Energía eléctrica
La energía eléctrica es la asociada a las cargas eléctricas y se transforma fácilmente en luz, calor o movimiento.
La energía eléctrica es la energía asociada a las cargas eléctricas, tanto en reposo como en movimiento. Es la forma de energía más cómoda de transportar y de convertir en luz, calor o movimiento, y por eso sostiene la vida cotidiana y la industria modernas.
¿Qué es la energía eléctrica?
Cuando una fuente (una central, una pila) mantiene una diferencia de potencial entre dos puntos, las cargas de un circuito adquieren energía y la transfieren a los aparatos conectados. Esa energía no se «consume» en sentido estricto: se transforma. Una bombilla la convierte en luz y calor, un motor en energía mecánica y una estufa en calor.
Fórmula y unidades
La unidad del SI es el julio (J). En la factura de la luz se usa el kilovatio-hora (kWh), la energía que consume un aparato de 1 kW funcionando durante una hora:
| Magnitud | Símbolo | Unidad |
|---|---|---|
| Energía | E | julio (J) o kWh |
| Potencia | P | vatio (W) |
| Tensión | V | voltio (V) |
| Intensidad | I | amperio (A) |
| Tiempo | t | segundo (s) |
La potencia indica con qué rapidez se transfiere la energía; la energía es esa potencia mantenida durante un tiempo.
Cómo se genera
La mayor parte de la electricidad se produce con generadores electromagnéticos que aplican la ley de Faraday: al mover un conductor dentro de un campo magnético se induce una corriente. Lo que cambia entre unas centrales y otras es cómo se hace girar la turbina:
- Térmicas: el calor de un combustible fósil o de la biomasa produce vapor que mueve la turbina.
- Nucleares: la fisión del uranio calienta agua y genera vapor.
- Hidroeléctricas: la energía hidráulica del agua que cae mueve la turbina.
- Eólicas: el viento hace girar las palas del aerogenerador.
- Solares fotovoltaicas: generan corriente continua directamente a partir de la luz, sin turbina.
Transporte y distribución
Una línea eléctrica pierde energía en forma de calor por efecto Joule: Ppérdida = I²·R. Para reducir la corriente sin reducir la potencia transportada se eleva la tensión con transformadores. Las redes de transporte europeas trabajan en niveles como 220 kV o 400 kV, y se reduce de nuevo la tensión cerca de los consumidores hasta los 230 V (monofásica) o 400 V (trifásica) a 50 Hz de la red doméstica.
Ventajas y retos
- Se transporta con facilidad y se convierte en casi cualquier otra forma de energía.
- Es limpia en el punto de uso; el impacto ambiental depende de cómo se genera.
- Almacenarla en grandes cantidades sigue siendo difícil y caro (baterías, bombeo hidráulico).
- La demanda y la generación deben igualarse en cada instante para mantener la frecuencia de la red.
Ejercicios resueltos
1. Una bombilla de 60 W permanece encendida 5 horas. ¿Qué energía consume, en kWh y en julios?
E = P·t = 0,060 kW · 5 h = 0,3 kWh. En julios: 0,3 · 3,6 × 10⁶ = 1,08 × 10⁶ J. Resultado: 0,3 kWh = 1,08 MJ.
2. Con un precio supuesto de 0,15 €/kWh, ¿cuánto cuesta mantener esa bombilla encendida 5 horas?
Coste = 0,3 kWh · 0,15 €/kWh. Resultado: 0,045 € (4,5 céntimos).
3. Una línea de 10 Ω transporta 1 MW. Calcula las pérdidas si la tensión es de 10 kV y si es de 100 kV.
A 10 kV: I = P/V = 10⁶/10⁴ = 100 A; pérdidas = I²R = 100² · 10 = 100 kW (un 10 %). A 100 kV: I = 10 A; pérdidas = 10² · 10 = 1 kW. Resultado: 100 kW frente a 1 kW; al multiplicar la tensión por 10, las pérdidas se dividen por 100.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre potencia y energía eléctrica?
La potencia (W) es la rapidez con la que un aparato usa energía; la energía (kWh o J) es la cantidad total usada en un tiempo. Un aparato de 2 kW encendido 3 horas consume 6 kWh.
¿Cuántos julios tiene un kilovatio-hora?
3,6 millones de julios (3,6 × 10⁶ J), porque 1 kW son 1000 J/s y una hora tiene 3600 s.
¿Por qué se transporta la electricidad a alta tensión?
Porque para una misma potencia, a mayor tensión menor corriente, y las pérdidas por efecto Joule dependen del cuadrado de la corriente.
¿La energía eléctrica es una fuente de energía primaria?
No. Es una forma de energía secundaria: se obtiene transformando otras fuentes (carbón, gas, agua, viento, sol, uranio).
Conceptos relacionados
Consulta también la corriente eléctrica, el voltaje, la energía en física y la electricidad.
Referencias
- Serway, R. A. y Jewett, J. W. Física para ciencias e ingeniería. Cengage Learning.
- Halliday, D., Resnick, R. y Walker, J. Fundamentos de física. Wiley.
- Tipler, P. A. y Mosca, G. Física para la ciencia y la tecnología. Reverté.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2026). «Energía eléctrica». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/fisica/energia-electrica/
