Física -

A conversão básica da energia potencial gravitacional em energia cinética que ocorre ao final de uma queda d'água foi uma das primeiras fontes de energia explorada pelo homem. Do armazenamento da água para a irrigação de terras agricultáveis e chegando aos moinhos d'água com engrenagens, a obtenção de energia por meio dessa transformação resultou num processo simples e eficiente.

Com o desenvolvimento da eletricidade e de invenções como o dínamo, o alternador e o motor elétrico, foi possível a utilização do potencial hidráulico em energia elétrica. Em uma usina hidrelétrica, a água armazenada no lago ou reservatório desce, forçada por tubulações de aço, e, sob a ação da gravidade, faz girar a turbina (conjunto de pás ligadas a um eixo) e o gerador. Devido à rotação das espiras que se encontram imersas num campo magnético, ocorre uma variação do fluxo magnético sobre elas. Dessa maneira, de acordo com a lei de Lenz, surge uma corrente elétrica induzida.

A produção de energia em uma usina depende de fatores como o número de dutos que forçam a queda-d'água, a perenização dos rios que alimentam o reservatório - o que permite uma estabilidade na vazão de água fornecida à usina- e a altura nominal h da queda-d'água. Às margens do rio Yang-tsé, localizado em Hubei, na República Popular da China, foi construída a maior usina hidrelétrica do mundo - Três Gargantas. Em 2009, com 26 turbinas instaladas, a capacidade concebida da barragem é de 18.200 megawatts, ultrapassando a potência de Itaipu.