L’énergie électrique est la capacité d’un circuit électrique à produire un travail en créant une action. Cette action peut prendre de nombreuses formes, telles que thermique, électromagnétique, mécanique, électrique, etc. L’énergie électrique peut être créée à partir de batteries, de générateurs, de dynamos et de photovoltaïques, etc. ou stocké pour une utilisation future en utilisant des piles à combustible, des batteries, des condensateurs ou des champs magnétiques, etc. Ainsi, l’énergie électrique peut être créée ou stockées.,
Nous nous souvenons de nos cours de sciences à l’école que la « Loi de la Conservation de l’énergie” stipule que l’énergie ne peut pas être créée ou détruite, seulement convertie. Mais pour que l’énergie fasse un travail utile, elle doit être convertie d’une forme en autre. Par exemple, un moteur convertit l’énergie électrique en énergie mécanique ou cinétique (de rotation), tandis qu’un générateur convertit l’énergie cinétique en énergie électrique pour alimenter un circuit.
C’est-à-dire que les machines électriques convertissent ou changent l’énergie d’une forme à une autre en effectuant un travail., Un autre exemple est une lampe, une ampoule ou une LED (diode électroluminescente) qui convertissent l’énergie électrique en énergie lumineuse et en énergie thermique (thermique). Ensuite, l’énergie électrique est très polyvalent car il peut être facilement convertie en d’autres formes d’énergie.
Pour que l’énergie électrique déplace des électrons et produise un flux de courant autour d’un circuit, un travail doit être effectué, c’est-à-dire que les électrons doivent se déplacer d’une certaine distance à travers un fil ou un conducteur. Le travail effectué est stocké dans le flux d’électrons d’énergie. Ainsi « Travail » est le nom que nous donnons au processus de l’énergie.,
Nous pouvons donc dire que le Travail et l’Énergie sont effectivement les mêmes que l’énergie peut être définie comme « la capacité de faire un travail”. Notez que le travail effectué ou l’énergie transférée s’applique aussi bien à un système mécanique ou thermique qu’à un système électrique. C’est parce que parce que les énergies mécaniques, thermiques et électriques sont interchangeables.
Énergie électrique: Le Volt
Comme nous le savons maintenant, l’énergie est la capacité de travailler, l’unité standard utilisée pour l’énergie (et le travail) étant le Joule., Un joule d’énergie est définie comme l’énergie dépensée par un ampère à un volt, se déplaçant dans une seconde. Le courant électrique résulte du mouvement de la charge électrique (électrons) autour d’un circuit, mais pour déplacer la charge d’un nœud à un autre, il doit y avoir une force pour créer le travail pour déplacer la charge, et il y a: tension.
Nous avons tendance à penser que la tension (V) existe entre deux bornes, points ou nœuds différents dans un circuit ou une alimentation de batterie., Mais la tension est importante car elle fournit le travail nécessaire pour déplacer la charge d’un point à un autre, soit dans un sens ou un sens inverse. La tension, ou différence de potentiel entre deux bornes ou points est définie comme ayant une valeur d’un volt, lorsqu’un joule d’énergie est utilisé pour déplacer un coulomb de charge électrique entre ces deux bornes.
En d’autres termes, la différence de tension entre deux points ou bornes est le travail nécessaire en Joules pour déplacer un Coulomb de charge de A à B., Par conséquent, la tension peut être exprimé comme:
La Tension de l’Unité
Où: tension en Volts, J est le travail ou l’énergie en Joules et C est la charge en Coulombs. Ainsi si J = 1 joule, C = 1 coulomb, alors V sera égal à 1 volt.
Énergie électrique Exemple No1
Quelle est la tension terminale d’une batterie qui dépense 135 joules d’énergie pour déplacer 15 coulombs de charge autour d’un circuit électrique.,
Ensuite, on peut voir dans cet exemple que chaque coulomb de charge possède une énergie de 9 joules.
l’Énergie Électrique: L’Ampère
Nous avons vu que l’unité de charge électrique est le Coulomb et que le débit de charge électrique autour d’un circuit est utilisé pour représenter un flux de courant. Cependant, comme le symbole d’un coulomb est la lettre « C », cela peut être confondu avec le symbole de la capacité, qui est également la lettre »C ».,
Pour éviter cette confusion, le symbole commun utilisé pour la charge électrique est la lettre majuscule « Q” ou la petite lettre « q », représentant essentiellement la quantité. Ainsi Q = 1 coulomb de charge ou Q = 1C. Notez que la charge Q peut être positive, +Q ou négative, -Q, c’est-à-dire un excès d’électrons ou de trous.
Le flux de charge autour d’un circuit fermé sous forme d’électrons est appelé courant électrique. Cependant, l’utilisation de l’expression « flux de charge” implique le mouvement, de sorte à produire un courant électrique, la charge doit se déplacer., Cela conduit alors à la question de savoir ce qui fait bouger la charge, et cela est fait par notre vieil ami Voltage d’en haut.
