¿Cómo se produce la electricidad?

Hay algunas formas diferentes en que se puede producir electricidad, sin un orden particular real:
1. Fricción
2. electroquímica
3. Inducción magnética
4. Efecto fotoeléctrico (la luz crea directamente el potencial eléctrico)
5. Efecto termoeléctrico (el calor crea directamente el potencial eléctrico)
6. Efecto piezoeléctrico (la tensión mecánica crea el potencial eléctrico)

Fricción

El primer método histórico es por fricción, como lo hace un generador Van de Graaff. Es por eso que la electricidad tiene su nombre, derivado de Elecktros, que significa ámbar. Los griegos descubrieron que si frotaban el pelaje sobre el ámbar, el ámbar atraería pequeñas partículas. Puedes hacer lo mismo frotando un globo en tu cabello. Un generador Van de Graaff es una máquina que genera electricidad estática por fricción.
Un cinturón de seda se frota contra algo en la gran bola de metal. Cuando la bola de metal conectada a tierra la toca, descargará cualquier carga que se acumule en la gran bola de metal. Esa descarga puede medirse como una corriente, y hay un voltaje muy bien definido. No es realmente utilizable como generador de energía confiable, pero máquinas similares jugaron un papel importante en el desarrollo temprano de la teoría electromagnética.

Electroquímica

Baterías AKA. Puedes hacer una muy simple en casa. Obtenga una placa de cobre y una placa de zinc (o cualquier otro tipo diferente de metales), conéctelas a los dos extremos de una bombilla de bajo consumo y coloque las placas en una taza de vinagre para que no se toquen entre sí.
Crédito: Sci-Toys, también una buena referencia para el profano.

Sosteniendo el vinagre en una toalla de papel, puede apilar varias de estas unidades juntas para hacer una batería de mayor voltaje.

Lo que está sucediendo es una reacción electroquímica: algo en la reacción rasgará un electrón de un metal y eventualmente lo transferirá a uno diferente.

Wikipedia: electroquímica

Una celda galvánica cuyos electrodos son zinc y cobre sumergidos en sulfato de zinc y sulfato de cobre, respectivamente, se conoce como celda de Daniell.
Las medias reacciones para una célula de Daniell son estas:
Electrodo de zinc (ánodo): Zn (s) → Zn2 + (aq) + 2 e – Electrodo de cobre (cátodo): Cu2 + (aq) + 2 e– → Cu (s)

El nombre original de las baterías hechas de esta manera era Voltaic Piles.

Inducción magnética

Este es de lejos el mayor generador de electricidad.

El mecanismo es básicamente un motor eléctrico que funciona en reversa. Si aplica un voltaje / corriente a un cable a través de un campo magnético, se ejercerá una fuerza sobre el cable que transporta la corriente (y también sobre el imán), y con un diseño inteligente, puede hacer que esa fuerza sea un par para hacer algo girar. Por otro lado, si toma exactamente el mismo motor eléctrico y en lugar de aplicar un voltaje o corriente para obtener una fuerza, aplica una fuerza al motor, inducirá un voltaje y una corriente.

El concepto es muy simple. Y hay muchas formas diferentes de hacerlo. La mayor parte de la electricidad en el mundo se produce de esta manera, variando principalmente en la forma en que se enciende el motor.

Las centrales eléctricas de carbón queman carbón para calentar agua, y la presión del vapor resultante empuja a las turbinas a hacer girar el motor. Las centrales eléctricas de gas natural queman gas natural. La generación de energía solar térmica concentra la luz solar en un lugar para calentar algo y producir vapor. La energía eólica solo usa el viento para hacer girar el motor. Hidroeléctrica utiliza el movimiento del agua a través de la presa para hacer girar el motor. La energía nuclear funciona utilizando el calor que proviene de las reacciones de fisión para generar vapor.

Efecto fotoeléctrico

Es decir, los fotones pueden eliminar electrones de los materiales. Más comúnmente, esto se usa en un fotovoltaico, también conocido como panel solar.

