L'energia elèctrica és el moviment d'electrons. Definim energia elèctrica o electricitat com la forma d'energia que resulta de l'existència d'una diferència de potencial entre dos punts.
Quan aquests dos punts se'ls posa en contacte mitjançant un conductor elèctric obtenim un corrent elèctric.
L'electricitat té moltes aplicacions tècniques. Molts dels fenòmens relacionats amb l'electricitat poden mesurar-se i calcular prèviament amb gran precisió.
Característiques de l'energia elèctrica
De forma habitual, aquestes càrregues elèctriques negatives (electrons) es mouen a través del onductor elèctric. Normalment el conductor és d'un material metàl·lic pel fet que disposen de major quantitat d'electrons lliures.
Les càrregues elèctriques que es desplacen a través del onductor formen part dels àtoms de les substàncies del ropi conductor.
En general, un àtom té càrrega neutra. Això vol dir que té el mateix nombre de càrregues positives (protons) que negatives (neutrons). No obstant això, alguns àtoms tenen càrrega elèctrica: són els ions.
Tipus de corrent
Depenent del moviment de les càrregues ha dos tipus de corrents en un circuit elèctric.
Corrent contínua. Les càrregues elèctriques es mouen de forma lineal a través del conductor elèctric.
Corrent altern. Els electrons vibren generant ondulacions.
Com es genera l'energia elèctrica?
L'energia elèctrica tot just no es pot trobar de forma lliure en la naturalesa d'una manera que pugui ser aprofitable. Es pot observar en les tempestes elèctriques però a la pràctica no es poden emmagatzemar i controlar tal quantitat d'energia.
Les centrals elèctriques són capaços de produir electricitat des de diferents fonts. Els diferents tipus de centrals dependrà de la font d'energia que utilitzen.
Aquestes fonts les podem classificar en:
Fonts d'energia renovables.
Fonts d'energia no-renovables.
Fonts d'energia renovables
Les formes de generar energia elèctrica renovables són les que utilitzen tipus d'energia en què no s'utilitza combustible o el combustible és inesgotable. Alguns exemples d'energia renovable són:
Energia solar fotovoltaica. Els panells fotovoltaics converteixen l'energia lluminosa en electricitat.
Energia eòlica. Els parcs eòlics aprofiten la força de vent. La transformen en energia mecànica i posteriorment en electricitat.
Energia hidroelèctrica. Les centrals hidroelèctriques transformen l'energia potencial d'l'aigua en electricitat mitjançant un sistema de turbines.
Energia geotèrmica, que es beneficia de la calor a l'interior de la Terra.
Fonts d'energia no renovables
Les formes de generar energia elèctrica no-renovable requereixen d'un combustible que per abundant que sigui tendeix a esgotar-se. Alguns exemples de no renovables són:
L'energia nuclear. Les centrals nuclears han de tenir urani. Ja que no podem generar més urani que el que es pot extreure en les mines d'urani.
Energia tèrmica, que aprofita el poder calorífic dels combustibles fòssils com ara el carbó, el petroli i el gas natural.
Com funcionen les plantes d'energia elèctrica?
L'electricitat es considera com una font d'energia secundària. Per aquesta raó, ha de ser produïda per transformació d'una font d'energia primària. En el procés de transformació, el rendiment sempre menor que 100%, es produeix dins de les centrals de generació d'energia elèctrica.
En totes les plantes de producció d'energia elèctrica, a excepció de les d'energia solar fotovoltaica, es necessiten tres elements per produir electricitat:
Una turbina. Que pot ser una turbina hidràulica o una turbina de vapor, que és la que se sol utilitzar en les plantes d'energia nuclear.
Un alternador per convertir l'energia mecànica en energia elèctrica.
Un transformador per modular el corrent elèctric obtinguda a un corrent altern amb la diferència de potencial desitjada.
Importància de l'aigua a l'electricitat
Un altre element important per produir electricitat és l'aigua en forma líquida o en forma de vapor a alta pressió. L'aigua líquida s'utilitza en com a les centrals hidroelèctriques, en canvi el vapor d'aigua és més propi en centrals tèrmiques, plantes d'energia geotèrmica, en la fissió nuclear i en plantes d'energia solar tèrmica
En tots dos casos, l'objectiu de l'aigua és el de girar les turbines per produir d'una manera més constant possible corrent altern per mitjà de l'alternador.
L'ús d'aigua presenta els següents problemes derivats de la necessitat d'escalfar:
Disponibilitat d'aigua.
La contaminació tèrmica de l'aigua, si no es recupera, es dispersa en l'atmosfera en forma de vapor d'aigua o es realimenta en els llacs, rius i mar.
En el cas de les plantes eòliques no es necessita aigua, ja que les turbines s'accionen mitjançant la força de vent.
Transport i distribució d'energia elèctrica
Un cop finalitzada la producció d'electricitat hi ha la necessitat de transportar-la a gran escala. Per subministrar electricitat a gran escala s'utilitzen les xarxes elèctriques de transmissió i de distribució.
Resum
L'energia elèctrica és el moviment de càrregues elèctriques a través d'un conductor elèctric. Depenent de com es mogui pot ser un corrent altern o un corrent continu.
Per generar electricitat ha diferents tipus de centrals elèctriques. Depenent de l'origen de les fonts d'energia que utilitzen poden ser d'energia renovable o no renovable.
