tan prolifera y fructífera para las ciencias, nacieron los primeros hombres de ciencia que la humanidad pudo conocer, por lo que escoger a uno solo para esta lista me dio un fuerte dolor de cabeza. No obstante, creo que Arquímedes de Siracusa merecía este puesto, ya que de algún modo podía levantar la bandera de los científicos de la antigüedad. Arquímedes realizó algunos de los primeros, más importantes e influyentes planteos en ámbitos como la física, la matemática, la estática y la hidrostática,

Leonardo da Vinci (1452-1519)

Leonardo da Vinci fue otro de estos polifacéticos inventores que dejó su huella en todos los campos que pudo, dentro y fuera de las ciencias. Compartió lo que realmente es el espíritu de las ciencias, ese afán por nuevos conocimientos, por encontrar soluciones a los problemas que aquejaban a sus coetáneos y por dejar registro de sus invenciones. Además de pintar maravillosas obras de arte, da Vinci, totalmente adelantado a su época creó numerosos artefactos relacionados con el vuelo, el automovilismo y la guerra, entre muchos más.

Nicolás Copérnico (1473-1543)

Copérnico fue un astrónomo de origen polaco y se encuentra en esta lista pues, vamos, él planteó la teoría heliocéntrica del Sistema Solar una vez propuesta en cierta medida por el antiguo griego Aristarco de Samos. Junto a Galileo (de quien ya hablaremos) fueron los fundadores de la astronomía como ciencia y con su teoría ayudó a la humanidad a dar un verdadero salto en el camino de las ciencias que algunos tanto intentaron ofuscar.

Galileo Galilei (1564-1642)

¿Cómo podríamos obviar a un genio como Galileo? Este hombre de ciencias, de origen italiano, fue el precursor de la astronomía, formó parte activa de la revolución científica del Renacimiento, planteó la primera ley del movimiento, trabajo en el perfeccionamiento de un herramienta tan esencial como el telescopio, en gran medida ayudó a que la teoría Heliocéntrica de Copérnico se consolide y además, enfrentó sus teorías científicas a los antiguos e irracionales dogmas de la Iglesia Católica.

Isaac Newton (1642-1727)

Este es otro de los grandes inventores de los que ya nos hemos dedicado a hablar en repetidas ocasiones. Newton fue un polifacético científico inglés (fue físico, filósofo, teólogo, inventor, alquimista y matemático) que participó en el amplio desarrollo de las matemáticas, las leyes naturales de gravitación, el estudio de la óptica, la proyección de la luz, las leyes del movimiento y la dinámica, entre otras cosas. Por todas estas razones y porque además se que muchos de ustedes así lo querrán, Newton también está en esta lista.

Benjamin Franklin (1706-1790)

Además de ser contemporáneo, Franklin tuvo una notable influencia del recién mencionado Newton. Fue un político, inventor y científico de origen estadounidense pero interesándonos por lo que a esta lista lo trajo: fue uno de los primeros y mas relevantes estudiosos de los fenómenos eléctricos y la electricidad. Tras su popular experimento con la cometa en plena tormenta eléctrica, descubrió que los rayos eran descargas eléctricas y que las nubes estaban compuestas, entre otras cosas, por energía de este tipo. Su invento más significativo fue el pararrayos.

Louis Pasteur (1822-1895)

Decidí colocar a este químico francés en la lista por una razón muy clara e importante, la misma por la que todos conocemos al gran Pasteur, sus experiencias científicas en cuanto microbiología y química que permitió el desarrollo de la pasteurización. Este proceso, llamado así obviamente en alusión a su creador, le ha salvado la vida a millones de millones en el mundo, quizás a los científicos que veremos más adelante inclusive.

Nikola Tesla (1865-1943)

Nikola Tesla fue un científico, físico, ingeniero mecánico e inventor de origen serbio. Sus grandes trabajos están relacionados con el electromagnetismo y el uso de la energía eléctrica como la conocemos y utilizamos hoy. A su vez, las teorías y las tan numerosas patentes del señor Tesla sentaron las bases del desarrollo de los sistemas de potencia de corriente alterna y varios otros sistemas que en gran medida hicieron posible el apogeo de la Revolución Industrial.

Albert Einstein (1879-1955)

Sería casi imposible pensar que alguien no pueda reconocer el rostro de Albert Einstein y es por una razón muy simple: es uno de los científicos más importantes de la historia y junto a Tesla, los 2 más importantes del siglo XX. Las teorías en los campos de la física y la mecánica cuántica y sus investigaciones en cuanto al concepto de la gravedad que hasta entonces teníamos, entre otras cosas,  lo hacen merecedor de un lugar en esta lista sin lugar a dudas.

Stephen Hawking (1942-actualidad)

El señor Hawking, tan querido y del que tanto hemos hablado aquí en OjoCientífico, nació exactamente 300 años después de otro de los miembros de la lista: Isaac Newton. A diferencia de este último, por suerte y esperemos que por mucho tiempo más, aún se encuentra con nosotros, trabajando constantemente en la producción de nuevos y sumamente interesantes conocimientos. Hoy es el físico más importante, un científico y un divulgador popular inglés que se ha encargado de analizar profundamente varios e interesantes aspectos sobre las leyes que rigen el universo, la teoría de la relatividad general y la naturaleza de los agujeros negros, entre otras cosas.