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Este texto se ocupa de las formas en que se manifiesta la energía y de su naturaleza. Aunque la energía resulta más familiar en forma de trabajo mecánico y transferencia de calor, el campo de la mecánica clásica reconoce dos tipos de energía: cinética y potencial. Todos los procesos físicos implican un intercambio de energía o la conversión de una forma de energía en otra. La unidad de energía en unidades del SI es el julio (J), definido como la fuerza de un newton que actúa en la dirección de la fuerza a través de una distancia de 1 m.
La ley de conservación de la energía establece que la energía total de un sistema cerrado y aislado es siempre constante. Los tipos de energía incluyen la energía cinética, la energía elástica, la energía de tensión superficial, la energía potencial, la energía de enlace, la energía de cohesión atómica, la energía nuclear y la energía eléctrica. Entre los conceptos erróneos más comunes sobre la energía se encuentran la confusión sobre la naturaleza de la energía cinética y potencial, y la aplicación errónea del concepto de conversión de energía.
Hace referencia la expresión “energía eléctrica”, en esta plataforma global, fundamentalmente a la forma de energía producida y distribuida en suficiente voltaje y corriente para proveer de luz, energía y para operar electrodomésticos y equipos. La energía se transfiere de un sistema a otro mediante el movimiento de cargas. No es una energía real como la energía cinética o la energía potencial, sino un portador de energía, un medio de transferencia de energía como el calor o el trabajo. Los sistemas que pueden proporcionar energía por transferencia eléctrica son los alternadores, presentes en casi todas las instalaciones de generación de energía, o los sistemas químicos, como las baterías. Entre los sistemas que pueden transformar la energía de la electricidad se encuentran las resistencias eléctricas, que la convierten en energía térmica, los motores, que la transfieren mediante trabajo mecánico, las lámparas, que la convierten en energía de radiación y calor, y otros sistemas electrotécnicos o electrónicos. La energía eléctrica se transporta mediante un conductor eléctrico, por ejemplo un metal o una solución iónica. La energía eléctrica no puede almacenarse en grandes cantidades sin ser transformada. Sólo pequeñas cantidades de carga eléctrica pueden almacenarse como la llamada energía electrostática (o energía potencial electrostática), por ejemplo en condensadores y supercondensadores. El término “energía eléctrica” es un término erróneo en física, pero es una conveniencia del lenguaje para indicar que la electricidad requiere y transporta energía. Para almacenar la energía suministrada por la transferencia eléctrica, hay que utilizar un convertidor que pueda almacenar la energía recibida, por ejemplo como energía química, en acumuladores, o convertirla en energía mecánica o en energía potencial.
Las células solares, también conocidas como células fotovoltaicas, son dispositivos que convierten la energía luminosa directamente en energía eléctrica. Una célula solar consta de un material semiconductor (como el silicio), una unión eléctrica y terminales eléctricos para conducir la corriente eléctrica. La conversión de energía en una célula solar implica tres procesos principales: la absorción de la luz en el material semiconductor; la generación y separación de cargas para crear un voltaje; y la transferencia de estas cargas a través de los terminales a la aplicación exterior. Cuando el semiconductor absorbe la luz, se crea un electrón con carga negativa y un hueco con carga positiva. La unión eléctrica separa estos electrones y agujeros entre sí. Si se conectan las células solares en serie, aumenta la tensión; si se conectan en paralelo, aumenta la corriente. Una célula fotoeléctrica también es llamada celda solar, célula solar, fotocélula o célula fotovoltaica.
La industria electrónica cubre el negocio de crear, diseñar, producir y vender dispositivos tales como radios, televisores, estéreos, computadoras, semiconductores, transistores y circuitos integrados (ver electrónica). Cuando los objetos electrónicos se estropean, sus componentes se mueven a través de los hogares, los centros de reparación, las estaciones de transferencia, los estados y territorios, y las fronteras internacionales, donde acumulan diferentes valores y significados.