الطاقة والطاقة الكهربائية

الطاقة الكهربائية هي العمل المحتمل الذي يمكن أن تقوم به الشحنة الكهربائية في المجال الكهرومغناطيسي. لفترة من الوقت ، يمكن تخزين الطاقة الكهربائية في مكثف ، في ملف تيار ، يمكنك حتى في دائرة تهتز... وفي النهاية ، يمكن تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية أو حرارية ، إلى طاقة تفريغ وتوهج ، إلخ.

بشكل عام ، عند نطق عبارة "الطاقة الكهربائية" ، قد يكون المقصود شحنة مكثف أو البطارية ، أو يمكنك - عدد الكيلوواط / ساعة الجرح بالمتر. على أي حال ، فإن الأمر يتعلق دائمًا بقياس قدر معين من العمل الذي تم إنجازه بالفعل بواسطة الكهرباء ، أو ما لم يتم القيام به بعد. بطريقة أو بأخرى ، الطاقة الكهربائية هي دائمًا طاقة الشحنة الكهربائية.

إذا كانت الشحنة الكهربائية في حالة سكون (أو تتحرك على طول مسار متساوي الجهد) الموجودة في مجال كهربائي ، فإننا نتحدث عن الطاقة الكامنة A ، والتي تعتمد على على مبلغ الرسوم Q. (تقاس بالكولوم) ومن فرق الجهد U في المجال ، بين النقطة التي تكون فيها الشحنة في اللحظة الأولية والنقطة المتعلقة بحساب طاقة الشحنة المعطاة.

ترتبط الطاقة الكهربائية المحتملة بموضع الشحنة في المجال الكهربائي. على سبيل المثال ، 1 كولوم من الشحنة (6.24 كوينتيليون إلكترون) بفرق جهد (جهد) يبلغ 12 فولت له طاقة 12 جول. هذا يعني أنه عند التحرك في ظل هذه الظروف ، كل هذه الشحنة من نقطة جهدها 12 فولت إلى نقطة جهدها 0 فولت ، فإن المجال الكهربي سوف يقوم بعمل A يساوي 12 J. عندما تتحرك الشحنة ، فإننا نتحدث. حول الطاقة الحركية لحامل الشحنة أو طاقة التيار الكهربائي.

عندما تتحرك شحنة تحت تأثير مجال كهربائي ، من نقطة ذات جهد أعلى إلى جهد أقل ، يعمل المجال الكهربائي ، وتنخفض الطاقة الكامنة للشحنة ، لتصبح طاقة المجال المغناطيسي للشحنة المتحركة و الطاقة الحركية للشحنة المتحركة هي حامل شحنة.

إذا ، على سبيل المثال ، تتحرك الجسيمات المشحونة تحت تأثير القوى الخارجية (على سبيل المثال ، يتم إنشاء EMF بواسطة البطارية) داخل دوامة التنغستن ، يتغلبون على مقاومة المادة الحلزونية ، ويتفاعلون مع ذرات التنجستن ، ويصطدمون بها ، ويقومون بتدويرها مع ارتفاع درجة حرارة اللولب ، وتنطلق الحرارة وينبعث الضوء. عند ضرب مادة اللولب ، تفقد الجسيمات المشحونة طاقتها الحركية ، وتتحول طاقة الجسيمات التي تتحرك تحت تأثير القوى الخارجية الآن إلى طاقة حرارية من اهتزازات الشبكة البلورية للولب وإلى طاقة كهرومغناطيسية موجات الضوء.

عندما نتحدث عن الطاقة الكهربائية فإننا نعني معدل تحويل الطاقة الكهربائية. على سبيل المثال ، معدل التحويل طاقة محطة توليد الكهرباء عند تشغيله بواسطة مصباح متوهج 100 واط ، فإنه يساوي 100 J / s - 100 جول من الطاقة في الثانية - يحتوي على 100 واط. في العادة ، لإيجاد القوة ، يتم ضرب التيار I والجهد U ، وذلك لأن التيار I هو مقدار الشحنة Q التي يمر بها المستهلك في زمن t يساوي ثانية واحدة. الجهد االكهربى - الفرق هو نفس فرق الجهد الذي تغلبت عليه الشحنة. لذلك اتضح أن القوة W = Q * U / t = Q * U / 1 = I * U.

عادةً ما يكون تصنيف الطاقة لمصدر الطاقة مقيدًا بالجهد عبر أطرافه والتيار الذي يمكن أن يوفره مزود الطاقة في الوضع المقنن. قوة المستخدم هي معدل استهلاك الكهرباء بالجهد المقنن المطبق على أطراف المستخدم.

طاقة وطاقة مصنع شريط فيديو تعليمي لشاشة التيار الكهربائي:

طاقة وقوة التيار الكهربائي - 1964