Los paneles solares realmente pasan de ser un simple efecto fotoeléctrico para usarlo para generar electricidad. Está configurado con una unión PN semiconductora. Los detalles son probablemente demasiado para el lego, pero el dispositivo está configurado de manera muy simple para que cuando la luz incida en la unión PN, un electrón sea empujado hacia un lado y un agujero hacia otro, creando un voltaje y una corriente.
Crédito: Imágenes Instrumentos científicos: cómo las células fotovoltaicas generan electricidad

Efecto termoeléctrico

No es un buen generador de electricidad, ya que el efecto es muy pequeño. Sin embargo, se puede usar para detectar la temperatura generando un pequeño voltaje que se puede leer con un medidor equipado para hacerlo.
Al juntar dos metales diferentes, si hay una diferencia de temperatura entre ellos, hará que algunos electrones se muevan de uno a otro.

Este proceso puede hacerse a la inversa, y se conoce como el efecto Peltier: tome 2 metales diferentes y póngalos juntos, luego aplique un voltaje y puede generar una diferencia de temperatura entre ellos. Bien hecho, puede enfriar un lado y el otro lado cerca de la temperatura ambiente.

Efecto piezoeléctrico

Al igual que el efecto termoeléctrico, no es bueno para usar como fuente de energía (generalmente), pero es bueno para detectar. El efecto piezoeléctrico es que algunos cristales, cuando están estresados, se polarizarán eléctricamente, creando un voltaje.
Es un buen transductor acústico, como en los micrófonos de superficie. También funciona a la inversa: aplique voltaje, el cristal se estresará. Esto lo hace ideal para hacer movimientos muy pequeños y finos, y también lo hace funcionar bien como un altavoz de montaje en superficie. Lo más probable es que su teléfono use un cristal piezoeléctrico para hacer sonido.

La electricidad está ordenada, ¿no?

La electricidad para alimentar nuestras casas se está creando en las centrales eléctricas. Una central eléctrica contiene grandes máquinas llamadas turbinas, que giran muy rápido. Las centrales eléctricas requieren grandes cantidades de energía para rotar las turbinas. La mayoría utiliza energía térmica producida por la quema de carbón. Otros usan energía eólica o agua en movimiento. La turbina que gira hace que los imanes grandes giren dentro de las bobinas de alambre: estos son los generadores. Los imanes en movimiento dentro de la bobina de alambre hacen que los electrones se muevan dentro de la bobina de alambre. Esto se llama electricidad.

Los generadores de turbinas de vapor, los generadores de motores diésel, los sistemas de energía alternativa, los generadores de turbinas de gas, incluso las centrales nucleares, funcionan con el mismo principio.

Imanes + alambre de cobre + Movimiento = corriente eléctrica.

Independientemente de la fuente, la electricidad producida es la misma. La electricidad tiene un papel vital en nuestra vida y es una de nuestras formas de energía más utilizadas. Obtenemos electricidad, que es una fuente de energía secundaria, de la conversión de otras fuentes de energía, como carbón, petróleo, gas natural, energía nuclear y otras fuentes naturales, que se denominan fuentes primarias.

Empresa eléctrica sin depósito

Una forma es usar paneles solares que convierten la luz solar más o menos directamente en electricidad, sin partes móviles.

Otra forma más común es hacer girar una bobina de alambre (o varias bobinas conectadas entre sí) cerca de una matriz de imanes (ya sea imanes permanentes o electroimanes con su propio suministro de electricidad), o girar imanes cerca de una matriz de bobinas. El magnetismo induce el flujo de corriente eléctrica en las bobinas, que luego se conectan de varias maneras a las baterías para su almacenamiento y uso posterior, o a los dispositivos que queremos que funcionen en nuestros hogares y fábricas.

El movimiento de giro se logra usando viento para soplar y hacer girar las palas de una turbina eólica, agua para hacer girar una rueda hidráulica y un eje conectado a un generador como se describió anteriormente, un motor diesel, soplando vapor a través de las palas de una turbina conectada a un generador y otras formas. El vapor puede ser creado por una caldera (eso es lo que tengo al lado en mi foto de perfil) disparada por carbón o petróleo o gas natural, o por un reactor nuclear. Los aviones a reacción obtienen su energía eléctrica de generadores alimentados por sus motores. Si observa el extremo trasero de muchos aviones de reacción, puede ver un pequeño tubo de escape, que es para la Unidad de Potencia Auliliar (APU), un pequeño motor a reacción que hace girar un generador para obtener energía mientras el avión está en tierra.

