Por ejemplo, en mecánica, se puede describir completamente la dinámica de un sistema en función de las energías cinética, potencial, que componen la energía mecánica, que en la mecánica newtoniana tiene la propiedad de conservarse, es decir, ser invariante en el tiempo.
Matemáticamente, la conservación de la energía para un sistema es una consecuencia directa de que las ecuaciones de evolución de ese sistema sean independientes del instante de tiempo considerado, de acuerdo con el teorema de Noether.
La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía luminosa o luz, la energía mecánica y la energía térmica.
Se manifiesta como corriente eléctrica, es decir, como el movimiento de cargas eléctricas negativas, o electrones, a través de un cable conductor metálico como consecuencia de la diferencia de potencial que un generador esté aplicando en sus extremos.
La energía eléctrica se crea por el movimiento de los electrones, para que este movimiento sea continuo, tenemos que suministrar electrones por el extremo positivo para dejar que se escapen o salgan por el negativo; para poder conseguir esto, necesitamos mantener un campo eléctrico en el interior del conductor (metal, etc.).
Estos aparatos construidos con el fin de crear electricidad se llaman generadores eléctricos. Claro que hay diferentes formas de crearla, eólicamente, hidráulicamente, de forma geotérmica y muchas más.
Aplicaciones
En las fábricas
La electricidad tiene muchos usos en las fábricas: se utiliza para mover motores, para obtener calor y frío, para procesos de tratamiento de superficies mediante electrólisis, etc.
Una circunstancia reciente es que la industria no sólo es una gran consumidora de electricidad, sino que, gracias a la cogeneración, también empieza a ser productora.
En el transporte
Gran parte del transporte público (y dentro de él los ferrocarriles y los metros) emplea energía eléctrica. No obstante, se lleva ya tiempo trabajando en versiones eléctricas de los vehículos de gasolina, pues supondrían una buena solución para los problemas de contaminación y ruido que genera el transporte en las ciudades. Incluso es posible (aunque no habitual) emplear la electricidad para hacer volar un avión.
La bombilla
Llamada también lámpara incandescente, es bien conocida como instrumento de iluminación y se basa en el efecto Joule. Encerrados en una ampolla de vidrio, contiene:
- Filamento: Está hecho de wolframio. Al calentarse al paso de la corriente alcanza la incandescencia y proporciona luz y calor.
- Gas enrarecido: En un vacío casi perfecto hay un poco de gas inerte. El propósito es evitar la combustión del filamento.
- Refrigerante: Elemento de vidrio que impide que el filamento se caliente demasiado.
Las lámparas halógenas utilizan cuarzo en lugar de vidrio y un gas halógeno en su interior que las permite alcanzar altas temperaturas, a las que la energía radiada tiene más proporción de luz que la lámpara normal. En la luz que emiten hay componente ultravioleta.
Los tubos fluorescentes se basan en la excitación de los átomos de un gas (normalmente vapor de mercurio) mediante altos voltajes.
En las lámparas de bajo consumo se optimiza la luz fría, sobre todo cambiando el cebador que proporciona el alto voltaje de los tubos tradicionales por un sistema electrónico rápido y de bajo consumo.
Estas lámparas producen luz con un gasto energético que puede ser cinco veces menor que una lámpara tradicional.
En la agricultura
Especialmente para los motores de riego, usados para elevar agua desde los acuíferos, y para otros usos mecánicos.
- Hornos y calefactores
- El hornillo es una sencilla aplicación de la ley de Joule.
Una resistencia eléctrica que soporte bien la temperatura alta comunica su calor a una placa conductora que lo transfiere a los alimentos que cocinamos.
- El horno eléctrico
- El calefactor eléctrico
- Todas las cocinas vitrocerámicas
- Microondas
- El aire acondicionado
En el comercio, la administración y los servicios públicos: De manera similar a como se utiliza en el hogar, en estos sectores se ha ampliado su uso con la cada vez mayor aplicación de sistemas de procesamiento de la información y de telecomunicaciones, que necesitan electricidad para funcionar.
En medicina: Aceleran la curación de heridas utilizando la electricidad.