Donc la tension ou différence de potentiel entre deux points est l’énergie électrique pour déplacer la charge autour d’un circuit sous la forme d’un courant électrique. Par conséquent, le travail effectué pour déplacer la charge est fourni par une différence de potentiel, et s’il n’y a pas de différence de potentiel entre deux points, il n’y a pas de mouvement de charge et donc pas de flux de courant. En fait, la charge sans aucun flux ou mouvement est appelée électricité statique.,
Si le mouvement de charge est appelé un courant électrique, alors nous pouvons à juste titre dire que le courant est le taux de mouvement (ou le débit) de la charge, mais combien de charge représente un courant. Si nous sélectionnons un point dans un circuit, n’importe quel point, et mesurons la quantité de charge qui passe au-delà de ce point en exactement une seconde, cela nous donnera la force du courant électrique en ampères, (A).,
Ainsi un ampère de courant est égal à un coulomb de charge qui passe un point donné en une unité de seconde, et plus la charge par seconde qui passe ce point est importante, plus le courant sera grand. On peut alors définir un ampère (A) de courant électrique comme étant égal à un coulomb de charge par seconde. Donc, 1A = 1C/s
L’Ampère Unité
Où: Q est la charge (en coulombs) et t est l’intervalle de temps (en secondes) que la charge se déplace., En d’autres termes, le courant électrique a à la fois une amagnitude (la quantité de charge) et une direction spécifiée qui lui est associée.
Notez que le symbole couramment utilisé pour le courant électrique est la lettre majuscule « I », ou le petit « i” pour l’intensité. C’est l’intensité ou la concentration de charge produisant le flux d’électrons. Pour un courant CONTINU constant, la lettre majuscule « I” est généralement utilisée, tandis que pour un courant alternatif variant dans le temps, la lettre minuscule « i” est couramment utilisée. Le symbole i (t) signifie une valeur de courant instantanée à cet instant précis.,
Il est parfois plus facile de se souvenir de cette relation en utilisant une image. Ici, les trois quantités de Q, I et t ont été superposées dans un triangle représente la position réelle de chaque quantité dans la formule actuelle.
L’Ampère
la Transposition de la formule ci-dessus nous donne les combinaisons suivantes de la même équation:
l’Énergie Électrique Exemple No2
1. Combien de courant circule dans un circuit si 900 coulombs de charge passent un point donné en 3 minutes.,
2. Un courant électrique de 3 ampères traverse une résistance. Combien de coulombs de charge circuleront à travers la résistance en 90 secondes.
Énergie électrique: Le Watt
La puissance électrique est le produit des deux grandeurs, Tension et Courant et peut donc être définie comme la vitesse à laquelle le travail est effectué en dépensant de l’énergie., Nous avons dit précédemment que la tension fournit le travail nécessaire en Joules pour déplacer un Coulomb de charge de A à B et que le courant est la vitesse de déplacement (ou débit) de la charge. Alors, comment ces deux définitions sont-elles liées?
Le Watt
on peut Donc constater que l’alimentation électrique est aussi la vitesse à laquelle le travail est effectué pendant une seconde. C’est, un joule d’énergie dissipée dans une seconde. Comme la puissance électrique est mesurée en watts (W), elle doit donc être également mesurée en Joules par seconde., Nous pouvons donc dire correctement que: 1 watt = 1 joule par seconde (J/s).
Puissance Électrique
Donc, si 1 watt = 1 joule par seconde, il s’ensuit que: 1 Joule d’énergie = 1 watt sur une unité de temps, c’est: le Travail est égale à la Puissance multipliée par le Temps, (V*I*t joules). Ainsi de l’énergie électrique (les travaux réalisés) est obtenue en multipliant la puissance par le temps en secondes que la charge (sous la forme d’un flux. Ainsi, les unités d’énergie électrique dépendent des unités utilisées pour l’énergie électrique et le temps., Donc, si nous mesurons la puissance électrique en kilowatts (kW), et le temps en heures (h), alors l’énergie électrique consommée est égale à kilowatts*heures (Wh) ou simplement: kilowatts-heures (kWh).
Exemple d’énergie électrique No3
Une ampoule de 100 Watts est allumée pendant une heure seulement. Combien de joules d’énergie électrique ont été utilisés par la lampe.
Notez que lorsque vous traitez avec le joule est une unité d’énergie électrique, c’est plus pratique de les présenter en kilo-joules. Ainsi, la réponse peut être donnée comme: 360kJ., Un joule est une petite quantité, le kilojoule (kJ), des milliers de joules, le mégajoule (MJ), des millions de joules, et même le gigajoule (GJ), des milliers de millions de joules, sont des unités d’énergie électrique. Ainsi, une unité d’électricité d’un kilowattheure (kWh) équivaut à 3,6 mégajoules (MJ).
De même, comme un Watt est une si petite quantité d’énergie électrique, les kilowatts (1 kW = 1 000 watts) et les mégawatts (1 MW = 1 million de watts) sont couramment utilisés pour identifier la puissance de sortie des équipements et appareils électriques., Ainsi, nous pouvons voir que le kilowatt (ou mégawatt) est une unité de puissance électrique, tandis que le kilowatt-heure est une unité d’énergie électrique.