Cualquier proceso que pueda separar las cargas negativas de los átomos o moléculas neutrales (dejando así iones cargados positivamente) crea efectivamente “electricidad”. Esto incluye fuentes electroquímicas (baterías), colisiones de partículas de agua / hielo en tormentas eléctricas (rayos), interacción de conductores eléctricos con campos magnéticos (inducción electromagnética), frotar diferentes materiales (triboelectricidad / electricidad estática), simplemente tocando dos conductores eléctricos diferentes materiales juntos (potencial de contacto), aplicando radiación electromagnética a ciertos materiales sensibles a la luz (conversión fotovoltaica), y una serie de otras formas menos conocidas.

Esta es una gran pregunta.

Para responderlo, necesitamos un poco de historia.

Antecedentes

Aunque decimos que la electricidad se “genera”, no aparece de la nada, ya que no se crea. Más bien, la electricidad es energía eléctrica y la generamos al convertirla de alguna otra forma de energía.

1. La energía es la moneda del universo. Todo lo que sucede en el Universo sucede debido a la Energía. La energía de la fusión de hidrógeno alimenta nuestro Sol. Las plantas usan la luz solar (energía) para construir sus estructuras y también almacenar alimentos: los carbohidratos tienen energía química. Los animales comen, digieren y extraen la energía vegetal almacenada para crecer, moverse y combatir enfermedades. Las personas queman leña en fogatas para mantenerse calientes convirtiendo la energía química de un árbol en calor o energía térmica.

2. La electricidad y los imanes son dos lados del mismo fenómeno. Un electroimán convierte la electricidad en un imán al pasar electricidad a través de una bobina de alambre para crear un campo magnético. Esto sucede por dos razones: (1) un campo eléctrico en movimiento crea un campo magnético y (2) la electricidad en un cable es realmente el movimiento de electrones de un átomo a otro en ese cable. Eso puede parecer un poco complicado, así que solo para reafirmarlo: un campo eléctrico en movimiento crea un campo magnético. Lo inverso también es cierto: un campo magnético en movimiento crea un campo eléctrico. Por cierto, muchos científicos (Faraday, Gauss, Henry, Maxwell) descubrieron ecuaciones matemáticas que muestran la relación entre los imanes (campos magnéticos) y la electricidad (campos eléctricos).

Otros ejemplos de fenómenos electromagnéticos:

• Motores eléctricos (use electricidad e imanes para convertir la energía eléctrica en energía mecánica).
• El campo magnético de la Tierra se crea a partir de una combinación de convección (energía térmica), efecto coriolis (energía rotacional) e iones metálicos (partículas cargadas eléctricamente).
• Un imán de barra de hierro: algunos de los electrones que giran alrededor de los átomos de hierro crean un pequeño campo magnético y cuando la mayoría de estos átomos se alinean en una dirección, sus pequeños campos se combinan para formar un imán (un gran campo magnético que podemos detectar).
• La luz del sol, las ondas de radio, las microondas y los rayos X son realmente campos eléctricos y magnéticos autosuficientes. Es decir, a la luz, hay un campo eléctrico en movimiento (desplazado) que genera un campo magnético en movimiento (desplazado) que genera un campo eléctrico en movimiento (desplazado), y así sucesivamente. De hecho, si combinamos las ecuaciones de Maxwell para campos magnéticos y eléctricos, ¡podemos derivar la velocidad de la luz!

¿Cómo se genera la electricidad?

Generamos la electricidad que alimenta los dispositivos en nuestro mundo (tostadoras, linternas, teléfonos celulares) de las siguientes maneras:

1. Turbinas electricas

Una turbina funciona haciendo girar un imán dentro de una colección de cables enrollados. El campo magnético en movimiento crea un campo eléctrico que mueve electrones dentro de los cables. Las líneas de transmisión (cables) transportan esa electricidad desde la planta de energía a nuestros hogares. La planta de energía quema combustible (carbón, gas, madera, alcohol, etc.) para calentar el agua en vapor y hacer girar una turbina que hace girar los imanes que hacen que los electrones se muevan y genera electricidad.

