Snaga i električna energija

Električna energija je potencijalni rad koji električni naboj može izvršiti u elektromagnetskom polju. Neko se vrijeme električna energija može pohraniti u kondenzatoru, u strujnom svitku, čak možete u vibrirajućem krugu… I u konačnici, električna energija se može pretvoriti u mehaničku ili toplinsku energiju, u energiju pražnjenja, sjaja itd.

Općenito, kada se izraz "električna energija" izgovori, može se misliti na to naboj kondenzatora ili baterija, ili možete — broj kilovat-sati namotan na mjeraču. U svakom slučaju, uvijek se radi o mjerenju određenog već obavljenog rada električne energije ili onog koji tek treba obaviti. Na ovaj ili onaj način, električna energija je uvijek energija električnog naboja.

Ako električni naboj miruje (ili se giba po ekvipotencijalnoj putanji) u električnom polju, tada govorimo o potencijalnoj energiji A koja ovisi na iznos Q naknade (mjereno u kulonima) i iz potencijalne razlike U u polju, između točke u kojoj je naboj u početnom trenutku i točke u odnosu na koju se izračunava energija danog naboja.

Potencijalna električna energija povezana je s položajem naboja u električnom polju. Na primjer, 1 kulon naboja (6,24 kvintilijuna elektrona) s potencijalnom razlikom (naponom) od 12 volti ima energiju od 12 džula. To znači da kada se pod ovim uvjetima pomiče sav ovaj naboj od točke s potencijalom od 12 volti do točke s potencijalom od 0 volti, električno polje će izvršiti rad A jednak 12 J. Kada se naboj pomiče, tada govorimo o kinetičkoj energiji nositelja naboja ili energiji električne struje.

Kada se naboj kreće pod djelovanjem električnog polja, od točke višeg potencijala do nižeg potencijala, električno polje obavlja rad, potencijalna energija naboja se smanjuje, postajući energija magnetskog polja pokretnog naboja i kinetička energija gibajućeg naboja je nosilac naboja.

Ako se npr. nabijene čestice gibaju pod utjecajem vanjskih sila (npr. EMF stvara baterija) unutar volframove spirale, oni svladavaju otpor spiralne tvari, stupaju u interakciju s atomima volframa, sudaraju se s njima, okreću ih dok se spirala zagrijava, oslobađa se toplina i emitira svjetlost. Udarajući u tvar spirale, nabijene čestice gube svoju kinetičku energiju, energija čestica koje se kreću pod utjecajem vanjskih sila sada se pretvara u toplinsku energiju vibracija kristalne rešetke spirale iu energiju elektromagnetskog zračenja. valovi svjetla.

Kada govorimo o električnoj energiji, mislimo na brzinu pretvorbe električne energije. Na primjer, stopa konverzije energija elektrane kada se napaja žaruljom sa žarnom niti od 100 W, to je jednako 100 J / s — 100 džula energije u sekundi — ima 100 W. Obično se za iznalaženje snage množe struja I i napon U. To se radi jer je struja I količina naboja Q koji je prošao kroz potrošač u vremenu t koje je jednako jednoj sekundi. napon — razlika je ista razlika potencijala koju je naboj prevladao. Dakle, ispada da je snaga W = Q * U / t = Q * U / 1 = I * U.

Nazivna snaga napajanja obično je ograničena naponom na njegovim stezaljkama i strujom koju napajanje može isporučiti u nazivnom načinu rada. Korisnička snaga je brzina kojom se električna energija troši pri nazivnom naponu primijenjenom na korisničke terminale.

Energija i snaga električne struje Ekranski vodič Tvornička filmska vrpca:

Energija i snaga električne struje - 1964