energia elektryczna to zdolność obwodu elektrycznego do wytwarzania pracy poprzez tworzenie działania. Działanie to może przybierać wiele form, takich jak termiczne, elektromagnetyczne, mechaniczne, elektryczne itp. Energia elektryczna może być wytwarzana zarówno z baterii, generatorów, dynamów, fotowoltaiki itp. lub przechowywane do wykorzystania w przyszłości przy użyciu ogniw paliwowych, baterii, kondensatorów lub pól magnetycznych itp. W ten sposób energia elektryczna może być wytwarzana lub magazynowana.,
pamiętamy z naszych szkolnych zajęć naukowych, że „prawo zachowania energii” stwierdza, że energii nie można tworzyć ani niszczyć, tylko przekształcać. Ale aby energia mogła wykonać jakąkolwiek pożyteczną pracę, musi być przekształcona z jednej formy w coś innego. Na przykład silnik zamienia energię elektryczną na mechaniczną lub kinetyczną (obrotową), podczas gdy generator zamienia energię kinetyczną z powrotem na energię elektryczną, aby zasilić Obwód.
czyli maszyny elektryczne zamieniają lub zmieniają energię z jednej formy na drugą wykonując pracę., Innym przykładem jest lampa, żarówka lub LED (Dioda elektroluminescencyjna), które przekształcają energię elektryczną w energię świetlną i energię cieplną (termiczną). Wtedy energia elektryczna jest bardzo wszechstronna, ponieważ można ją łatwo przekształcić w wiele innych różnych form energii.
aby energia elektryczna poruszała elektrony i wytwarzała przepływ prądu wokół obwodu, należy wykonać pracę, czyli elektrony muszą poruszać się o pewną odległość przez przewód lub przewodnik. Wykonana praca jest przechowywana w przepływie elektronów Jako energia. Tak więc „praca” jest nazwą, którą nadajemy procesowi energii.,
możemy więc powiedzieć, że praca i energia są skutecznie takie same, jak energia może być zdefiniowana jako „zdolność do wykonywania jakiejś pracy”. Należy pamiętać, że wykonana praca lub przekazana energia odnosi się w równym stopniu do układu mechanicznego lub cieplnego, jak do układu elektrycznego. Dzieje się tak dlatego, że energie mechaniczne, termiczne i elektryczne są wymienne.
energia elektryczna: wolt
jak już wiemy, energia jest zdolnością do pracy, a standardową jednostką używaną do energii (i pracy) jest dżul., Dżul energii jest zdefiniowany jako energia wydatkowana przez jeden amper na jednym wolcie, poruszająca się w ciągu jednej sekundy. Prąd elektryczny wynika z ruchu ładunku elektrycznego (elektronów) wokół obwodu, ale aby przenieść ładunek z jednego węzła do drugiego, musi istnieć Siła do wytworzenia pracy, aby przenieść ładunek, a jest: napięcie.
mamy tendencję do myślenia o napięciu (V) jako istniejącym między dwoma różnymi terminalami, punktami lub węzłami w obwodzie lub zasilaniu bateryjnym., Ale napięcie jest ważne, ponieważ zapewnia pracę potrzebną do przeniesienia ładunku z jednego punktu do drugiego, w kierunku do przodu lub do tyłu. Napięcie lub różnica potencjałów między dwoma zaciskami lub punktami jest zdefiniowana jako o wartości jednego Wolta, gdy jeden dżul energii jest używany do przenoszenia jednego Coulomba ładunku elektrycznego między tymi dwoma zaciskami.
innymi słowy, różnica napięcia między dwoma punktami lub zaciskami jest pracą wymaganą w dżulach, aby przenieść jeden kulomb ładunku z A do B., Dlatego napięcie może być wyrażone jako:
jednostka napięcia
gdzie: napięcie jest w woltach, J jest pracą lub energią w dżulach, A C jest ładunkiem w Kulombach. Zatem jeśli J = 1 dżul, C = 1 coulomb, to V będzie równy 1 woltowi.
przykład energii elektrycznej No1
Jakie jest napięcie końcowe akumulatora, które zużywa 135 dżuli energii, aby przenieść 15 kulomb ładunku wokół obwodu elektrycznego.,
wtedy możemy zobaczyć w tym przykładzie, że każdy coulomb ładunku posiada energię 9 dżuli.
energia elektryczna: Ampere
widzieliśmy, że jednostką ładunku elektrycznego jest Coulomb i że przepływ ładunku elektrycznego wokół obwodu jest używany do reprezentowania przepływu prądu. Jednak, ponieważ symbolem Coulomba jest litera „C”, może to być mylone z symbolem pojemności, która jest również literą”C”.,
aby uniknąć tego zamieszania, powszechnym symbolem używanym do ładowania elektrycznego jest wielka litera „Q” lub mała litera „q”, w zasadzie oznacza ilość. Zatem Q = 1 coulomb ładunku lub Q = 1C. zauważ, że ładunek Q może być dodatni, + Q lub ujemny, – Q, czyli nadmiar elektronów lub dziur.
przepływ ładunku wokół obwodu zamkniętego w postaci elektronów nazywa się prądem elektrycznym. Jednak użycie wyrażenia „przepływ ładunku” oznacza ruch, więc aby wytworzyć prąd elektryczny, ładunek musi się poruszać., Prowadzi to następnie do pytania, co sprawia, że ładunek porusza się, a to robi nasz stary przyjaciel napięcie z góry.
