Efecto Joule, Producción de Luz y Generadores Electromagnéticos: Incandescencia, Fluorescencia y Más

El Efecto Joule y la Producción de Luz

La energía en forma de calor generada por la corriente eléctrica se conoce como efecto Joule. Su fórmula es: E = I² * R * t, donde E es la energía, I es la intensidad de la corriente, R es la resistencia y t es el tiempo.

Existen dos formas principales de producir luz mediante electricidad:

• Por calentamiento de un hilo conductor (incandescencia).
• Por excitación de un gas sometido a descargas eléctricas (fluorescencia).

Incandescencia: La Bombilla

La bombilla incandescente funciona calentando un hilo metálico (generalmente de tungsteno) mediante el paso de la corriente eléctrica. Este calentamiento produce la emisión de luz.

Fluorescencia: Tubos Fluorescentes y Lámparas de Bajo Consumo

El interior de los tubos fluorescentes contiene un filamento metálico, un gas inerte (como argón) y una pequeña cantidad de mercurio. Al encender el tubo, se produce una corriente eléctrica que excita los átomos de mercurio, los cuales emiten luz ultravioleta. Esta luz ultravioleta, a su vez, excita una capa de fósforo que recubre el interior del tubo, produciendo luz visible.

Las lámparas de bajo consumo son un tipo de lámpara fluorescente compacta (LFC) que presenta una vida útil mucho mayor y un menor consumo energético en comparación con las bombillas incandescentes. Suponen un ahorro de energía, pues gastan menos para producir la misma cantidad de luz.

El principal inconveniente de los tubos fluorescentes y las lámparas de bajo consumo es que utilizan elementos contaminantes (fósforo y mercurio).

Electricidad y Magnetismo: Oersted y Faraday

Hans Christian Oersted demostró la relación entre la electricidad y el magnetismo, observando que una corriente eléctrica podía desviar la aguja de una brújula.

Michael Faraday descubrió el efecto contrario: moviendo un imán cerca de un cable eléctrico, se generaba electricidad en el mismo. Este principio es la base de los dinamos y alternadores.

Mecanismos Electromagnéticos y Generadores

Un mecanismo electromagnético es cualquier aparato capaz de convertir el movimiento en electricidad (generador) o viceversa (motor), aprovechando los efectos electromagnéticos.

Generadores Electromagnéticos

Los generadores electromagnéticos transforman la energía mecánica en electricidad. Existen dos tipos principales, dependiendo del tipo de corriente que generan:

• Dinamos: Generan corriente continua (CC).
• Alternadores: Generan corriente alterna (CA).

Dinamo

Una dinamo consta de un imán (inductor) en cuyo interior se sitúa una bobina (inducido) que termina en dos semianillos conductores separados, que forman el colector. Sobre el colector se apoyan las escobillas, de donde salen los cables que conducen la electricidad. Cuando el rotor (la parte móvil) empieza a girar por acción de una fuente de energía externa, se genera una corriente eléctrica en la bobina.

Alternador

Un alternador es similar a una dinamo. La principal diferencia reside en el colector. En el alternador, el colector está formado por una pareja de anillos metálicos, en cada uno de los cuales se apoya una de las escobillas. El alternador produce corriente eléctrica alterna.