Чи бачили ви спалах яскравого світла в небі під час грози? Це називається «блискавкою» і є прикладом електричної енергії. Це видимий розряд атмосферної електрики, що рухається між хмарами або від хмар до землі. Коли блискавка нагріває повітря, вона створює ударну хвилю, яка викликає звук грому.
На цьому уроці ми дізнаємося про:
Електрична енергія — це вид кінетичної енергії, викликаної рухом електричних зарядів. Ці заряджені частинки називаються електронами. Кількість енергії залежить від швидкості зарядів – чим швидше вони рухаються, тим більше електричної енергії несуть. Уявімо, що електричний заряд представлений м’ячем, кинутим у вікно. Якщо ви кинете м'яч дуже швидко, у нього буде більше енергії, щоб розбити вікно. Якщо ви не кинете м'яч швидко, у нього не вистачить енергії, щоб розбити вікно.
Лінії електропередач використовуються для передачі та розподілу електричної енергії.
Електрика - це вид енергії, який походить від електричної енергії.
Кінетична енергія - це енергія рухомого об'єкта.
Електропоїзди використовують електроенергію для живлення електродвигунів, приводу їх коліс і забезпечення руху.
Деякі приклади електричної енергії:
Електрична енергія може бути потенціальною або кінетичною. Це виникає в результаті потоку електричного заряду. Енергію можна розглядати як роботу, необхідну для переміщення об’єкта або піддавання його силі. Давайте візьмемо приклад батареї: в батареї електрична енергія часто є потенційною енергією, доки не буде прикладена якась сила, щоб змусити заряджені частинки виконати певну роботу та перетворитися на кінетичну енергію. Коли ви вмикаєте світло вдома, потенційна енергія проходить по дроту і перетворюється на світлову та теплову енергію.
До того, як електрична енергія буде доставлена кінцевому споживачеві, вся електрична енергія є потенційною. Після перетворення потенційної енергії ми завжди можемо назвати електричну енергію іншою формою енергії, такою як світло, тепло, рух тощо.
Тепер давайте розглянемо два інші важливі терміни, пов’язані з електричною енергією: електричний заряд, електричне поле та електричний струм.
Електричний заряд — це основна властивість матерії, яка переноситься деякими субатомними частинками (наприклад, електронами та протонами), яка визначає вплив електромагнітного поля на ці частинки. Електричний заряд може бути позитивним або негативним, виникає в окремих одиницях і не створюється і не знищується. Це викликає сили тяжіння і відштовхування між частинками. Об’єкти з однаковим зарядом відштовхуються, а об’єкти з різним зарядом притягуються. Закон Кулона визначає величину сили притягання або відштовхування.
Електричне поле — це фізичне поле, яке оточує електрично заряджені частинки та діє на всі інші заряджені частинки в полі, притягуючи або відштовхуючи їх.
Електричний струм — це потік електричного заряду в колі. Це швидкість потоку заряду через дану точку електричного кола. Електричний струм вимірюється в кулонах за секунду, а загальновживаною одиницею є ампер (ампер, А).
На наступній ілюстрації показано, як негативно заряджені частинки, що рухаються по дроту в електричному колі, створюють електрику
Електрична енергія генерується, коли механічна енергія використовується для обертання турбіни. Механічна енергія для обертання турбіни може надходити з різних джерел, у тому числі від падаючої води, вітру або пари від тепла, що утворюється в результаті ядерної реакції або спалювання викопного палива.
Наприклад:
На атомній електростанції ядерна енергія нагріває воду в пару. Пара використовується для обертання лопаті турбіни, яка запускає генератор, щоб віддати електричним зарядам свою енергію.
На гідроелектростанції вода, що падає, використовується для обертання лопатей турбіни. Лопаті обертають генератор для створення електричної енергії.
Сонячна енергія - це енергія, вироблена безпосередньо від сонця. Сонячну енергію можна перетворити на електрику або використовувати для нагрівання повітря, води чи інших рідин.
У вітряку енергія вітру обертає лопаті турбіни, яка – ви вже здогадалися! – змушує генератор створювати електричну енергію.
Нижче зображені вітряки:
Основною одиницею електричної енергії є джоуль.
Комерційною одиницею електричної енергії є кіловат-година (кВт-год).
Електричну енергію можна перетворити в інші форми енергії, такі як теплова енергія, світлова енергія, рух тощо. Найвідоміші приклади:
Чи можете ви згадати будь-який інший приклад перетворення електричної енергії в інші форми енергії?
