elektrisk energi er et elektrisk kredsløbs evne til at producere arbejde ved at skabe en handling. Denne handling kan antage mange former, såsom termisk, elektromagnetisk, mekanisk, elektrisk osv. Elektrisk energi kan både skabes af batterier, generatorer, dynamoer, solceller osv. eller opbevares til fremtidig brug ved hjælp af brændselsceller, batterier, kondensatorer eller magnetfelter osv. Således kan elektrisk energi enten skabes eller opbevares.,
vi husker fra vores skolevidenskabsklasser, at “loven om bevarelse af energi” siger, at energi ikke kan oprettes eller ødelægges, kun konverteres. Men for at energi kan udføre noget nyttigt arbejde, skal det omdannes fra en form til noget andet. For eksempel omdanner en motor elektrisk energi til mekanisk eller kinetisk (roterende) energi, mens en generator omdanner kinetisk energi tilbage til elektrisk energi til at drive et kredsløb.
det er elektriske maskiner konverterer eller ændrer energi fra en form til en anden ved at udføre arbejde., Et andet eksempel er en lampe, pære eller LED (light emitting diode), som omdanner elektrisk energi til lysenergi og varme (termisk) energi. Derefter er elektrisk energi meget alsidig, da den let kan omdannes til mange andre forskellige former for energi.
for at elektrisk energi kan bevæge elektroner og producere en strøm af strøm omkring et kredsløb, skal der udføres arbejde, det vil sige, at elektronerne skal bevæge sig en vis afstand gennem en ledning eller leder. Det udførte arbejde opbevares i strømmen af elektroner som energi. Således er” arbejde ” det navn, vi giver til energiprocessen.,
Vi kan derfor sige, at arbejde og energi er effektivt det samme som energi kan defineres som “evnen til at udføre noget arbejde”. Bemærk, at udført arbejde eller overført energi gælder lige for et mekanisk system eller termisk system, som det gør for et elektrisk system. Dette skyldes, at mekaniske, termiske og elektriske energier er udskiftelige.
elektrisk energi: Volt
som vi nu ved, at energi er kapaciteten til at udføre arbejde, hvor standardenheden, der bruges til energi (og arbejde), er Joule., En joule af energi defineres som den energi, der bruges af en ampere ved en volt, der bevæger sig på et sekund. Elektrisk strøm er resultatet af bevægelsen af elektrisk ladning (elektroner) omkring et kredsløb, men for at flytte ladning fra en knude til en anden skal der være en kraft til at skabe arbejdet med at flytte ladningen, og der er: spænding.
Vi har en tendens til at tænke på spænding (V) som eksisterende mellem to forskellige terminaler, punkter eller knudepunkter i et kredsløb eller batteriforsyning., Men spænding er vigtig, da det giver det arbejde, der er nødvendigt for at flytte ladningen fra et punkt til et andet, enten i en fremadrettet retning eller en omvendt retning. Spændingen eller potentialeforskellen mellem to terminaler eller punkter defineres som at have en værdi på en volt, når en joule energi bruges til at flytte en coulomb elektrisk ladning mellem disse to terminaler.
med andre ord er spændingsforskellen mellem to punkter eller terminaler det arbejde, der kræves i Joules for at flytte en Coulomb af ladning fra A til B., Derfor kan spænding udtrykkes som værende:
Spændingsenheden
hvor: spændingen er i volt, J er arbejdet eller energien i Joules, og C er ladningen i Coulombs. Så hvis J = 1 joule, C = 1 coulomb, så vil v være lig med 1 volt.
Elektrisk Energi Eksempel No1
Hvad er polspændingen for et batteri, der anvender 135 joule energi til at flytte 15 coulomb beregning omkring et elektrisk kredsløb.,
så kan vi i dette eksempel se, at hver coulomb af ladning besidder en energi på 9 Joule.
Elektrisk Energi: Ampere
Vi har set, at den enhed, elektrisk ladning, er Coulomb, og at strømmen af elektrisk ladning omkring et kredsløb bruges til at repræsentere en strøm. Da symbolet for en coulomb er bogstavet “C”, kan dette imidlertid forveksles med symbolet for kapacitans, som også er bogstavet “C”.,
for at undgå denne forvirring er det fælles symbol, der bruges til elektrisk ladning, stort bogstav “” “eller lille bogstav”.”, der grundlæggende står for mængde. Således = = 1 coulomb af ladning eller = = 1C. Bemærk, at ladning can kan være enten positiv, +or eller negativ, -,, der er et overskud af enten elektroner eller huller.
ladestrømmen omkring et lukket kredsløb i form af elektroner kaldes en elektrisk strøm. Brugen af udtrykket” ladestrøm ” indebærer imidlertid bevægelse, så ladningen skal bevæge sig for at producere en elektrisk strøm., Dette fører derefter til spørgsmålet om, hvad der får ladningen til at bevæge sig, og dette gøres af vores gamle venspænding ovenfra.
