כוח ואנרגיה חשמלית
אנרגיה חשמלית היא העבודה הפוטנציאלית שמטען חשמלי יכול לעשות בשדה אלקטרומגנטי. במשך זמן מה, אנרגיה חשמלית יכולה להיות מאוחסנת בקבל, בסליל זרם, אתה יכול אפילו במעגל רוטט... ובסופו של דבר, ניתן להמיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית או תרמית, לאנרגיה של פריקה, זוהר וכו'.
באופן כללי, כאשר הביטוי "אנרגיה חשמלית" נאמר, ייתכן שהכוונה היא טעינת קבלים או סוללה, או שאתה יכול - מספר הקילו-וואט-שעות הנפוצות לפי מטר. בכל מקרה, זה תמיד עניין של מדידת כמות מסוימת של עבודה שכבר נעשתה על ידי חשמל, או זו שעוד לא תבוצע. בדרך זו או אחרת, אנרגיה חשמלית היא תמיד אנרגיה של מטען חשמלי.
אם מטען חשמלי נמצא במנוחה (או נע לאורך מסלול שווי פוטנציאל) הממוקם בשדה חשמלי, אז אנחנו מדברים על האנרגיה הפוטנציאלית A, שתלויה על סכום עמלת Q (נמדד בקולומבים) ומהפרש הפוטנציאל U בשדה, בין הנקודה שבה המטען נמצא ברגע ההתחלתי לבין הנקודה היחסית אליה מחושבת האנרגיה של המטען הנתון.
אנרגיה חשמלית פוטנציאלית קשורה למיקום המטען בשדה החשמלי. לדוגמה, 1 קולומב של מטען (6.24 קווינטיליון אלקטרונים) עם הפרש פוטנציאל (מתח) של 12 וולט הוא בעל אנרגיה של 12 ג'אול. זה אומר שכאשר נעים בתנאים האלה את כל המטען הזה מנקודה עם פוטנציאל של 12 וולט לנקודה עם פוטנציאל של 0 וולט, השדה החשמלי יעשה עבודה A שווה ל-12 J. כשהמטען זז אז אנחנו מדברים על האנרגיה הקינטית של נושא המטען או זרם חשמלי אנרגיה.
כאשר מטען נע תחת פעולת שדה חשמלי, מנקודה בעלת פוטנציאל גבוה יותר לפוטנציאל נמוך יותר, השדה החשמלי אכן עובד, האנרגיה הפוטנציאלית של המטען פוחתת, והופכת לאנרגיה של השדה המגנטי של המטען הנע. האנרגיה הקינטית של המטען הנע היא נושאת מטען.
אם, למשל, חלקיקים טעונים נעים בהשפעת כוחות חיצוניים (לדוגמה, ה-EMF נוצר על ידי הסוללה) בתוך ספירלת טונגסטן, הם מתגברים על ההתנגדות של החומר הספירלי, מקיימים אינטראקציה עם אטומי טונגסטן, מתנגשים בהם, מסובבים אותם כשהספירלה מתחממת, חום משתחרר ונפלט אור. פגיעה בחומר הספירלה, החלקיקים הטעונים מאבדים את האנרגיה הקינטית שלהם, אנרגיית החלקיקים הנעים בהשפעת כוחות חיצוניים מומרת כעת לאנרגיית החום של תנודות הסריג הגבישי של הספירלה ולאנרגיה של אלקטרומגנטית. גלי אור.
כשמדברים על אנרגיה חשמלית מתכוונים לקצב ההמרה של אנרגיה חשמלית. למשל, שיעור ההמרה אנרגיית תחנת כוח כאשר הוא מופעל על ידי מנורת ליבון של 100 וואט, הוא שווה ל-100 J/s - 100 ג'אול אנרגיה לשנייה - יש 100 וואט. בדרך כלל, כדי למצוא את ההספק, מכפילים את הזרם I והמתח U. הדבר נעשה מכיוון שהזרם I הוא כמות המטען Q שעברה דרך הצרכן בזמן t השווה לשנייה אחת. מתח - ההבדל הוא אותו הבדל פוטנציאלי שהמטען התגבר עליו. אז מסתבר שהעוצמה W = Q * U / t = Q * U / 1 = I * U.
דירוג ההספק של ספק כוח מוגבל בדרך כלל על ידי המתח על המסופים שלו והזרם שספק הכוח יכול לספק במצב מדורג. כוח המשתמש הוא הקצב שבו החשמל נצרך במתח נקוב המופעל על המסופים של המשתמש.
האנרגיה והעוצמה של רצועת סרטי מפעל הדרכה על מסך זרם חשמלי:
אנרגיה והספק של זרם חשמלי - 1964
