Електрическа енергия: определение, формула, единици и примери

Всеки, който е включил новините, е запознат с историите за електрическите централи, които сравняват разходите и ефективността си с това колко разчитат на възобновяеми и невъзобновяеми енергийни източници. Но какво всъщност означават тези термини? За какво говорят хората, когато обсъждат електрическата енергия?

Във физиката,мощностсе определя като работа, извършена за единица време, или P = W / t, къдетоPе мощност във ватове (W) или джаули в секунда (J / s), работаWе в нютонметри (Nm) или джаули (J) и времеTе за секунди. В енергийния сектор мощността често се измерва в киловати или дори мегавати.

Източниците на енергия в реалния свят са в изобилие. Мускулите правят тежести за повдигане на каросерията, двигателите с вътрешно горене задвижват автомобил, а вятърните турбини се въртят генератори. Фразатаелектроенергияконкретно се отнася до мощност, генерирана от електричество, или потокът на електрони.

Тогава електрическата централа е място, където енергия от някакъв източник - изгаряне на въглища, слънчева енергия или нещо друго - се превръща в електричество, което може да бъде доставено на потребителите чрез електричество линии. Колкото по-ефективен е този процес, толкова повече консуматори на енергия получават от същото количество енергия и често с най-ниска цена.

Почти всеки енергиен източник може да се използва в електроцентралите за генериране на електрическа енергия. Формите на енергия могат да бъдат променени от първоначалното си състояние в електрическа потенциална енергия. В тази епоха на осъзнаване на климатичните промени най-яркото разграничение между типовете е дали източникът евъзобновяема(самопопълване) илиневъзобновяема(краен източник, който в крайна сметка ще бъде изразходван).

Примери за възобновяеми енергийни източници включват:

• Слънчева
  
• Водноелектрически
  
• Геотермална
• Вятър
  

Примери за невъзобновяеми енергийни източници (изкопаеми горива) включват:

• Въглища
• Масло
• Природен газ

Освен че е по-дълготрайно, производството на енергия чрез възобновяеми енергийни източници също обикновено има и много по-малко отрицателно въздействие върху околната среда от сондажи или добив на невъзобновяеми изкопаеми горива и след това изгаряне тях.

Работата, извършена за преместване на електрически зарядq, измерено в кулони (C), през потенциална празнинаV, измерено във волта (v) е равно на електрическата енергияqVв джаули (J).

Това означава, че дефиницията за мощност може да бъде пренаписана за електрическа енергия по-специално като:

След това, опирайки се на дефиницията на електрически ток като поток на електрони (заряди) във времето, частта "q / t" от това уравнение може да бъде пренаписана, като се използва променливата за токАз, измерено в ампери (A). Така:

На английски това показва, че електрическата мощност може да се определи и като текущ момент, умножен по неговото напрежение.

Студенти, запознати със схемите във физиката, също ще забележат, че прилагането на закона на Ом,V = IR, към уравнението на мощността води до още два начина за изчисляване на електрическата мощност на обекта въз основа на свойствата на веригата, в която работи:

СъпротиваRсе измерва в ома (Ω).

​Колко електрическа енергия използва 60-ватова крушка, оставена за 30 минути?​

Дадената информация тук са стойностите за мощностPи времеT. Времето обаче не е в правилната SI единица секунди. С 60 секунди в минута в продължение на 30 минути, крушката беше включена за1800 секунди​.

Следващата стъпка е да осъзнаете тази работаWможе да се измери в нютонметриили джаули, единица енергия. Така че общото определение на властта като работа във времето, илиP = W / tза решаване заW, ще даде желаното решение.

​Каква е изходната мощност на вакуум, който отвежда 12 ампера ток от 120-волтов контакт?​

Тъй като текущатаАзи напрежениеVса дадени, докато власттаPе неизвестно, уравнението, което ще свързва всички променливи, еP = IV.​