La quema de combustible es una reacción química que libera energía química en forma de calor o energía térmica. La energía química en el combustible es, en última instancia, de la luz solar a través de plantas (madera de árboles, gas de microorganismos antiguos, carbón de plantas antiguas, alcohol de plantas). El calor (energía térmica) excita el agua líquida convirtiéndola en vapor (pequeñas moléculas de agua aumentan su energía cinética). El vapor hace girar la turbina (cada pequeña molécula de agua “patea” las aspas de la turbina y, por lo tanto, la hace girar).

Algunos autos eléctricos híbridos queman gasolina en un motor que alimenta un generador (hace girar un imán para generar electricidad) y luego la electricidad se usa para hacer girar motores eléctricos unidos a las ruedas. El accesorio mecánico tradicional del motor de combustible a las ruedas (el “eje de transmisión”) se retira y se reemplaza con una conexión eléctrica.

Las turbinas eólicas hacen girar un generador para crear “energía eólica”. Los generadores de mareas usan la acción de las olas para hacer girar un generador para crear “potencia de marea”. Los reactores nucleares usan el calor de la desintegración radiactiva para crear vapor y hacer girar las turbinas para crear “energía nuclear”.

2. Baterías

Las baterías generan electricidad a través de la acción química (energía química). Piense en una batería como una bomba de electrones. Cuando se completa un circuito (cable conectado a los terminales de una batería), los electrones se mueven del terminal negativo al terminal positivo. Dentro de la batería, los electrones se acumulan en la terminal negativa y los “agujeros” (ausencia de elecciones) se acumulan en la terminal positiva. La batería mantiene este proceso utilizando energía química almacenada (requiere al menos dos compuestos químicos dentro de la batería). Algunas (pero no todas) las baterías pueden recargarse, lo que significa que la aplicación de una corriente eléctrica inversa a través de los terminales de la batería revierte la reacción química, convirtiendo efectivamente la energía eléctrica en energía química y almacenando esa energía para su uso futuro.

3. Células fotovoltaicas

Las células fotovoltaicas o solares convierten la luz directamente en electricidad. La célula fotovoltaica contiene un compuesto químico sensible a la luz que absorbe la luz (energía electromagnética del sol) y la usa para mover electrones a un lado de la célula, acumulando electrones o agujeros como en la batería. En ese sentido, una célula solar es una bomba de electrones alimentada por la luz solar.

Envolver

De hecho, podemos pensar en estos tres ejemplos como diferentes formas de bombas de electrones. Cada uno usa alguna forma de energía (química, térmica, mecánica, ligera) y la convierte en electricidad bombeando electrones alrededor de un cable (circuito).

Además, si rastrea los orígenes de todas estas formas de energía, casi todas comienzan con nuestro sol y la luz que brilla en nuestro planeta, tanto en el presente como en los últimos miles de millones de años. El carbón y el aceite se almacenan bajo la luz solar de plantas fosilizadas y algunos materiales animales. El viento proviene del calentamiento atmosférico desigual del planeta (la tierra gira bajo el sol). Las mareas provienen de la atracción gravitacional del sol sobre nuestros océanos (la tierra gira). Las excepciones son el poder de las mareas que también proviene de la atracción de la luna sobre nuestros océanos y la energía nuclear, que proviene de los átomos creados en las supernovas mucho antes de que se formaran nuestro sol y la tierra.

Por lo tanto, en un sentido muy real, toda nuestra energía eléctrica (de hecho, toda nuestra energía) aquí en la Tierra proviene de los Cielos de arriba.

La respuesta de Jacob VaWagoners es integral. Siento la necesidad de señalar que la gran mayoría de la electricidad producida en el mundo se produce por inducción electromagnética. Los generadores, en el sentido más simple, consisten en bobinas de cables de cobre dispuestos alrededor del borde de un círculo, con imanes que giran más allá de ellos. A medida que el imán gira, el campo magnético cambiante en cada bobina induce un campo magnético. En cierto sentido, se podría decir que el imán en movimiento empuja electrones a través del cable, creando una corriente magnética.

Las instalaciones de generación consisten en bancos de estos enormes generadores y algo para convertirlos. Por lo general, funcionan con turbinas de vapor, pero las turbinas de agua y las turbinas eólicas pueden hacer lo mismo.