tak więc różnica napięcia lub potencjału między dwoma punktami zapewnia wymaganą energię elektryczną do poruszania się ładunku wokół obwodu w postaci kuriera elektrycznego. Dlatego praca wykonywana w celu przeniesienia ładunku jest zapewniona przez różnicę potencjałów, a jeśli nie ma różnicy potencjałów między dwoma punktami, nie ma ruchu ładunku, a zatem nie ma przepływu prądu. W rzeczywistości ładunek bez przepływu lub ruchu nazywa się elektrycznością statyczną.,
Jeśli ruch ładunku nazywa się prądem elektrycznym, to możemy poprawnie powiedzieć, że prąd jest szybkością ruchu (lub szybkością przepływu) ładunku, ale ile ładunku reprezentuje prąd. Jeśli wybierzemy punkt w obwodzie, dowolny punkt, i zmierzymy ilość ładunku, który przepływa obok tego punktu w dokładnie jedną sekundę, to da nam siłę prądu elektrycznego w amperach, (A).,
Tak więc jeden amper prądu jest równy jednemu coulomb ładunku, który przepływa przez dany punkt w jednej jednostce sekundy, a im więcej ładunku na sekundę, który mija ten punkt, tym większy będzie prąd. Następnie możemy zdefiniować jeden amper (A) prądu elektrycznego jako równy jednemu coulombie ładunku na sekundę. Tak więc 1A = 1C/S
Ampere Unit
gdzie: Q to ładunek (w kulombach), A t to interwał w czasie (w sekundach), w którym ładunek się porusza., Innymi słowy, prąd elektryczny ma zarówno wielkość (ilość ładunku), jak i określony kierunek z nim związany.
zauważ, że powszechnie używanym symbolem prądu elektrycznego jest wielka litera „I” lub małe „i”, które oznaczają natężenie. Jest to natężenie lub stężenie ładunku wytwarzającego przepływ elektronów. Dla stałego prądu stałego zwykle używa się dużej litery „I”, podczas gdy dla zmiennego w czasie prądu przemiennego powszechnie używa się małej litery „i”. Symbol i (t) oznacza chwilową wartość prądu w tym dokładnie momencie w czasie.,
czasami łatwiej jest zapamiętać tę relację za pomocą obrazu. Tutaj trzy ilości Q, I I t zostały nałożone na Trójkąt reprezentuje rzeczywistą pozycję każdej ilości w bieżącym wzorze.
Ampere
przykład energii elektrycznej No2
1. Ile prądu przepływa przez obwód, jeśli 900 coulombs ładunku przechodzi dany punkt w 3 minuty.,
2. Przez rezystor przepływa prąd elektryczny o natężeniu 3 amperów. Ile kulomb ładunku przepłynie przez rezystor w ciągu 90 sekund.
energia elektryczna: moc elektryczna Wat
jest iloczynem dwóch wielkości, napięcia i prądu, a więc może być zdefiniowana jako szybkość, z jaką praca jest wykonywana w wydatkowaniu energii., Powiedzieliśmy wcześniej, że napięcie zapewnia pracę wymaganą w dżulach, aby przenieść jeden Coulomb ładunku z A do B, A prąd jest szybkością ruchu (lub szybkością przepływu) ładunku. Więc w jaki sposób te dwie definicje są ze sobą powiązane.
Wat
dzięki czemu możemy zobaczyć, że moc elektryczna jest również szybkość, z jaką praca jest wykonywana w ciągu jednej sekundy. Oznacza to, że jeden dżul energii rozprasza się w ciągu jednej sekundy. Ponieważ moc elektryczna jest mierzona w watach (W), dlatego musi być również mierzona w dżulach na sekundę., Możemy więc poprawnie powiedzieć, że: 1 Wat = 1 dżul na sekundę (J/s).
Moc Elektryczna
Jeśli więc 1 Wat = 1 dżul na sekundę, wynika z tego, że: 1 dżul energii = 1 wat nad jedną jednostką czasu, czyli: praca równa się Mocy pomnożonej przez czas, (dżule V*I*t). Energię elektryczną (wykonaną pracę) otrzymuje się więc przez pomnożenie mocy przez czas w sekundach jaki płynie ładunek (w postaci prądu). Tak więc jednostki energii elektrycznej zależą od jednostek używanych do energii elektrycznej i czasu., Jeśli więc mierzymy moc elektryczną w kilowatach (kW), oraz czas w godzinach (h), wówczas zużyta energia elektryczna równa się kilowatom*godzinom (Wh) lub po prostu: kilowatogodzinom (kWh).
przykład energii elektrycznej No3
żarówka o mocy 100 W świeci się tylko przez godzinę. Ile dżuli energii elektrycznej zostało zużyte przez lampę.
zauważ, że kiedy mamy do czynienia z dżulem jako jednostką energii elektrycznej, wygodniej jest przedstawić je w kilo-dżulach. Tak więc odpowiedź może być udzielona jako: 360kJ., Ponieważ dżul sam w sobie jest małą ilością, kilodżul (kJ), tysiące dżuli, megadżul (MJ), miliony dżuli, a nawet gigadżul (GJ), tysiące milionów dżuli, są praktycznymi jednostkami energii elektrycznej. Tak więc jedna jednostka energii elektrycznej, która wynosi 1 kilowatogodzinę (kWh), odpowiada 3,6 megadżulom (MJ).
podobnie, ponieważ Wat to tak mała ilość energii elektrycznej, kilowaty (1 kW = 1000 watów) i Megawaty (1 MW = 1 milion watów) są powszechnie używane do identyfikacji mocy wyjściowej urządzeń i urządzeń elektrycznych., Widzimy więc, że kilowat (lub megawat) jest jednostką energii elektrycznej, podczas gdy kilowatogodzina jest jednostką energii elektrycznej.
