Heb je tijdens een onweersbui een flits van helder licht aan de hemel gezien? Dit wordt 'bliksem' genoemd en is een voorbeeld van elektrische energie. Het is de zichtbare ontlading van atmosferische elektriciteit die tussen wolken of van wolken naar de grond beweegt. Als bliksem de lucht verwarmt, creëert het een schokgolf die het geluid van de donder veroorzaakt.
In deze les leren we over:
Elektrische energie is een soort kinetische energie die wordt veroorzaakt door bewegende elektrische ladingen. Deze geladen deeltjes worden elektronen genoemd. De hoeveelheid energie hangt af van de snelheid van de ladingen - hoe sneller ze bewegen, hoe meer elektrische energie ze vervoeren. Laten we ons voorstellen dat een elektrische lading wordt weergegeven door een bal die tegen een raam wordt gegooid. Als je de bal heel snel gooit, heeft hij meer energie om het raam te breken. Als je de bal niet snel gooit, heeft hij niet genoeg energie om het raam te breken.
Elektriciteitsleidingen worden gebruikt om elektrische energie te verzenden en te distribueren.
Elektriciteit is een vorm van energie die afkomstig is van elektrische energie.
Kinetische energie is de energie van een bewegend object.
Elektrische treinen gebruiken elektriciteit om elektromotoren aan te drijven, hun wielen aan te drijven en voor beweging te zorgen.
Enkele voorbeelden van elektrische energie zijn:
Elektrische energie kan potentiële of kinetische energie zijn. Het is het gevolg van de stroom van een elektrische lading. Energie kan worden gezien als de arbeid die nodig is om een voorwerp te verplaatsen of aan een kracht te onderwerpen. Laten we het voorbeeld van een batterij nemen - in een batterij is elektrische energie vaak potentiële energie totdat er een kracht wordt uitgeoefend om de geladen deeltjes wat werk te laten doen en kinetische energie te laten worden. Wanneer je thuis je licht aanzet, gaat de potentiële energie door de draad en wordt omgezet in licht en thermische energie.
Voordat elektrische energie aan de eindgebruiker wordt geleverd, is alle elektrische energie potentiële energie. Als het eenmaal is omgezet van potentiële energie, kunnen we elektrische energie altijd een andere vorm van energie noemen, zoals licht, warmte, beweging, enz.
Laten we nu eens kijken naar twee andere belangrijke termen met betrekking tot elektrische energie: elektrische lading, elektrisch veld en elektrische stroom.
Een elektrische lading is een basiseigenschap van materie die wordt gedragen door sommige subatomaire deeltjes (bijv. elektronen en protonen) die bepalen hoe deze deeltjes worden beïnvloed door een elektromagnetisch veld. Elektrische lading kan positief of negatief zijn, komt voor in afzonderlijke eenheden en wordt niet gecreëerd of vernietigd. Het veroorzaakt aantrekkende en afstotende krachten tussen de deeltjes. Gelijkgeladen objecten stoten elkaar af en tegengesteld geladen objecten trekken elkaar aan. De wet van Coulomb bepaalt de grootte van de aantrekkingskracht of afstoting.
Een elektrisch veld is het fysieke veld dat elektrisch geladen deeltjes omringt en een kracht uitoefent op alle andere geladen deeltjes in het veld, door ze aan te trekken of af te stoten.
Een elektrische stroom is een stroom van elektrische lading in een circuit. Het is de snelheid van de ladingsstroom langs een bepaald punt in een elektrisch circuit. De elektrische stroom wordt gemeten in coulombs per seconde en de veelgebruikte eenheid is Ampere (amp, A).
De volgende afbeelding toont negatief geladen deeltjes die door een draad in een elektrisch circuit bewegen en elektriciteit opwekken
Elektrische energie wordt opgewekt wanneer mechanische energie wordt benut en gebruikt om een turbine te laten draaien. De mechanische energie om de turbine te laten draaien kan afkomstig zijn van verschillende bronnen, waaronder vallend water, wind of stoom van warmte die wordt gegenereerd door een nucleaire reactie of door verbranding van fossiele brandstoffen.
Bijvoorbeeld:
In een kerncentrale verwarmt kernenergie water tot stoom. De stoom wordt gebruikt om een turbineblad te laten draaien, dat een generator ontsteekt om elektrische ladingen hun energie te geven.
In een waterkrachtcentrale wordt vallend water gebruikt om de turbinebladen te laten draaien. De bladen draaien de generator om elektrische energie op te wekken.
Zonne-energie is energie die direct door de zon wordt opgewekt. Zonne-energie kan worden omgezet in elektriciteit of worden gebruikt om lucht, water of andere vloeistoffen te verwarmen.
In een windmolen draait windenergie het turbineblad, wat – je raadt het al! – zorgt ervoor dat de generator elektrische energie opwekt.
Hieronder een foto van windmolens:
De basiseenheid van elektrische energie is de Joule.
De commerciële eenheid van elektrische energie is de kilowattuur (kWh).
Elektrische energie kan worden omgezet in andere vormen van energie zoals warmte-energie, lichtenergie, beweging, etc. De bekendste voorbeelden zijn:
Kun je een ander voorbeeld bedenken van de transformatie van elektrische energie in andere vormen van energie?