La única fuente importante de electricidad que no utiliza generadores de bobinas e imanes son los paneles solares, que siguen siendo una pequeña porción de la fuente de alimentación mundial.

Este es un tema muy amplio y podría ser fascinante estudiarlo en detalle, como obviamente hice como parte de mi carrera. Aquí lo tocaremos solo brevemente.

La electricidad es una forma de energía. Dado que hay muchas formas de producir electricidad, se prefiere analizar la producción de electricidad como “conversión de energía”, lo que significa que tomamos un tipo de energía y la convertimos en energía eléctrica. Alrededor del 95% de la electricidad en los EE. UU. Se produce al generar calor quemando un combustible como el gas natural, el petróleo o el carbón, o mediante un proceso nuclear o incluso extraer calor del suelo (geotérmico) y luego convertir la energía térmica en energía mecánica , como el uso de motores diesel, que hace girar los generadores. En los generadores, los campos magnéticos inducen energía eléctrica.

El resto de la electricidad es producida por cascadas (hidroeléctricas) o turbinas eólicas que accionan generadores sin la etapa de calor. Hay una tendencia creciente a producir electricidad a partir de energía solar. En realidad, la luz ya proviene de la electricidad y las células solares la convierten de luz a corriente eléctrica utilizando dispositivos semiconductores.

La energía solar es la mejor opción para lo mismo.

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Un canal potente incluye máquinas grandes llamadas turbinas, que se encienden muy rápidamente.

Las centrales eléctricas necesitan grandes cantidades de energía para encender las turbinas. La mayor parte del calor producido se produce al quemar carbón. La turbina giratoria induce grandes imanes para mostrar dentro de las bobinas de alambre: estos son los generadores. Los imanes en movimiento dentro de la bobina del cable hacen que los electrones se muevan dentro de la espiral del cable. Esto es poder.

Los generadores de turbinas de vapor, los generadores de turbinas de gas, los generadores diésel, los sistemas de energía alternativa, incluso las plantas de energía atómica, operan exactamente con el mismo principio: los imanes más el cable de cobre más el movimiento es igual a la presencia eléctrica. La electricidad producida es la misma, independientemente de la fuente. La mayor parte de nuestra energía eléctrica se realiza por inducción electromagnética, como se hace en plantas a gran escala.

Comparar electricidad

¿Cómo se produce la electricidad?

Hay varias formas y subdivisiones. La mayoría usa un generador para convertir la energía de rotación en energía eléctrica. Esto se hace con imanes y bobinas de alambre. La rotación puede ser proporcionada por la caída de agua, vapor y viento. El vapor se puede producir calentando agua con materiales nucleares, carbón o gas natural. Hay más opciones, pero esas son algunas de las principales.

La otra forma importante de generar electricidad es convertir la energía de la luz en energía eléctrica utilizando el efecto fotoeléctrico. Esto se hace es paneles solares.

Existen otros métodos para generar electricidad, pero son menos comunes que los dos mencionados anteriormente.

La electricidad es simplemente un flujo de electrones o, mejor dicho, cargas.

Los electrones solo fluyen cuando hay una diferencia de potencial.
Se puede generar EMF o diferencia de potencial utilizando la ley de inducción de Flemings.
cuando un circuito cerrado está sujeto a un campo magnético cambiante, se desarrolla una fem en él.
Si podemos hacer lo anterior, podemos generar electricidad.

Eso es lo que básicamente se hace en todas las plantas de energía para generar energía eléctrica, pero por diferentes medios.

Básicamente, la electricidad es una forma de energía que se puede crear mediante la conversión de una forma a otra, básicamente la electricidad se genera mediante energía magnética (fem inducida dinámicamente), energía solar, material fisioeléctrico, todo el tipo de generación viene bajo este principio por ejemplo, la energía térmica, nuclear y eólica utiliza energía mecánica que corta el campo magnético que produce fem por el principio de la ley de Faraday, que interna impulsa la corriente cuando el circuito está cerrado, la energía solar puede convertirse en energía eléctrica y almacenarse en baterías mediante placas solares Los materiales fisioeléctricos funcionan según el principio de diferencia de presión que producirá electricidad.

