Teho ja sähköenergia

Sähköenergia on potentiaalinen työ, jonka sähkövaraus voi tehdä sähkömagneettisessa kentässä. Jonkin aikaa sähköenergiaa voidaan varastoida kondensaattoriin, virtakelaan, voit jopa värähtelevässä piirissä… Ja viime kädessä sähköenergia voidaan muuntaa mekaaniseksi tai lämpöenergiaksi, purkaus-, hehkuenergiaksi jne.

Yleisesti ottaen, kun ilmaus "sähköenergia" lausutaan, sitä voidaan tarkoittaa kondensaattorin lataus tai akku, tai voit - mittarilla kierrettyjen kilowattituntien lukumäärä. Joka tapauksessa kyse on aina sähköllä jo tehdyn tai vielä tekemättä työn määrän mittaamisesta. Tavalla tai toisella sähköenergia on aina sähkövarauksen energiaa.

Jos sähkövaraus on levossa (tai liikkuu potentiaalintasausrataa pitkin) sähkökentässä, puhutaan potentiaalienergiasta A, joka riippuu Q-maksun määrästä (mitattu kuloneina) ja kentän potentiaalierosta U sen pisteen välillä, jossa varaus on alkuhetkellä, ja sen pisteen välillä, johon nähden tietyn varauksen energia lasketaan.

Potentiaalinen sähköenergia liittyy varauksen asemaan sähkökentässä. Esimerkiksi 1 varauskulon (6,24 kvintiljoonaa elektronia), jonka potentiaaliero (jännite) on 12 volttia, on 12 joulea. Tämä tarkoittaa, että siirrettäessä näissä olosuhteissa kaikki tämä varaus pisteestä, jonka potentiaali on 12 volttia pisteeseen, jonka potentiaali on 0 volttia, sähkökenttä tekee työtä A, joka on 12 J. Kun varaus liikkuu, puhumme varauksen tai energian sähkövirran kantajan liike-energiasta.

Kun varaus liikkuu sähkökentän vaikutuksesta korkeamman potentiaalin pisteestä pienempään potentiaaliin, sähkökenttä toimii, varauksen potentiaalienergia pienenee muuttuen liikkuvan varauksen magneettikentän energiaksi ja Liikkuvan varauksen kineettinen energia on varauksen kantaja.

Jos esimerkiksi varautuneet hiukkaset liikkuvat ulkoisten voimien vaikutuksesta (esim. EMF syntyy akusta) volframispiraalin sisällä ne ylittävät spiraaliaineen vastuksen, ovat vuorovaikutuksessa volframiatomien kanssa, törmäävät niihin, pyörittävät niitä spiraalin lämmetessä, lämpöä vapautuu ja valoa säteilee. Osuessaan spiraalin aineeseen varautuneet hiukkaset menettävät kineettisen energiansa, ulkoisten voimien vaikutuksesta liikkuvien hiukkasten energia muuttuu nyt spiraalin kidehilan värähtelyjen lämpöenergiaksi ja sähkömagneettiseksi energiaksi. valon aallot.

Kun puhumme sähköenergiasta, tarkoitamme sähköenergian muuntumisnopeutta. Esimerkiksi muuntoprosentti voimalaitosten energiaa kun se saa virtaa 100 watin hehkulampusta, se vastaa 100 J/s - 100 joulea energiaa sekunnissa - on 100 wattia. Yleensä tehon selvittämiseksi kerrotaan virta I ja jännite U. Tämä tapahtuu, koska virta I on varauksen määrä Q, joka kulkee kuluttajan läpi ajassa t yhtä sekuntia. Jännite — ero on sama potentiaaliero, jonka varaus on voittanut. Joten käy ilmi, että teho W = Q * U / t = Q * U / 1 = I * U.

Teholähteen tehoa rajoittaa yleensä sen liittimien jännite ja virta, jonka teholähde voi tuottaa nimellistilassa. Käyttäjän teho on nopeus, jolla sähköä kulutetaan käyttäjän päätteisiin syötetyllä nimellisjännitteellä.

Sähkövirtanäytön energia ja voima opetusohjelma Tehdasfilminauha:

Sähkövirran energia ja teho - 1964