så spændingen eller potentiel forskel mellem to punkter giver den nødvendige elektriske energi til at flytte ladning omkring et kredsløb i form af en elektrisk strøm. Derfor er arbejdet med at flytte ladning tilvejebragt af en potentiel forskel, og hvis der ikke er nogen potentiel forskel mellem to punkter, er der ingen bevægelse af ladning og derfor ingen strømstrøm. Infact opladning uden strøm eller bevægelse kaldes statisk elektricitet.,
hvis ladningsbevægelsen kaldes en elektrisk strøm, kan vi korrekt sige, at strømmen er bevægelseshastigheden (eller strømningshastigheden) for ladningen, men hvor meget ladning repræsenterer en strøm. Hvis vi vælger et punkt i et kredsløb, et hvilket som helst punkt, og måler mængden af ladning, der strømmer forbi dette punkt på nøjagtigt et sekund, vil dette give os styrken af den elektriske strøm i Ampere, (a).,
således er en ampere af strøm lig med en coulomb af ladning, der strømmer forbi et givet punkt i en enhed sekund, og jo mere ladning per sekund, der passerer dette punkt, jo større bliver strømmen. Derefter kan vi definere en ampere (a) af elektrisk strøm som lig med en coulomb af ladning pr. Så 1A = 1C/s
Ampere Enhed
Hvor: Q er den afgift (i coulomb), og t er intervallet i tid (i sekunder), der bevæger sig., Med andre ord har elektrisk strøm både enstorhed (mængden af ladning) og en bestemt retning forbundet med den.
Bemærk, at det almindeligt anvendte symbol for elektrisk strøm er stort bogstav “I” eller lille “i”, der begge står for intensitet. Det er intensiteten eller koncentrationen af ladning, der producerer elektronstrømmen. For en konstant DC-strøm bruges stort bogstav “I” generelt, mens for en tidsvarierende AC-strøm er det lille bogstav “i” almindeligt anvendt. Symbolet i (t) betyder en øjeblikkelig nuværende værdi på det nøjagtige tidspunkt.,
det er undertiden lettere at huske dette forhold ved at bruge et billede. Her er de tre mængder af Q, I og t blevet overlejret i en trekant repræsenterer den faktiske position af hver mængde inden for den nuværende formel.
Ampere
der Gennemfører standard formlen ovenfor giver os følgende kombinationer af de samme ligning:
Elektrisk Energi Eksempel No2
1. Hvor meget strøm strømmer gennem et kredsløb, hvis 900 coulombs af ladning passerer et givet punkt i 3 minutter.,
2. En elektrisk strøm på 3 ampere strømmer gennem en modstand. Hvor mange coulombs af ladning vil strømme gennem modstanden om 90 sekunder.
Elektrisk Energi: De Watt
Elektrisk energi er produktet af de to mængder, Spænding og Strøm, og så kan defineres som den hastighed, hvormed arbejdet er udført i spreder energi., Vi sagde tidligere, at spænding giver det arbejde, der kræves i Joules for at flytte en Coulomb af ladning fra A til B, og at strømmen er bevægelseshastigheden (eller strømningshastigheden) af ladningen. Så hvordan er disse to definitioner knyttet sammen.
Watatt
så vi kan se, at elektrisk strøm også er den hastighed, hvormed arbejdet udføres i løbet af et sekund. Det vil sige, at en joule energi spredes på et sekund. Da elektrisk effekt måles i Watatt (W), skal den derfor også måles i joule pr., Så vi kan korrekt sige det: 1 =att = 1 joule per sekund (J/s).
Elektrisk Strøm
Så hvis 1 watt = 1 joule pr sekund, det følger derfor, at: 1 Joule energi = 1 watt over én enhed af tid, det er: Arbejde er lig med Effekt ganget med Tid, er (V*i*t joule). Så elektrisk energi (det udførte arbejde) opnås ved at multiplicere strømmen med det tidspunkt i sekunder, hvor ladningen (i form af en strøm) strømmer. Således afhænger enheder af elektrisk energi af de enheder, der anvendes til elektrisk strøm og tid., Så hvis vi måler elektriske effekt i kilowatt (kW), og den tid i timer (h), så er den elektriske energi, der forbruges lig kw*timer (Wh) eller blot: kilowatt-timer (kWh).
elektrisk energi eksempel No3
en 100 lightatt pære lyser kun i en time. Hvor mange Joule af elektrisk energi er blevet brugt af lampen.
Bemærk, at når der beskæftiger sig med joule som en enhed af elektrisk energi, er det mere bekvemt at præsentere dem i kilo-joule. Således kan svaret gives som: 360kJ., Da en joule alene er en lille mængde, er kilojoule (kJ), tusinder af Joule, megajoule (MJ), millioner af Joule og endda gigajoule (GJ), tusinder af millioner af Joule, alle praktiske enheder af elektrisk energi. Således en enhed af elektricitet, som er en kilo .att-time (k .h) svarer til 3,6 megajoule (MJ).
Ligeledes, da en Watt er sådan en lille mængde elektrisk strøm, kilowatt (1 kW = 1,000 watt) og megawatt (1 MW = 1 million watt) er almindeligt anvendt til at identificere effekt af elektrisk udstyr og elektriske apparater., Således kan vi se, at kilowatt (eller megawatt) er en enhed for elektrisk strøm, mens den kilowatt-time er en enhed af elektrisk energi.
