Energia elèctrica

L'energia elèctrica és la forma d'energia que resulta d'una diferència de potencial entre dos punts, la qual cosa permet establir un corrent elèctric entre ambdós quan se'ls posa en contacte per mitjà d'un conductor elèctric. L'energia elèctrica pot transformar-se en moltes altres formes d'energia, tals com l'energia lumínica o llum, l'energia mecànica i l'energia tèrmica.

L'energia elèctrica es manifesta com a corrent elèctric, és a dir, com el moviment de càrregues elèctriques negatives, o electrons, a través d'un cable conductor metàl·lic a conseqüència de la diferència de potencial que un generador apliqui als seus extrems.

Cada vegada que s'acciona un interruptor, es tanca un circuit elèctric i es genera el moviment d'electrons a través del cable conductor. Les càrregues que es desplacen formen part dels àtoms de la substància del cable, que sol ser metàl·lica, ja que els metalls —en disposar de més quantitat d'electrons lliures que altres substàncies— són els millors conductors de l'electricitat. La major part de l'energia elèctrica que es consumeix en la vida diària prové de la xarxa elèctrica a través dels endolls, a través dels quals arriba l'energia subministrada per les companyies elèctriques als diferents aparells elèctrics —rentadora, ràdio, televisor, etc.— que es desitgen utilitzar, mitjançant les corresponents transformacions; per exemple, quan l'energia elèctrica arriba a una enceradora, es converteix en energia mecànica, calòrica i en alguns casos lumínica, gràcies al motor elèctric i a les diferents peces mecàniques de l'aparell.

L'energia elèctrica existeix lliure en la natura de manera aprofitable. L'exemple més rellevant i habitual d'aquesta manifestació són les tempestes elèctriques. L'electricitat no té una utilitat biològica directa per a l'ésser humà, llevat en aplicacions molt singulars, com podria ser l'ús de corrents en medicina (teràpia electroconvulsiva), resultant en canvi normalment desagradable i fins i tot perillosa, segons les circumstàncies. No obstant això, és una de les més emprades, una vegada aplicada a processos i aparells de la més diversa naturalesa, atesa fonamentalment la seva netedat i la facilitat amb la qual es genera, transporta i es converteix en altres formes d'energia. Per contrarestar totes aquestes virtuts cal ressenyar la dificultat que presenta el seu emmagatzematge directe en els aparells anomenats acumuladors.

La generació d'energia elèctrica es duu a terme mitjançant tècniques molt diferents. Les que subministren les majors quantitats i potències d'electricitat aprofiten un moviment rotatori per generar corrent continu en una dinamo o corrent altern en un alternador. El moviment rotatori resulta al seu torn d'una font d'energia mecànica directa, com pot ser el corrent d'un salt d'aigua o la produïda pel vent, o d'un cicle termodinàmic. En aquest últim cas s'escalfa un fluid, al que es fa recórrer un circuit en el qual mou un motor o una turbina. La calor d'aquest procés s'obté mitjançant la crema de combustibles fòssils, reaccions nuclears i altres processos.

La generació d'energia elèctrica és una activitat humana bàsica, ja que està directament relacionada amb els requeriments actuals de l'home. Totes les formes d'utilització de les fonts d'energia, tant les habituals com les denominades alternatives o no convencionals, són agressives en major o menor mesurada amb l'ambient, sent de totes maneres l'energia elèctrica una de les que causen menor impacte.

La generació pot anar relacionada amb la distribució, excepte en el cas de l'autoconsum.

Actualment l'energia elèctrica es pot obtenir de diferents mitjans, que es divideixen principalment en:

• Renovables:

1. Centrals termoelèctriques solars
2. Centrals solars fotovoltaiques
3. Centrals eòliques
4. Centrals hidroelèctriques
5. Centrals geo-termoelèctriques
6. Centrals mareomotrius

• No renovables:

1. Centrals nuclears
2. Combustibles fòssils:

Centrals de cicle combinat (cremadors de gas natural)

Centrals de turbo-gas

Un tall d'energia es defineix com una condició de tensió zero en l'alimentació elèctrica que dura més de dos cicles (40 ms). Pot ser causat per l'encesa d'un interruptor, un problema en la instal·lació de l'usuari, una errada en la distribució elèctrica o una errada de la xarxa comercial. Aquesta condició pot portar a la pèrdua parcial o total de dades, corrupció d'arxius i dany del maquinari.

