Kraft og elektrisk energi

Elektrisk energi er det potensielle arbeidet som en elektrisk ladning kan gjøre i et elektromagnetisk felt. For en stund kan elektrisk energi lagres i en kondensator, i en strømspole kan du til og med i en vibrerende krets… Og til syvende og sist kan elektrisk energi omdannes til mekanisk eller termisk energi, til energi av utladning, glød, etc.

Generelt, når uttrykket "elektrisk energi" ytres, kan det være ment kondensatorlading eller batteri, eller du kan - antall kilowattimer viklet med måleren. Uansett er det alltid et spørsmål om å måle en viss mengde arbeid som allerede er utført av elektrisitet, eller det som ennå ikke skal gjøres. På en eller annen måte er elektrisk energi alltid energien til en elektrisk ladning.

Hvis en elektrisk ladning er i ro (eller beveger seg langs en ekvipotensialbane) lokalisert i et elektrisk felt, snakker vi om den potensielle energien A, som avhenger på Q-avgiftsbeløpet (målt i coulombs) og fra potensialforskjellen U i feltet, mellom punktet hvor ladningen er i startøyeblikket og punktet i forhold til hvilket energien til den gitte ladningen beregnes.

Potensiell elektrisk energi er relatert til posisjonen til ladningen i det elektriske feltet. For eksempel har 1 coulomb ladning (6,24 kvintillioner elektroner) med en potensialforskjell (spenning) på 12 volt en energi på 12 joule. Dette betyr at når man beveger seg under disse forholdene all denne ladningen fra et punkt med et potensial på 12 volt til et punkt med et potensial på 0 volt, vil det elektriske feltet gjøre arbeid A lik 12 J. Når ladningen beveger seg, så snakker vi om den kinetiske energien til ladningsbæreren eller energi elektrisk strøm.

Når en ladning beveger seg under påvirkning av et elektrisk felt, fra et punkt med høyere potensial til et lavere potensial, fungerer det elektriske feltet, ladningens potensielle energi avtar, og blir energien til magnetfeltet til den bevegelige ladningen og kinetisk energi til den bevegelige ladningen er en ladningsbærer.

Hvis for eksempel ladede partikler beveger seg under påvirkning av ytre krefter (f.eks. EMF genereres av batteriet) inne i en wolframspiral overvinner de motstanden til spiralstoffet, samhandler med wolframatomer, kolliderer med dem, roterer dem mens spiralen varmes opp, varme frigjøres og lys sendes ut. Når de treffer spiralens substans, mister de ladede partiklene sin kinetiske energi, energien til partiklene som beveger seg under påvirkning av ytre krefter, omdannes nå til varmeenergien til vibrasjonene til spiralens krystallgitter og til energien til elektromagnetisk bølger av lys.

Når vi snakker om elektrisk energi, mener vi konverteringshastigheten for elektrisk energi. For eksempel konverteringsfrekvensen kraftverksenergi når den drives av en 100-watts glødelampe, tilsvarer den 100 J/s — 100 joule energi per sekund — har 100 watt. Vanligvis, for å finne effekten, multipliseres strømmen I og spenningen U. Dette gjøres fordi strømmen I er mengden ladning Q som går gjennom forbrukeren på en tid t lik ett sekund. Spenning — forskjellen er den samme potensielle forskjellen som ladningen har overvunnet. Så det viser seg at kraften W = Q * U / t = Q * U / 1 = I * U.

Effekten til en strømforsyning er vanligvis begrenset av spenningen over terminalene og strømmen som strømforsyningen kan levere i nominell modus. Brukerkraft er hastigheten som elektrisitet forbrukes med nominell spenning påført brukerens terminaler.

The Energy and Power of Electric Current Screen Tutorial Factory Filmstrip:

Energi og kraft av elektrisk strøm - 1964