Điện và năng lượng điện

Năng lượng điện là công việc tiềm năng mà một điện tích có thể thực hiện trong trường điện từ. Trong một thời gian, năng lượng điện có thể được lưu trữ trong tụ điện, trong cuộn dây hiện tại, thậm chí bạn có thể trong một mạch rung… Và cuối cùng, năng lượng điện có thể chuyển hóa thành cơ năng hoặc nhiệt năng, thành năng lượng phóng điện, phát sáng, v.v.

Nói chung, khi cụm từ "năng lượng điện" được thốt ra, nó có thể có nghĩa là điện tích hoặc pin, hoặc bạn có thể — số kilowatt-giờ được quấn bằng đồng hồ. Trong mọi trường hợp, vấn đề luôn là đo lường một lượng công việc nhất định đã được thực hiện bằng điện hoặc công việc chưa được thực hiện. Bằng cách này hay cách khác, năng lượng điện luôn là năng lượng của điện tích.

Nếu một điện tích đứng yên (hoặc chuyển động dọc theo một quỹ đạo đẳng thế) nằm trong một điện trường, thì chúng ta nói về thế năng A, phụ thuộc trên số tiền lệ phí Q (đo bằng culông) và từ hiệu điện thế U trong trường, giữa điểm có điện tích tại thời điểm ban đầu và điểm tương đối mà tại đó năng lượng của điện tích đã cho được tính.

Thế năng điện trường liên quan đến vị trí của điện tích trong điện trường. Ví dụ, 1 culông điện tích (6,24 triệu tỷ electron) có hiệu điện thế (điện áp) là 12 vôn có năng lượng là 12 joules. Điều này có nghĩa là khi di chuyển trong những điều kiện này, tất cả điện tích này từ điểm có điện thế 12 vôn đến điểm có điện thế 0 vôn, điện trường sẽ thực hiện công A bằng 12 J. Khi điện tích di chuyển, thì chúng ta nói về động năng của hạt mang điện hoặc năng lượng dòng điện.

Khi một điện tích chuyển động dưới tác dụng của điện trường, từ điểm có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp hơn thì điện trường sinh công, thế năng của điện tích giảm dần, trở thành năng lượng của từ trường của điện tích chuyển động và động năng của điện tích chuyển động là hạt mang điện.

Ví dụ, nếu các hạt tích điện chuyển động dưới tác dụng của ngoại lực (ví dụ: EMF được tạo ra bởi pin) bên trong vòng xoắn ốc vonfram, chúng vượt qua lực cản của chất xoắn ốc, tương tác với các nguyên tử vonfram, va chạm với chúng, xoay chúng khi vòng xoắn ốc nóng lên, giải phóng nhiệt và phát ra ánh sáng. Đập vào chất của đường xoắn ốc, các hạt mang điện mất động năng, năng lượng của các hạt chuyển động dưới tác dụng của ngoại lực lúc này chuyển thành nhiệt năng của các dao động của mạng tinh thể của đường xoắn ốc và thành năng lượng điện từ. sóng ánh sáng.

Khi chúng ta nói về năng lượng điện, chúng ta muốn nói đến tốc độ chuyển đổi năng lượng điện. Ví dụ, tỷ lệ chuyển đổi năng lượng nhà máy điện khi được cung cấp bởi đèn sợi đốt 100 watt, nó tương đương với 100 J / s — 100 joules năng lượng mỗi giây — có 100 watt. Thông thường, để tìm công suất, người ta nhân dòng điện I và điện áp U. Điều này được thực hiện vì dòng điện I là lượng điện tích Q truyền qua người tiêu dùng trong thời gian t bằng một giây. Vôn - sự khác biệt là cùng một sự khác biệt tiềm năng mà điện tích đã vượt qua. Vì vậy, hóa ra công suất W = Q * U / t = Q * U / 1 = I * U.

Định mức công suất của bộ nguồn thường bị giới hạn bởi điện áp trên các cực của nó và dòng điện mà bộ nguồn có thể cung cấp ở chế độ định mức. Công suất người dùng là tốc độ tiêu thụ điện ở điện áp định mức áp dụng cho các thiết bị đầu cuối của người dùng.

Năng lượng và sức mạnh của dòng điện Nhà máy hướng dẫn màn hình cuộn phim:

Năng lượng và công suất của dòng điện - 1964