A menudo oímos hablar de distintos tipos
de energía generadas en las centrales eléctricas:
energía eólica, energía hidráulica, energía
térmica, energía nuclear… Da la sensación
de que hay diferentes sustancias circulando
por ahí, cuando esto no es así.
Casi todas ellas se obtienen de la misma manera:
moviendo una turbina, bien utilizando cosas
que la muevan de manera natural o, bien, destruyendo
cosas para que otras cosas muevan la turbina.
Esta contagia el movimiento a un flujo de
electrones que llega a nuestras casas, donde
podemos usarlo para que nuestras propias cosas
se muevan.
Este movimiento canalizado es lo que llamamos
de manera pedante “transferencia de energía”.
Pero aquí hay una cosa que no queda clara:
¿cómo hemos pasado de tener una turbina
girando a tener electricidad?
¿cómo hemos hecho eso?
Amigos, esto es gracias a la Ley de Faraday,
la tercera de las cuatro leyes que explican
todos los fenómenos electromagnéticos clásicos.
Vamos a por ella, pero antes, unos preliminares:
este... es el campo electromagnético, llena
el universo por todas partes, cómo el aire
llena tu casa.
Esta es la manera por la que una carga positiva
siente que existe una carga negativa o un
imán percibe que hay otro con el mismo polo.
El campo es el medio de comunicación entre
cargas e imanes.
Pero hay más: es conveniente pensar a veces
en el campo electromagnético a través de
dos campos distintos: el campo eléctrico
y el campo magnético.
El campo eléctrico nos dice cuán fuerte
y hacia dónde va a ser empujada un carga
que haya por ahí, mientras que el campo magnético
nos dice cuán fuerte y hacia dónde va a
ser orientado un imán que haya por ahí.
Lo que la ley de Faraday nos dice es que si
un campo magnético cambia en el tiempo, esto
altera al campo eléctrico, orientando y aumentando
las flechas de manera que forman curvas cerradas;
si tiro una carga aquí se moverá en bucle
en esta trayectoria.
El sentido de giro también está determinado
por la forma de cambiar del campo magnético.
Si este aumenta, la carga gira en sentido
horario, si decrece, irá al contrario.
Esta perturbación del campo eléctrico existe
mientras que el campo magnético cambie.
Si en algún momento para, las curvas cerradas
desaparecen.
Vamos a la práctica: imagina que cogemos
un imán potente y lo movemos subiendolo y
bajandolo.
El campo magnético acompañará al imán
en esta oscilación, por lo que ya tenemos
uno que cambia.
Vamos a fijarnos en una zona en concreto:
mientras el imán asciende, el campo magnética
aumenta, y esto amplifica el campo eléctrico.
Pero justo cuando el imán está en su altura
máxima, se detiene para volver a bajar.
Aunque el campo magnético es intenso, no
está cambiando, lo que “apaga” el campo
eléctrico.
Pero el imán baja, y lo hace cada vez más
rápido, reduciendo de la misma manera el
campo magnético y volviendo a generar el
campo eléctrico pero en el sentido contrario.
Esto ocurre cíclicamente.
Si pongo justo aquí un circuito eléctrico,
veré que el campo eléctrico empuja a los
electrones del cable, creando una corriente
en un sentido, luego en el otro, volvemos
al primero, después al otro… Este es el
origen de la Corriente Alterna.
Y es así como se convierte el movimiento
de agitar un imán, en la corriente eléctrica
que circula por nuestras casas.
Pero no solo se puede provocar sacudiendo
un imán: seguramente lo que se hace con la
turbina, es empalmarle el circuito para que
gire en presencia de un imán que está quieto.
Desde la perspectiva del circuito, es el imán
el que está girando en torno a ella, y, analizando
cómo el campo eléctrico generado afecta
al circuito, vemos que el efecto es exactamente
el mismo.
En definitiva: así es como funcionan los
generadores eléctricos de todas las centrales
del mundo.
Por cierto, el hecho de que el campo magnético
pueda perturbar al campo eléctrico y (spoiler)
viceversa, es lo que se suele llamar “Inducción
Electromagnética”.
Pero, ¿por qué sucede esto?
¿por qué pueden influirse mutuamente?
¿Algo especial está pasando aquí?
Lo veremos en un próximo vídeo.
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