Durant la història de la humanitat hi ha hagut diverses apagades elèctriques al món, per diverses causes, ja siguin falles humanes, per desperfectes en els equips electrònics, per sobrecàrrega, per curtcircuit o per inclemències del temps, però també s'han realitzat algunes apagades intencionals, l'any 2007 i 2009, en protesta al canvi climàtic. Una de les apagades més recordades de la història va ser el de Nova York, el 9 de novembre de 1965, a més d'haver paralitzat a la metròpolis per 24 hores, és també molt recordat perquè després de complir-se nou mesos de l'apagada, va haver-hi una quantitat de naixements més alta del normal. El més recent va ocórrer a Xile, que va afectar gairebé tot el país, poc després dels terratrèmols que van assotar a aquest país.^{[cal citació]}

El soroll elèctric de línia es defineix com la Interferència de Ràdio Freqüència (RFI) i Interferència Electromagnètica (EMI) i causa efectes indesitjables en els circuits electrònics dels sistemes informàtics.

Les fonts del problema inclouen motors elèctrics, relés, dispositius de control de motors, transmissions de radiodifusió, radiació de microones i tempestes elèctriques distants.

RFI, EMI i altres problemes de freqüència poden causar errors o pèrdua de dades emmagatzemades, interferència en les comunicacions, bloquejos del teclat i del sistema.

Els pics d'alta tensió ocorren quan hi ha sobtats increments de tensió en pocs microsegons. Aquests becs normalment són el resultat de la caiguda propera d'un raig, però poden existir altres causes també. Els efectes en sistemes electrònics vulnerables poden incloure des de pèrdues de dades fins a deterioració de fonts d'alimentació i targetes de circuit dels equips. Són freqüents els equips avariats per aquesta causa.

• Una sobretensió té lloc quan la tensió supera el 110 % del valor nominal. La causa més comuna és la desconnexió o l'apagat de grans càrregues a la xarxa. Sota aquesta condició, els equips informàtics poden experimentar pèrdues de memòria, errors en les dades, apagat de l'equip i envelliment prematur de components electrònics.

• Una caiguda de tensió comprèn valors de tensió inferiors al 80 % o 85 % de la tensió normal durant un curt període. Les possibles causes són: encès d'equipament de gran magnitud o de motors elèctrics de gran potència i la commutació d'interruptors principals de l'alimentació (interna o de la usina). Una caiguda de tensió pot tenir efectes similars als d'una sobretensión.

• Un transitori de tensió té lloc quan hi ha pujada de tensió de fins a 150 000 volts amb una durada entre 10 i 100 µs. Normalment són causats per arcs elèctrics i descàrregues estàtiques. Les maniobres de les usinas per corregir defectes a la xarxa que generen aquests transitoris, poden ocórrer diverses vegades al dia. Els efectes de transitoris d'aquest tipus poden incloure pèrdua de dades en memòria, error en les dades, pèrdua dels mateixos i sol·licitacions extremes en els components electrònics.

• Una variació de freqüència involucra un canvi en la freqüència nominal de l'alimentació de l'equip, normalment estable en 50 o 60 Hz depenent això de la ubicació geogràfica. Aquest cas pot ser causat pel funcionament erràtic de grups electrògens o per inestabilitat en les fonts de subministrament elèctric. Para equips electrònics sensibles, el resultat pot ser la corrupció de dades, apagat del disc dur, bloqueig del teclat i fallades de programes.

