Apa itu energi listrik?

Energi listrik dihasilkan dari pergerakan muatan listrik, dan biasanya disebut sebagai "listrik."Pada akhirnya, ia berasal dari kekuatan elektromagnetik: salah satu dari empat kekuatan fundamental alam dan yang bertanggung jawab atas perilaku benda yang bermuatan listrik.Energi listrik adalah hasil dari interaksi partikel subatomik dengan gaya ini.Listrik memanifestasikan dirinya dalam fenomena alam seperti petir dan sangat penting untuk hidup pada tingkat mendasar.Kemampuan manusia untuk menghasilkan, mentransmisikan, dan menyimpan listrik sangat penting bagi industri modern, teknologi dan, di sebagian besar negara, kehidupan rumah tangga.

Asal usul energi listrik

Ada dua jenis muatan listrik, yang disebut positif dan negatif.Jika dua objek yang bermuatan elektrik dibawa dekat satu sama lain, mereka akan mengalami kekuatan.Jika tuduhannya sama mdash;baik positif atau keduanya negatif mdash;Kekuatan akan bertindak untuk mendorong benda -benda menjauh satu sama lain.Jika mereka memiliki biaya yang berbeda, mereka akan menarik satu sama lain.Penolakan atau daya tarik ini dikenal sebagai gaya elektromagnetik, dan dapat dimanfaatkan untuk menciptakan aliran energi listrik.

atom

terdiri dari nukleus yang mengandung proton bermuatan positif, dengan elektron bermuatan negatif yang mengorbit di sekitarnya.Proton biasanya tetap dimasukkan ke dalam nukleus, tetapi elektron dapat bergerak dari atom ke atom, memungkinkan mereka mengalir melalui bahan, seperti logam, yang menghantarkan listrik.Tempat dengan kelebihan elektron di atas proton akan memiliki muatan negatif;Tempat dengan defisit akan memiliki muatan positif.Karena muatan yang berlawanan menarik satu sama lain, elektron akan mengalir dari area bermuatan negatif ke yang bermuatan positif jika diizinkan melakukannya, menciptakan arus listrik.

Menggunakan energi listrik

Listrik bermanfaat baik dalam dirinya sendiri dan sebagai sarana untuk mentransferenergi dalam jarak jauh.Sangat penting untuk berbagai proses industri, telekomunikasi dan internet, komputer, televisi dan banyak perangkat lain yang digunakan secara umum.Ini juga dapat dikonversi menjadi bentuk energi lain untuk digunakan dalam berbagai aplikasi lain.

Ketika arus listrik mengalir melalui konduktor, ia menghasilkan sejumlah panas.Jumlah yang dihasilkan tergantung pada seberapa baik material menghantarkan listrik.Konduktor yang baik, seperti tembaga, menghasilkan sangat sedikit.Untuk alasan ini, kabel dan kabel tembaga biasanya digunakan untuk mentransmisikan listrik: ketika panas diproduksi, energi hilang, sehingga konduktor yang baik meminimalkan kehilangan energi.Bahan yang menghantarkan listrik kurang menghasilkan lebih banyak panas, sehingga cenderung digunakan dalam pemanas listrik, kompor dan oven, misalnya.

Energi listrik juga dapat dikonversi menjadi cahaya.Lampu busur awal tergantung pada pelepasan listrik melintasi celah kecil untuk memanaskan udara ke titik di mana ia bersinar mdash;prinsip yang sama seperti kilat.Kemudian, bola lampu filamen diperkenalkan: ini bergantung pada arus yang menyebabkan kawat tipis dan melingkar menyala-putih.Bola lampu modern dan hemat energi melewati arus tegangan tinggi melalui gas tipis, menyebabkannya memancarkan sinar ultraviolet, yang menyerang lapisan fluoresen untuk menghasilkan cahaya yang terlihat.

Ketika bahan konduktor, seperti kawat tembaga, dipindahkanMedan magnet, arus dihasilkan.Sebaliknya, arus yang mengalir melalui kawat akan, jika mengalami medan magnet, menghasilkan gerakan.Ini adalah prinsip di balik motor listrik.Perangkat ini terdiri dari susunan magnet dan kumparan kawat tembaga sehingga ketika arus mengalir melalui kawat, gerakan belok diproduksi.Motor listrik banyak digunakan dalam industri dan di rumah, misalnya di mesin cuci dan pemain DVD.

