Τι είναι η ηλεκτρική ενέργεια;

Η ηλεκτρική ενέργεια προκύπτει από την κίνηση ενός ηλεκτρικού φορτίου και συνήθως αναφέρεται ως απλά "ηλεκτρική ενέργεια".Τελικά, έχει την προέλευσή της στην ηλεκτρομαγνητική δύναμη: μία από τις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης και εκείνη που είναι υπεύθυνη για τη συμπεριφορά των ηλεκτρικά φορτισμένων αντικειμένων.Η ηλεκτρική ενέργεια είναι το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης υποατομικών σωματιδίων με αυτή τη δύναμη.Η ηλεκτρική ενέργεια εκδηλώνεται σε φυσικά φαινόμενα όπως ο κεραυνός και είναι απαραίτητη για τη ζωή σε θεμελιώδες επίπεδο.Η ικανότητα των ανθρώπων να παράγουν, να μεταδίδουν και να αποθηκεύουν ηλεκτρική ενέργεια είναι ζωτικής σημασίας για τη σύγχρονη βιομηχανία, την τεχνολογία και, στις περισσότερες χώρες, την εγχώρια ζωή.Εάν δύο ηλεκτρικά φορτισμένα αντικείμενα έρχονται κοντά μεταξύ τους, θα βιώσουν μια δύναμη.Εάν οι χρεώσεις είναι οι ίδιες mdash;Τόσο θετικό είτε και τα δύο αρνητικά και mdash;Η δύναμη θα ενεργήσει για να ωθήσει τα αντικείμενα μακριά το ένα από το άλλο.Εάν έχουν διαφορετικές κατηγορίες, θα προσελκύσουν ο ένας τον άλλον.Αυτή η απόρριψη ή έλξη είναι γνωστή ως η ηλεκτρομαγνητική δύναμη και μπορεί να αξιοποιηθεί να δημιουργηθεί μια ροή ηλεκτρικής ενέργειας. Τα άτομα

Τα πρωτόνια συνήθως παραμένουν τοποθετημένα στον πυρήνα, αλλά τα ηλεκτρόνια μπορούν να μετακινηθούν από το άτομο στο άτομο, επιτρέποντάς τους να ρέουν μέσω υλικών, όπως μέταλλα, που διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια.Ένα μέρος με περίσσεια ηλεκτρονίων πάνω από πρωτόνια θα έχει αρνητικό φορτίο.Ένα μέρος με έλλειμμα θα έχει θετική χρέωση.Δεδομένου ότι τα αντίθετα φορτία προσελκύουν το ένα το άλλο, τα ηλεκτρόνια θα ρέουν από μια αρνητικά φορτισμένη περιοχή σε ένα θετικά φορτισμένο, αν επιτρέπεται να το πράξουν, δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Χρησιμοποιώντας ηλεκτρική ενέργεια Ηλεκτρική ενέργεια είναι χρήσιμη τόσο από μόνη της όσο και ως μέσο μεταφοράςενέργεια σε μεγάλες αποστάσεις.Είναι απαραίτητο για διάφορες βιομηχανικές διαδικασίες, τηλεπικοινωνίες και το Διαδίκτυο, υπολογιστές, τηλεοράσεις και πολλές άλλες συσκευές σε κοινή χρήση.Μπορεί επίσης να μετατραπεί σε άλλες μορφές ενέργειας για χρήση σε μια ποικιλία άλλων εφαρμογών. Όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα ρέει μέσω ενός αγωγού, παράγει μια ορισμένη ποσότητα θερμότητας.Το ποσό που παράγεται εξαρτάται από το πόσο καλά το υλικό διεξάγει ηλεκτρική ενέργεια.Ένας καλός αγωγός, όπως ο χαλκός, παράγει πολύ λίγα.Για το λόγο αυτό, τα καλώδια χαλκού και τα καλώδια χρησιμοποιούνται συνήθως για τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας: όταν παράγεται θερμότητα, η ενέργεια χάνεται, έτσι ένας καλός αγωγός ελαχιστοποιεί την απώλεια ενέργειας.Τα υλικά που διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια παράγει λιγότερο θερμότητα, έτσι ώστε να τείνουν να χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικούς θερμαντήρες, κουζίνες και φούρνους, για παράδειγμα. Η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί επίσης να μετατραπεί σε φως.Τα πρώτα φώτα τόξου εξαρτώνται από μια ηλεκτρική εκκένωση σε ένα μικρό κενό για να θερμαίνονται ο αέρας στο σημείο όπου λάμπει mdash.την ίδια αρχή με την αστραπή.Αργότερα, εισήχθη η λάμπα του νήματος: αυτό βασίζεται στο ρεύμα προκαλώντας ένα λεπτό, περιτυλιγμένο σύρμα για να λάμπει λευκό ζεστό.Οι σύγχρονοι λαμπτήρες εξοικονόμησης ενέργειας περνούν ένα ρεύμα υψηλής τάσης μέσω ενός λεπτού αερίου, προκαλώντας το να εκπέμπει υπεριώδες φως, το οποίο χτυπά μια φθορίζουσα επίστρωση για να παράγει ορατό φως. Όταν μετακινείται ένα συγκρότημα, όπως ένα καλώδιο χαλκούΈνα μαγνητικό πεδίο, παράγεται ένα ρεύμα.Αντίθετα, ένα ρεύμα που ρέει μέσα από ένα σύρμα θα, αν βιώσει ένα μαγνητικό πεδίο, παράγει κίνηση.Αυτή είναι η αρχή πίσω από έναν ηλεκτρικό κινητήρα.Αυτές οι συσκευές αποτελούνται από μια διάταξη μαγνητών και πηνίων σύρματος χαλκού έτσι ώστε όταν ένα ρεύμα ρέει μέσω του καλωδίου, παράγεται μια κίνηση στροφής.Οι ηλεκτροκινητήρες χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία και στο σπίτι, για παράδειγμα σε μηχανές πλυντηρίου και DVD.Ένα joule είναι rouΓκέι Η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την ανύψωση ενός βάρους ενός κιλού (0,45 χιλιόγραμμα) σε κατακόρυφη απόσταση εννέα ίντσες (22,9 cm).Είναι, ωστόσο, συνήθως πιο βολικό να σκεφτόμαστε την ηλεκτρική ενέργεια από την άποψη της εξουσίας, η οποία είναι ενέργεια διαιρούμενα με το χρόνο ή το ρυθμό με τον οποίο ρέει.Αυτό δίνει την ενδεχομένως πιο γνωστή μονάδα του Watt, που ονομάστηκε από τον επιστήμονα James Watt.Ένα watt είναι ισοδύναμο με ένα joule ανά δευτερόλεπτο.

