雷雨の間、空に明るい光の閃光を見たことがありますか?これは「稲妻」と呼ばれ、電気エネルギーの一例です。これは、雲間または雲から地面に移動する大気電気の目に見える放電です。雷が空気を加熱すると、雷の音を引き起こす衝撃波が発生します。
このレッスンでは、次のことを学びます。
電気エネルギーは、電荷の移動によって生じる運動エネルギーの一種です。これらの荷電粒子は電子と呼ばれます。エネルギー量は電荷の速度に依存します。電荷が速く移動するほど、より多くの電気エネルギーが運ばれます。電荷が、窓に向かって投げられるボールによって表されると想像してみましょう。ボールを非常に速く投げると、窓を壊すエネルギーが多くなります。ボールを速く投げないと、窓を割るのに十分なエネルギーがありません。
電力線は、電気エネルギーを伝送および分配するために使用されます。
電気は、電気エネルギーから生じるエネルギーの一種です。
運動エネルギーは、動いている物体のエネルギーです。
電車は電気を使って電気モーターに電力を供給し、車輪を駆動して動きを提供します。
電気エネルギーの例は次のとおりです。
電気エネルギーは、位置エネルギーまたは運動エネルギーです。それは電荷の流れから生じます。エネルギーは、物体を動かしたり、物体に力を加えたりするのに必要な仕事と見なすことができます。電池の例を見てみましょう。電池では、荷電粒子が何らかの仕事をして運動エネルギーになるように何らかの力が加えられるまで、電気エネルギーは多くの場合ポテンシャルエネルギーです。自宅で照明のスイッチを入れると、位置エネルギーがワイヤーを伝わり、光エネルギーと熱エネルギーに変換されます。
電気エネルギーがエンドユーザーに供給される前は、すべての電気エネルギーは位置エネルギーです。位置エネルギーから変換されると、電気エネルギーを光、熱、運動などの別の形のエネルギーと呼ぶことができます。
ここで、電気エネルギーに関連する他の 2 つの重要な用語、電荷、電場、および電流を見てみましょう。
電荷は、いくつかの亜原子粒子 (電子や陽子など) によって運ばれる物質の基本的な特性であり、これらの粒子が電磁界によってどのように影響を受けるかを制御します。電荷は、正または負の可能性があり、個別の単位で発生し、作成も破壊もされません。これにより、粒子間に引力と反発力が生じます。同じ電荷を持つ物体は互いに反発し、反対の電荷を持つ物体は互いに引き合います。クーロンの法則は、引力または反発力の大きさを決定します。
電場は、荷電粒子を取り囲む物理場であり、場内の他のすべての荷電粒子に力を加え、それらを引き付けたり反発させたりします。
電流は、回路内の電荷の流れです。これは、電気回路の特定のポイントを通過する電荷の流れの割合です。電流はクーロン/秒で測定され、一般的に使用される単位はアンペア (amp、A) です。
次の図は、電気回路内のワイヤを通って移動する負に帯電した粒子が電気を生成する様子を示しています
機械エネルギーを利用してタービンを回転させると、電気エネルギーが生成されます。タービンを回転させるための機械的エネルギーは、落下する水、風、または核反応または化石燃料の燃焼によって生成される熱からの蒸気など、さまざまなソースから得ることができます。
例えば：
原子力発電所では、原子力エネルギーが水を蒸気に加熱します。蒸気はタービン ブレードを回転させるために使用され、タービン ブレードは発電機を始動させて電気にエネルギーを与えます。
水力発電所では、落下する水を利用してタービン ブレードを回転させます。ブレードは発電機を回して電気エネルギーを生成します。
太陽エネルギーは、太陽から直接生成されるエネルギーです。太陽エネルギーは、電気に変換したり、空気、水、その他の流体を加熱するために使用したりできます。
風車では、風力がタービン ブレードを回転させます。 – 発電機に電気エネルギーを生成させます。
以下は風車の写真です。
電気エネルギーの基本単位はジュールです。
電気エネルギーの商用単位はキロワット時 (kWh) です。
電気エネルギーは、熱エネルギー、光エネルギー、運動などの他の形態のエネルギーに変換できます。最もよく知られている例は次のとおりです。
電気エネルギーを他の形のエネルギーに変換する例を他に思いつきますか?
