Czy podczas burzy widziałeś błysk jasnego światła na niebie? Nazywa się to „błyskawicą” i jest przykładem energii elektrycznej. Jest to widoczne wyładowanie elektryczności atmosferycznej przemieszczające się między chmurami lub z chmur na ziemię. Gdy błyskawica ogrzewa powietrze, tworzy falę uderzeniową, która powoduje dźwięk grzmotu.
Na tej lekcji dowiemy się o:
Energia elektryczna jest rodzajem energii kinetycznej powodowanej przez poruszające się ładunki elektryczne. Te naładowane cząstki nazywane są elektronami. Ilość energii zależy od prędkości ładunków – im szybciej się poruszają, tym więcej energii elektrycznej niosą. Wyobraźmy sobie, że ładunek elektryczny jest reprezentowany przez piłkę rzuconą w okno. Jeśli rzucisz piłkę bardzo szybko, będzie miała więcej energii, aby rozbić szybę. Jeśli nie rzucisz piłki szybko, nie będzie miała dość energii, aby rozbić szybę.
Linie elektroenergetyczne służą do przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej.
Energia elektryczna jest rodzajem energii, która pochodzi z energii elektrycznej.
Energia kinetyczna to energia poruszającego się obiektu.
Pociągi elektryczne wykorzystują energię elektryczną do napędzania silników elektrycznych, napędzania ich kół i zapewniania ruchu.
Niektóre przykłady energii elektrycznej to:
Energia elektryczna może być energią potencjalną lub kinetyczną. Wynika to z przepływu ładunku elektrycznego. Energię można postrzegać jako pracę wymaganą do poruszenia obiektu lub poddania go działaniu siły. Weźmy przykład baterii - w baterii energia elektryczna jest często energią potencjalną, dopóki nie zostanie przyłożona pewna siła, aby naładowane cząstki wykonały pewną pracę i stały się energią kinetyczną. Kiedy włączasz światło w domu, energia potencjalna przemieszcza się wzdłuż przewodu i jest przekształcana w światło i energię cieplną.
Zanim energia elektryczna zostanie dostarczona do użytkownika końcowego, cała energia elektryczna jest energią potencjalną. Po przekształceniu z energii potencjalnej zawsze możemy nazwać energię elektryczną jako inną formę energii, taką jak światło, ciepło, ruch itp.
Przyjrzyjmy się teraz dwóm innym ważnym terminom związanym z energią elektryczną - ładunkowi elektrycznemu, polu elektrycznemu i prądowi elektrycznemu.
Ładunek elektryczny jest podstawową właściwością materii przenoszoną przez niektóre cząstki subatomowe (np. elektrony i protony), która decyduje o tym, jak na te cząstki oddziałuje pole elektromagnetyczne. Ładunek elektryczny może być dodatni lub ujemny, występuje w jednostkach dyskretnych i nie jest ani tworzony, ani niszczony. Powoduje siły przyciągania i odpychania między cząstkami. Przedmioty naładowane podobnie odpychają się, a przedmioty naładowane przeciwnie przyciągają się. Prawo Coulomba określa wielkość siły przyciągania lub odpychania.
Pole elektryczne to pole fizyczne, które otacza naładowane elektrycznie cząstki i wywiera siłę na wszystkie inne naładowane cząstki w polu, przyciągając je lub odpychając.
Prąd elektryczny to przepływ ładunku elektrycznego w obwodzie. Jest to szybkość przepływu ładunku przez dany punkt w obwodzie elektrycznym. Prąd elektryczny jest mierzony w kulombach na sekundę, a powszechnie używaną jednostką jest amper (amper, A).
Poniższa ilustracja przedstawia ujemnie naładowane cząstki poruszające się przez drut w obwodzie elektrycznym, które wytwarzają elektryczność
Energia elektryczna jest generowana, gdy energia mechaniczna jest wykorzystywana do obracania turbiny. Energia mechaniczna do obracania turbiny może pochodzić z różnych źródeł, w tym spadającej wody, wiatru lub pary z ciepła wytwarzanego w wyniku reakcji jądrowej lub spalania paliw kopalnych.
Na przykład:
W elektrowni jądrowej energia jądrowa podgrzewa wodę do postaci pary. Para jest wykorzystywana do obracania łopatek turbiny, która uruchamia generator, aby nadać ładunkom elektrycznym energię.
W elektrowni wodnej spadająca woda służy do obracania łopatek turbiny. Ostrza obracają generator, aby wytworzyć energię elektryczną.
Energia słoneczna to energia wytwarzana bezpośrednio ze słońca. Energię słoneczną można przekształcić w energię elektryczną lub wykorzystać do ogrzewania powietrza, wody lub innych płynów.
W wiatraku energia wiatru obraca łopatkę turbiny, która – zgadłeś! – sprawia, że generator wytwarza energię elektryczną.
Poniżej zdjęcie wiatraków:
Podstawową jednostką energii elektrycznej jest dżul.
Handlową jednostką energii elektrycznej jest kilowatogodzina (kWh).
Energię elektryczną można przekształcić w inne formy energii, takie jak energia cieplna, energia świetlna, ruch itp. Najbardziej znane przykłady to:
Czy przychodzi Ci do głowy jakikolwiek inny przykład przemiany energii elektrycznej w inne formy energii?