Υπάρχουν πολλές άλλες μονάδες που σχετίζονται με την ηλεκτρική ενέργεια.Το Coulomb είναι η μονάδα ηλεκτρικού φορτίου.Μπορεί να θεωρηθεί ως ποσότητα ηλεκτρονίων mdash;1.6 x 10 ¹⁹ mdash;Δεδομένου ότι όλα τα ηλεκτρόνια έχουν τα ίδια, πολύ μικρά, φορτώνουν.Το αμπέρ, συνήθως συντομεύεται με το "AMP", είναι η μονάδα ηλεκτρικού ρεύματος ή ο αριθμός των ηλεκτρονίων που ρέουν σε ένα δεδομένο χρονικό διάστημα.Ένας ενισχυτής είναι ισοδύναμος με ένα coulomb ανά δευτερόλεπτο.

Το Volt είναι η μονάδα ηλεκτρομαγνητικής δύναμης ή η ποσότητα ενέργειας που μεταφέρεται ανά μονάδα φορτίου ή coulomb.Ένα βολτ είναι ισοδύναμο με ένα joule ενέργειας που μεταφέρεται για κάθε coulomb χρέωσης.Η ισχύς, σε Watts, ισοδυναμεί με Volts πολλαπλασιασμένα με AMPs, έτσι ένα ρεύμα πέντε amp στα 100 βολτ θα ισοδυναμεί με 500 watt.την ίδια αρχή με έναν ηλεκτρικό κινητήρα, αλλά αντίστροφα.Η κίνηση των πηνίων σύρματος μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο παράγει ένα ηλεκτρικό ρεύμα.Συνήθως, η θερμότητα, που συχνά παράγεται από την καύση των ορυκτών καυσίμων, χρησιμοποιείται για την παραγωγή ατμού που εξουσιάζει έναν στρόβιλο για την παροχή της περιστροφικής κίνησης.Σε πυρηνικό σταθμό παραγωγής ενέργειας, η πυρηνική ενέργεια παρέχει τη θερμότητα.Η υδροηλεκτρική ισχύς χρησιμοποιεί την κίνηση του νερού κάτω από τη βαρύτητα για να οδηγήσει τον στρόβιλο.

Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής είναι γενικά με τη μορφή εναλλασσόμενου ρεύματος (AC).Αυτό σημαίνει ότι το ρεύμα αντιστρέφει συνεχώς την κατεύθυνσή του, πολλές φορές ανά δευτερόλεπτο.Για τους περισσότερους σκοπούς, το AC λειτουργεί καλά, και έτσι φτάνει η ηλεκτρική ενέργεια στο σπίτι.Ορισμένες βιομηχανικές διαδικασίες, ωστόσο, απαιτούν άμεσο ρεύμα (DC), το οποίο ρέει μόνο προς μία κατεύθυνση.Για παράδειγμα, η κατασκευή ορισμένων χημικών ουσιών χρησιμοποιεί ηλεκτρόλυση: τη διάσπαση των ενώσεων σε στοιχεία ή απλούστερες ενώσεις χρησιμοποιώντας ηλεκτρική ενέργεια.Αυτό απαιτεί άμεσο ρεύμα, έτσι ώστε οι βιομηχανίες αυτές είτε να απαιτήσουν μετατροπή AC σε DC είτε θα έχουν τη δική τους παροχή DC.

Είναι πιο αποτελεσματικό να μεταδίδει ηλεκτρική ενέργεια μέσω γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας σε υψηλότερες τάσεις.Για το λόγο αυτό, η δημιουργία φυτών χρησιμοποιεί συσκευές που ονομάζονται μετασχηματιστές για να αυξήσουν την τάση για μετάδοση.Αυτό δεν αυξάνει την ενέργεια ή την ισχύ: όταν αυξάνεται η τάση, το ρεύμα μειώνεται και αντίστροφα.Η μετάδοση της ηλεκτρικής ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις πραγματοποιείται σε πολλές χιλιάδες βολτ.Ωστόσο, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε σπίτια σε αυτές τις τάσεις.Οι τοπικοί μετασχηματιστές μειώνουν την τάση σε περίπου 110 βολτ στις ΗΠΑ και 220-240 βολτ στην Ευρώπη, για εγχώριες προμήθειες.

Ηλεκτρική ενέργεια για μικρές συσκευές χαμηλής ισχύος παρέχεται συχνά από μπαταρίες.Αυτά χρησιμοποιούν χημική ενέργεια για να παράγουν ένα σχετικά μικρό ηλεκτρικό ρεύμα.Δημιουργούν πάντα ένα άμεσο ρεύμα και επομένως έχουν αρνητικό και θετικό τερματικό.Τα ηλεκτρόνια ρέουν από το αρνητικό στο θετικό τερματικό όταν ολοκληρωθεί ένα κύκλωμα.