elektrická energie je schopnost elektrického obvodu produkovat práci vytvořením akce. Tato akce může mít mnoho podob, jako je tepelná, elektromagnetická, mechanická, elektrická atd. Elektrická energie může být vytvořena z baterií, generátorů, dynamů a fotovoltaiky atd. nebo uložené pro budoucí použití pomocí palivových článků, baterií, kondenzátorů nebo magnetických polí atd. Elektrická energie tak může být buď vytvořena nebo uložena.,
pamatujeme si z naší školní třídy, že „Zákon Zachování Energie“, uvádí, že energie nemůže být vytvořena nebo zničena, pouze přeměněna. Ale aby energie mohla dělat jakoukoli užitečnou práci, musí být přeměněna z jedné formy na něco jiného. Například motor převádí elektrickou energii na mechanickou nebo kinetickou (rotační) energii, zatímco generátor převádí kinetickou energii zpět na elektrickou energii k napájení obvodu.
to jsou elektrické stroje, které přeměňují nebo mění energii z jedné formy na druhou prací., Dalším příkladem je lampa, žárovka nebo LED (světelná dioda), které přeměňují elektrickou energii na světelnou energii a tepelnou (tepelnou) energii. Pak je elektrická energie velmi univerzální, protože ji lze snadno přeměnit na mnoho dalších různých forem energie.
Pro elektrické energie k pohybu elektronů a vytvářejí tok proudu kolem obvodu, musí být práce provedena, která je elektrony se musí pohybovat v určité vzdálenosti přes drát nebo vodič. Vykonaná práce je uložena v toku elektronů jako energie. „Práce“ je tedy název, který dáváme procesu energie.,
můžeme tedy říci, že práce a energie jsou účinně stejné jako energie lze definovat jako „schopnost dělat nějakou práci“. Všimněte si, že vykonaná práce nebo přenesená energie se vztahuje stejně na mechanický systém nebo tepelný systém jako na elektrický systém. Je to proto, že mechanické, tepelné a elektrické energie jsou zaměnitelné.
elektrická energie: Volt
Jak nyní víme, že energie je schopnost pracovat, přičemž standardní jednotkou používanou pro energii (a práci) je Joule., Joule energie je definována jako energie vynaložená jedním ampérem na jeden volt, pohybující se za jednu sekundu. Elektrický proud výsledky z pohybu elektrický náboj (elektrony) kolem obvodu, ale k přesunutí náboje z jednoho uzlu do druhého je třeba síly k vytvoření práce pro pohyb poplatek, a tam je napětí.
Máme tendenci si myslet, napětí (V) jako existující mezi dvěma různými terminály, body nebo uzly v obvodu nebo napájení z baterie., Napětí je však důležité, protože poskytuje práci potřebnou k přesunu náboje z jednoho bodu do druhého, a to buď ve směru dopředu nebo v opačném směru. Napětí, nebo rozdíl potenciálů mezi dvěma terminály nebo bodů je definována jako hodnota jednoho voltu, když jeden joule energie se používá v pohyblivé jeden coulomb elektrický náboj mezi těmito dvěma terminály.
jinými slovy, rozdíl Napětí mezi dvěma body nebo terminálů je nutné práce v Joulech přesunout jeden Coulomb bezplatně od A do B., Proto napětí může být vyjádřena jako:
Napětí Jednotky
Kde: napětí je ve Voltech, J je práce nebo energie v Joulech a C je náboj v Coulombech. Pokud tedy J = 1 joule, C = 1 coulomb, pak se V rovná 1 voltu.
Elektrická Energie Příklad No1
Co je svorkové napětí baterie, která vydává 135 joulů energie 15 coulombech nabití kolem elektrického obvodu.,
Pak můžeme vidět v tomto příkladu, že každý coulomb nabití má energii 9 joulů.
Elektrická Energie: Ampér
Jsme viděli, že je jednotka elektrického náboje je Coulomb a že tok elektrický náboj kolem obvodu je použít reprezentovat tok proudu. Nicméně, jako symbol pro coulomb je písmeno „C“, to může být zaměňováno se symbolem pro kapacitu, což je také písmeno“C“.,
aby se zabránilo tomuto zmatku, společným symbolem používaným pro elektrický náboj je velké písmeno “ Q „nebo malé písmeno“ q“, v podstatě stojící za množstvím. Q = 1 coulomb náboje nebo Q = 1C. Všimněte si, že náboj Q může být buď pozitivní, + Q nebo negativní, – Q, což je přebytek buď elektronů nebo otvorů.
tok náboje kolem uzavřeného obvodu ve formě elektronů se nazývá elektrický proud. Použití výrazu „tok náboje“ však znamená pohyb, takže k vytvoření elektrického proudu se musí náboj pohybovat., To pak vede k otázce, co dělá náboj tah, a to se provádí náš starý přítel napětí shora.