Para producir electricidad mediante energía mecánica necesitamos tres cosas: un campo magnético, un conductor, movimiento del conductor en el campo. Este es el principio del generador que convierte la energía mecánica en energía eléctrica. Grandes turbinas, motores y generadores. Otros.Otros métodos
La energía solar por las células eléctricas solares produce electricidad cuando la luz del sol cae sobre ella. Las baterías producen electricidad por métodos químicos.

Hay varias formas, electroquímicas, como en las baterías donde los iones fueron a diferentes electrodos dependiendo de su electroafinidad, células solares donde los electrones se extraen de los átomos de unión por radiación o inductivos cuando un imán se ve obligado a girar dentro de las bobinas para desarrollar una fem en él. . El problema es que no hay comida gratis y cada vez que el dispositivo comienza a suministrar corriente, se deben recombinar más iones en los electrodos de la batería o se debe aplicar más torque (combustible) al generador inductivo.

La electricidad es una forma de energía. Para producir electricidad utilizamos varios métodos.

conversión de energía mecánica o energía térmica.

métodos químicos como la batería

haciendo de la energía solar

energía eólica. energía hidroeléctrica. la energía nuclear.

imagen ncrt nic en.

Si mueve un conductor en un campo magnético, obtenemos una corriente en el conductor. Esta es la inducción. La mayoría de los generadores funcionan con electro, principio de inducción magnética … ejemplo quemar combustible fósil en caldera. El vapor de la caldera impulsa la turbina que mueve el generador.

1] Frotándose las manos
2] Mordiendo una pastilla de menta
3] Frotando tu rebeca contra tu cuerpo
4] girando una armadura dentro de un imán usando fuerzas mecánicas producidas por: un motor diesel / carbón / gasolina, cayendo agua sobre una turbina
5] Utilizando materiales fotovoltaicos
6] Aplicando presión sobre un material piezoeléctrico
7] Usando un sistema híbrido donde un generador alimenta un motor que a su vez alimenta un generador
8] Usando energía mecánica de un volante

En mi humilde opinión, hay más formas en que creo. No soy ingeniero electrico.

Es producido por una variedad de generadores y turbinas, y por medios químicos.

Los generadores y las turbinas convierten la energía cinética (agua o viento en movimiento) en electricidad al girar un imán dentro de una bobina de alambre para crear un flujo constante de electrones. Esto se llama inducción. Si enrolla el cable varias veces, aumentará la cantidad de corriente inducida.

Todas las baterías funcionan con una reacción electroquímica que hace que los electrones fluyan.

Último en la lista, las células solares que están hechas de semiconductores como el silicio. Cuando la luz incide en la celda, una cierta porción de ella se absorbe dentro del material semiconductor. Esto significa que la energía de la luz absorbida se transfiere al semiconductor. La energía libera electrones, lo que les permite fluir libremente. Este flujo de electrones es una corriente, y al colocar contactos metálicos en la parte superior e inferior de la célula solar, podemos extraer esa corriente para uso externo, como cargar baterías.

La electricidad es un tipo de energía secundaria que es generada por un generador eléctrico. La energía primaria puede ser coral, energía hidroeléctrica, energía nuclear, energía eólica, energía solar, etc. Diferentes tipos de generador de energía transformarán diferentes tipos de energía primaria en electricidad.

Después de generarse, la electricidad se transformará a un nivel de voltaje más alto a través de una subestación elevadora y luego se transferirá a una gran distancia.

central térmica

estación de energía hidráulica

planta de energía nuclear

estación de energía eólica

central fotovoltaica

Hay muchos métodos para producir electricidad donde, como puedo decir, algunos de ellos. En la India, la mayor parte de la electricidad se produce con la ayuda del flujo de agua.

En el cual el agua se almacena en el reservorio, la compuerta está allí a través de la cual el agua sale a alta velocidad y entra en un pino largo y golpea las turbinas. Ahí está el ancla que se usa para soportar la tubería. El trabajo mecánico generado se convierte en energía eléctrica con la ayuda de un generador. Desde el generador se transmite a la estación de energía y circula alrededor del área circundante.

La central eléctrica de vapor, la energía eólica, la central térmica, la central nuclear son muchas, pero las centrales de agua son muy utilizadas.

¿Entiendes cuánto tiempo se requiere para generar electricidad? Y estamos desperdiciando electricidad.

¡Así que ahorre electricidad!

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