Energia a elektrická energia

Elektrická energia je potenciálna práca, ktorú môže vykonať elektrický náboj v elektromagnetickom poli. Elektrickú energiu možno na chvíľu uložiť do kondenzátora, do prúdovej cievky, dokonca vo vibračnom okruhu… A v konečnom dôsledku sa elektrická energia môže premeniť na mechanickú alebo tepelnú energiu, na energiu výboja, žiary atď.

Vo všeobecnosti, keď sa povie fráza „elektrická energia“, môže to byť myslené nabitie kondenzátora alebo batérie, alebo môžete — počet kilowatthodín navinutých na meter. V každom prípade ide vždy o odmeranie určitého množstva práce už vykonanej elektrinou, alebo tej, ktorá ešte len bude vykonaná. Tak či onak je elektrická energia vždy energiou elektrického náboja.

Ak je elektrický náboj v pokoji (alebo sa pohybuje po ekvipotenciálnej trajektórii) umiestnený v elektrickom poli, potom hovoríme o potenciálnej energii A, ktorá závisí o výške poplatku Q (merané v coulombách) a z potenciálneho rozdielu U v poli medzi bodom, kde je náboj v počiatočnom okamihu a bodom, vzhľadom na ktorý sa vypočítava energia daného náboja.

Potenciálna elektrická energia súvisí s polohou náboja v elektrickom poli. Napríklad 1 coulomb náboja (6,24 kvintilióna elektrónov) s rozdielom potenciálov (napätím) 12 voltov má energiu 12 joulov. To znamená, že pri pohybe za týchto podmienok všetok tento náboj z bodu s potenciálom 12 voltov do bodu s potenciálom 0 voltov, elektrické pole vykoná prácu A rovnajúcu sa 12 J. Keď sa náboj pohne, potom hovoríme o kinetickej energii nosiča náboja alebo energie elektrického prúdu.

Keď sa náboj pôsobením elektrického poľa pohybuje z miesta s vyšším potenciálom do nižšieho potenciálu, elektrické pole funguje, potenciálna energia náboja klesá a stáva sa energiou magnetického poľa pohybujúceho sa náboja a kinetická energia pohybujúceho sa náboja je nosičom náboja.

Ak sa napríklad nabité častice pohybujú pod vplyvom vonkajších síl (napr. EMF je generované batériou) vo vnútri volfrámovej špirály prekonávajú odpor špirálovej látky, interagujú s atómami volfrámu, zrážajú sa s nimi, otáčajú ich, keď sa špirála zahrieva, uvoľňuje sa teplo a vyžaruje svetlo. Nárazom na látku špirály strácajú nabité častice svoju kinetickú energiu, energia častíc pohybujúcich sa vplyvom vonkajších síl sa teraz premieňa na tepelnú energiu vibrácií kryštálovej mriežky špirály a na energiu elektromagnetického vlny svetla.

Keď hovoríme o elektrickej energii, máme na mysli rýchlosť premeny elektrickej energie. Napríklad konverzný pomer energie elektrárne keď je napájaná 100-wattovou žiarovkou, rovná sa 100 J / s - 100 joulov energie za sekundu - má 100 wattov. Na zistenie výkonu sa zvyčajne vynásobí prúd I a napätie U. To sa robí preto, lebo prúd I je množstvo náboja Q, ktoré prešlo cez spotrebič za čas t rovný jednej sekunde. Napätie — rozdiel je rovnaký potenciálny rozdiel, ktorý náboj prekonal. Ukazuje sa teda, že výkon W = Q * U / t = Q * U / 1 = I * U.

Menovitý výkon napájacieho zdroja je zvyčajne obmedzený napätím na jeho svorkách a prúdom, ktorý môže napájací zdroj dodať v menovitom režime. Výkon používateľa je rýchlosť, pri ktorej sa spotrebuje elektrina pri menovitom napätí aplikovanom na terminály používateľa.

Energia a sila elektrického prúdu Inštruktážny filmový pás z továrne:

Energia a sila elektrického prúdu - 1964