La
Humanidad conoció desde un principio algunos efectos de la electricidad: el
rayo que, sin duda, tantas veces la aterrorizó. Durante el siglo
XVIII, la electricidad sirvió como juguete de salón.
En el XIX, fue
sometida a un tratamiento más científico; y en el XX, se convirtió en motor del
progreso. Pero ¿qué es la electricidad?
Todo
átomo está compuesto de un núcleo formado por protones (con carga eléctrica
positiva) y neutrones (sin carga eléctrica). Alrededor del núcleo giran los
electrones (con carga eléctrica negativa).
En cada átomo
existen tantos protones como electrones y, como las cargas negativas de los
electrones tienen el mismo valor que las cargas positivas de los protones,
éstas se compensan, de forma que, en principio, un átomo es eléctricamente
neutro.
Pero
puede ocurrir que los átomos de un cuerpo ganen o pierdan electrones. Por
ejemplo, al frotar una barra de vidrio con un paño, algunos electrones de los
átomos del vidrio pasan al paño y la barra queda cargada positivamente.
Si se pierde el
equilibrio entre protones y electrones, el cuerpo queda cargado eléctricamente:
si es por exceso de electrones, ese cuerpo tiene un estado eléctrico o
potencial negativo. Si es porque ha perdido electrones, tiene un estado
eléctrico o potencial positivo.
Históricamente
se dice que, cuando un cuerpo tiene un «potencial menor» que otro cuerpo, el
movimiento de cargas eléctricas se produce desde el de mayor potencial negativo
al de menor potencial, igual que el agua cae desde un punto más alto a .otro más
bajo.
Es lógico este
movimiento, pues, para restablecer el equilibrio, el cuerpo con exceso de carga
eléctrica negativa debe ceder parte de ella al que tiene defecto.
Por
esto, si tomamos una pila con dos polos (uno positivo y otro negativo) y los
unimos con un conductor, se producirá una circulación de electrones del polo —
al polo +, a la que se llama corriente eléctrica, si bien se le atribuye
convencionalmente el sentido justamente opuesto, es decir, del polo + al polo —
.
En
efecto, los átomos de un buen material conductor tienen un electrón libre que
está orbitando en el exterior de los demás y que puede ser separado de su
átomo. Así, los electrones libres pueden ir de un átomo a otro a través del
metal. Y, cuando se conecta un cable, los electrones libres del alambre marchan
de un extremo al otro del mismo.
Para que se
mantenga esta circulación de electrones, es necesario mantener esa diferencia
de potencial, ese «desnivel eléctrico». Eso se consigue con un generador.
Las pilas y las
dinamos dan lugar a una corriente continua: los electrones se mueven en un
sentido único.
Por el contrario,
en las Centrales Eléctricas se produce una corriente alterna: los electrones
cambian de sentido constantemente (cien veces por segundo).
En 1820,
el investigador Oersted observó que, cuando pasa la corriente eléctrica por un
hilo metálico colocado paralelamente a una brújula, la aguja de ésta se mueve.
Dedujo de ello que la corriente eléctrica produce un campo magnético.
En 1821,
Faraday demostró el fenómeno opuesto; es decir, que un campo magnético, al
variar, produce una corriente eléctrica.
En efecto, si se
mueve un imán cerca de un hilo metálico en espiral o en bobina (que no está
conectado a ninguna pila), circula electricidad por él. Ocurre lo mismo cuando
se mueve o deforma la bobina, dejando fijo el imán. Esta circulación de
electricidad recibe el nombre de corriente inducida.
Este
descubrimiento, tan simple en apariencia, es la base de las grandes centrales
eléctricas: se trata de mover grandes bobinas en las proximidades de grandes
imanes. El movimiento se consigue con agua o vapor, que hacen girar las paletas
o álabes de una turbina, la cual, a su vez, hace girar una gran bobina en el
interior de un campo magnético.
En las
Centrales Hidráulicas, la turbina -- que puede ser de distintos tipos -- está
compuesta fundamentalmente por un «caracol», en el que entra y por el que
circula el agua, y por un rotor de paletas o álabes, que son movidos por ésta.
Las
Centrales Térmicas (que pueden ser de carbón, de fuel-oil, de gas o nucleares)
son análogas a las hidráulicas, pero en ellas los álabes de la turbina son
movidos por vapor a presión producido por el calentamiento del agua.
En ambos casos, el
eje de la turbina va unido a un generador eléctrico que, al dar vueltas,
produce la corriente eléctrica.
La
energía eléctrica, junto a otras ventajas, tiene fundamentalmente la facultad
de interconversión.
Es decir, la
energía eléctrica puede convertirse en:
-
Energía calorífica (hornos,
cocinas, termos, etc.).
-
Energía química (cargado de
baterías, electrolisis).
-
Energía mecánica (motores de todo
tipo).
-
Energía lumínica (iluminación,
rayos láser).
Y, además, puede obtenerse energía eléctrica
de:
-
La energía mecánica (alternadores,
dinamos, grupos electrógenos autónomos).
-
La energía química (pilas,
baterías).
-
La energía lumínica (células
fotoeléctricas).
-
La energía calorífica (pares
termoeléctricos).