takže rozdíl napětí nebo potenciálu mezi dvěma body poskytuje požadovanou elektrickou energii pro pohyb náboje kolem obvodu ve formě elektrického proudu. Práce na přesunutí náboje je proto zajištěna potenciálním rozdílem, a pokud neexistuje potenciální rozdíl mezi dvěma body, nedochází k pohybu náboje, a proto k žádnému proudu. Infact náboj bez průtoku nebo pohybu se nazývá statická elektřina.,
Pokud se pohyb náboje nazývá elektrický proud, pak můžeme správně říci, že proud je rychlost pohybu (nebo rychlost toku) náboje, ale kolik náboje představuje proud. Pokud vybereme bod v obvodu, jakýkoli bod a změříme množství náboje, které protéká kolem tohoto bodu přesně za jednu sekundu, dá nám to sílu elektrického proudu v ampérech (A).,
Tak jeden ampér proudu se rovná jeden coulomb poplatku, který teče kolem daného bodu v jedné jednotce, druhá, a více poplatek za druhý, který prochází tímto bodem, tím větší bude aktuální. Pak můžeme definovat jeden ampér (a) elektrického proudu jako roven jedné coulomb náboje za sekundu. Takže, 1A = 1C/s
Ampér Jednotka
Kde: Q je náboj (v coulombech) a t je interval v čase (v sekundách), že poplatek se pohybuje., Jinými slovy, elektrický proud má jak amagnitu (množství náboje), tak určitý směr s ním spojený.
všimněte si, že běžně používaným symbolem pro elektrický proud je velké písmeno “ I „nebo malé“ i“, které stojí za intenzitou. To je intenzita nebo koncentrace náboje produkující tok elektronů. Pro konstantní stejnosměrný proud se obecně používá velké písmeno „I“, zatímco pro časově proměnlivý střídavý proud se běžně používá malé písmeno“ i“. Symbol i (t) znamená okamžitou aktuální hodnotu v tomto přesném okamžiku v čase.,
někdy je snazší zapamatovat si tento vztah pomocí obrázku. Zde tři množství Q, I a t byly překryty do trojúhelníku představuje skutečnou polohu každého množství v rámci aktuálního vzorce.
Ambra
Provedení standardní výše uvedený vzorec nám dává následující kombinace stejné rovnice:
Elektrická Energie, Například No2
1. Kolik proudu protéká obvodem, pokud 900 coulombů náboje projde daným bodem za 3 minuty.,
2. Elektrický proud 3 ampérů protéká rezistorem. Kolik coulombů náboje bude protékat rezistorem za 90 sekund.
Elektrická Energie: W
Elektrická Energie je součinem dvou veličin, Napětí a Proudu, a tak může být definována jako míra, ve které práce se provádí ve vynaložení energie., Jsme již dříve uvedlo, že napětí poskytuje požadované práce v Joulech přesunout jeden Coulomb bezplatně od A do B a, že aktuální je rychlost pohybu (nebo průtok) poplatku. Jak jsou tedy tyto dvě definice spojeny dohromady.
W
Takže vidíme, že elektrická energie je také rychlost, při které jsou práce prováděny během jedné sekundy. To znamená, že jeden joule energie se rozptýlil za jednu sekundu. Protože se elektrický výkon měří ve wattech (W), musí se také měřit v joulech za sekundu., Takže můžeme správně říci, že: 1 watt = 1 joule za sekundu (J/s).
Elektrická Síla
pokud 1 watt = 1 joule za sekundu, z toho vyplývá, že: 1 Joule energie = 1 watt více než jednu jednotku času, které je: Práce se rovná Síla násobí Dobu, (V*I*t joulů). Takže elektrická energie (vykonaná práce) se získá vynásobením výkonu časem v sekundách, které proudí náboj (ve formě proudu). Jednotky elektrické energie tedy závisí na jednotkách používaných pro elektrickou energii a čas., Takže pokud budeme měřit elektrický výkon v kilowattech (kW) a dobu v hodinách (h), pak elektrické energie spotřebované rovná kw*hodin (Wh) nebo jednoduše: kilowatthodinách (kWh).
příklad elektrické energie No3
žárovka o výkonu 100 wattů svítí pouze jednu hodinu. Kolik joulů elektrické energie bylo použito lampou.
Všimněte si, že při jednání s joule za jednotku elektrické energie, je vhodnější prezentovat je v kilo-jouly. Odpověď tedy může být dána jako: 360kJ., Jako joule na jeho vlastní, je malé množství kilojoulů (kJ), tisíce joulů, megajoule (MJ), miliony joulů, a dokonce i gigajoule (GJ), tisíce, miliony joulů, jsou všechny praktické jednotky elektrické energie. Jedna jednotka elektřiny, která je jedna kilowatthodina (kWh), tedy odpovídá 3,6 megajoulu (MJ).
Podobně, protože Watt je tak malé množství elektrické energie, kilowattech (1 kW = 1000 wattů) a mw (1 MW = 1 milion wattů), jsou běžně používané k identifikaci výkon elektrických zařízení a spotřebičů., Vidíme tedy, že kilowatt (nebo megawatt) je jednotka elektrické energie, zatímco kilowatthodina je jednotka elektrické energie.