Els aparells elèctrics quan estan funcionant generen un consum d'energia elèctrica en funció de la potència que tinguin i del temps que estiguin en funcionament. A Espanya, el consum d'energia elèctrica es comptabilitza mitjançant un dispositiu precintat que s'instal·la als accessos de l'habitatge, denominat comptador, i que cada dos mesos revisa un empleat de la companyia subministradora de l'electricitat anotant el consum realitzat en aquest període. El quilowatt hora (kWh) és la unitat d'energia en la qual es factura normalment el consum domèstic o industrial d'electricitat. Equival a l'energia consumida per un aparell elèctric la potència del qual fos un quilowatt (kW) i estigués funcionant durant una hora.

Exemple de factura de consum d'energia elèctrica en un període de dos mesos (Espanya, 2008)

Concepte	Càlcul	Valor
Potència contractada	5,5 kW x 2 mesos x 1,642355 €/(kW • mes)	18,07 €
Cost consum	966 kWh x 0,091437 €/kWh	88.33 €
Impost electricitat	106,40 € x 1,05113 x 4,864 %	5,44 €
Lloguer de comptador	0,60 €/mes x 2 mesos	1,20 €
Impost valor afegit (IVA)	16 % x suma anterior	18,09 €
Total factura		131,13 €

Degut a l'elevat cost de l'energia elèctrica i les dificultats que existeixen per a cobrir la demanda mundial d'electricitat i l'efecte nociu per al medi ambient que suposa la producció massiva d'electricitat, s'imposa la necessitat d'aplicar la màxima eficiència energètica possible en tots els usos que es faci de l'energia elèctrica.

L'eficiència energètica és la relació entre la quantitat d'energia consumida dels productes i els beneficis finals obtinguts. Es pot aconseguir augmentar-la mitjançant la implementació de diverses mesures i inversions a nivell tecnològic, de gestió i d'hàbits culturals en la comunitat.^[1]

Es denomina risc elèctric al risc originat per l'energia elèctrica. Dins d'aquest tipus de risc s'inclouen els següents:^[2]

• Xoc elèctric per contacte amb elements en tensió (contacte elèctric directe), o amb masses posades accidentalment en tensió (contacte elèctric indirecte).
• Cremades per xoc elèctric, o per arc elèctric.
• Caigudes o cops a conseqüència de xoc o arc elèctric.
• Incendis o explosions originats per l'electricitat.

El corrent elèctric pot causar efectes immediats com a cremades, enrampades o fibril·lació, i efectes tardans com a trastorns mentals. A més pot causar efectes indirectes com a caigudes, cops o talls.

Els principals factors que influeixen en el risc elèctric són:^[3]

• La intensitat de corrent elèctric.
• La durada del contacte elèctric.
• La impedància del contacte elèctric, que depèn fonamentalment de la humitat, la superfície de contacte i la tensió i la freqüència de la tensió aplicada.
• La tensió aplicada. En si mateixa no és perillosa però, si la resistència és baixa, ocasiona el pas d'una intensitat elevada i, per tant, molt perillosa. La relació entre la intensitat i la tensió no és lineal a causa del fet que la impedància del cos humà varia amb la tensió de contacte.
• Freqüència del corrent elèctric. A major freqüència, la impedància del cos és menor. Aquest efecte disminueix en augmentar la tensió elèctrica.
• Trajectòria del corrent a través del cos. En travessar òrgans vitals, com el cor, poden provocar-se lesions molt greus.

Els accidents causats per l'electricitat poden ser lleus, greus i fins i tot mortals. En cas de mort de l'accidentat, rep el nom d'electrocució.

Al món laboral els empleadors hauran d'adoptar les mesures necessàries perquè de la utilització o presència de l'energia elèctrica als llocs de treball no se'n derivin riscos per a la salut i seguretat dels treballadors o, si això no fos possible, perquè tals riscos es redueixin al mínim.^[2]

• Electricitat
• Electricitat renovable
• Corrent elèctric
• Enginyeria elèctrica
• Oligopoli
• Power Line Communications

• Oligopoly2. El imperio eléctrico contra todos. (castellà)
• ¿Qué es la energía eléctrica? (castellà)