Mengukur energi listrik

Energi diukur dalam joule, istilah yang dinamai menurut fisikawan James Prescott Joule.Satu joule adalah rouGhly jumlah energi yang dibutuhkan untuk mengangkat berat satu pon (0,45 kilogram) jarak vertikal sembilan inci (22,9 cm).Namun, biasanya lebih nyaman untuk memikirkan listrik dalam hal daya, yang merupakan energi dibagi berdasarkan waktu, atau laju di mana ia mengalir.Ini memberikan unit watt yang lebih akrab, dinamai setelah ilmuwan James Watt.Satu watt setara dengan satu joule per detik.

Ada sejumlah unit lain yang berhubungan dengan listrik.Coulomb adalah unit muatan listrik.Ini dapat dianggap sebagai jumlah elektron mdash;1.6 x 10 ¹⁹ mdash;Karena semua elektron memiliki muatan yang sama, sangat kecil,.Ampere, biasanya disingkat menjadi "amp", adalah unit arus listrik, atau jumlah elektron yang mengalir dalam jumlah waktu tertentu.Satu amp setara dengan satu coulomb per detik.

Volt adalah unit gaya elektromotif, atau jumlah energi yang ditransfer per unit muatan, atau Coulomb.Satu volt setara dengan satu joule energi yang ditransfer untuk setiap coulomb muatan.Daya, dalam watts, setara dengan volt dikalikan dengan amp, sehingga arus lima amp pada 100 volt akan setara dengan 500 watt.

menghasilkan energi listrik

sebagian besar listrik dihasilkan oleh perangkat yang mengubah gerakan rotasi menjadi energi listrik, menggunakanprinsip yang sama sebagai motor listrik, tetapi secara terbalik.Pergerakan kumparan kawat dalam medan magnet menghasilkan arus listrik.Umumnya, panas, sering dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar fosil, digunakan untuk menghasilkan uap yang menggerakkan turbin untuk memberikan gerakan rotasi.Di pembangkit listrik tenaga nuklir, energi nuklir menyediakan panas.Tenaga hidroelektrik menggunakan pergerakan air di bawah gravitasi untuk menggerakkan turbin.

Listrik yang dihasilkan pada pembangkit listrik umumnya dalam bentuk arus bolak -balik (AC).Ini berarti bahwa arus terus -menerus membalikkan arahnya, berkali -kali per detik.Untuk sebagian besar tujuan, AC bekerja dengan baik, dan ini adalah bagaimana listrik mencapai rumah.Namun, beberapa proses industri membutuhkan arus searah (DC), yang hanya mengalir dalam satu arah.Sebagai contoh, pembuatan bahan kimia tertentu menggunakan elektrolisis: pemisahan senyawa menjadi elemen atau senyawa yang lebih sederhana menggunakan listrik.Ini membutuhkan arus searah, sehingga industri ini akan membutuhkan konversi AC ke DC atau akan memiliki pasokan DC sendiri.

Lebih efisien untuk mentransmisikan listrik melalui saluran listrik pada tegangan yang lebih tinggi.Untuk alasan ini, menghasilkan perangkat menggunakan perangkat yang disebut transformator untuk meningkatkan tegangan untuk transmisi.Ini tidak meningkatkan energi atau daya: ketika tegangan dinaikkan, arus berkurang dan sebaliknya.Transmisi listrik jarak jauh terjadi di ribuan volt;Namun, itu tidak dapat digunakan di rumah pada tegangan ini.Transformer lokal mengurangi tegangan menjadi sekitar 110 volt di AS, dan 220-240 volt di Eropa, untuk pasokan domestik.

Listrik untuk perangkat kecil dan rendah sering dipasok oleh baterai.Ini menggunakan energi kimia untuk menghasilkan arus listrik yang relatif kecil.Mereka selalu menghasilkan arus searah, dan karenanya memiliki terminal negatif dan positif.Elektron mengalir dari negatif ke terminal positif saat sirkuit selesai.