Igaüks, kes on selle uudise sisse lülitanud, on tuttav lugudega elektrijaamadest, mis seavad oma kulude ja efektiivsuse võrreldes sellega, kui palju nad loodavad taastuvatele ja taastumatutele energiaallikatele. Aga mida need mõisted tegelikult tähendavad? Millest inimesed räägivad elektrienergia üle arutades?
Elektrienergia määratlus
Füüsikasvõimon defineeritud kui töö ajaühikus või P = W / t, kusPon võimsus vattides (W) või džaulides sekundis (J / s), tööWon njuutonmeetrites (Nm) või džaulides (J) ja aja järgiton sekundites. Energeetikasektoris mõõdetakse võimsust sageli kilovattides või isegi megavattides.
Jõuallikaid reaalses maailmas on palju. Lihased teevad keha tõstmiseks raskusi, sisepõlemismootorid ajavad autot edasi ja tuulikud töötavad generaatoritel. Fraaselektrienergiaviitab konkreetselt elektri poolt toodetud võimsusele või elektronide voolule.
Elektrijaam on siis koht, kus energia tuleb mõnest allikast - söe põletamisest, päikeseenergiast või midagi muud - muundatakse elektriks, mida saab tarbijatele toite kaudu tarnida read. Mida tõhusam on see protsess, seda rohkem energiat saavad tarbijad ühest ja samast energiakogusest ja sageli kõige madalama hinnaga.
Elektrienergiaallikad
Elektrijaama tootmiseks saab elektrijaamades kasutada peaaegu kõiki energiaallikaid. Energia vorme saab muuta nende algsest olekust elektriliseks potentsiaalseks energiaks. Selles kliimamuutustest teadlikkuse ajastul on tüüpide eristamine kõige silmatorkavam, kas see on pärituuendatav(isetäituv) võitaastumatu(piiratud allikas, mis lõpuks ära kulub).
Taastuvate energiaallikate näited on järgmised:
- Päikeseenergia
- Hüdroelektriline
- Geotermiline
- Tuul
Taastumatute energiaallikate (fossiilkütused) näited on järgmised:
- Süsi
- Õli
- Maagaas
Lisaks pikemaajalisele energiatootmisele taastuvate energiaallikate kaudu on tavaliselt ka palju väiksem negatiivne keskkonnamõju kui taastumatute fossiilkütuste puurimine või kaevandamine ja seejärel põletamine neid.
Valem elektrienergia jaoks
Elektrilaengu liigutamiseks tehtud tööq, mõõdetuna kulonites (C), potentsiaalse pilu ulatusesV, mõõdetuna voltides (v), võrdub elektrienergiagaqVaastal Joules (J).
See tähendab, et võimsuse määratluse saab elektrienergia jaoks ümber kirjutada järgmiselt:
P = \ frac {qV} {t}
Seejärel toetudes elektrivoolu kui elektronide (laengute) voo määratlusele ajas, saab selle võrrandi osa q / t ümber kirjutada, kasutades voolu muutujatMina, mõõdetuna amprites (A). Niisiis:
P = IV
Inglise keeles näitab see, et elektrienergiat võib määratleda ka millegi vooluna korrutatuna pingega.
Muud elektrivalemid
Füüsika vooluringidega kursis olevad õpilased märkavad ka, et Ohmi seaduse,V = IR, et võimsusvõrrand annab tulemuseks veel kaks võimalust objekti elektrienergia arvutamiseks selle ahela omaduste põhjal, milles see töötab:
P = IV = I ^ 2R = \ frac {V ^ 2} {R}
VastupanuRmõõdetakse oomides (Ω).
Näited
Kui palju elektrienergiat kulutab 60-vatine lambipirn, mis jäi 30 minutiks põlema?
Siin esitatud teave on võimsuse väärtusedPja aegt. Kuid aeg pole õiges SI sekundiühikus. 30 sekundi jooksul 60 sekundiga minutis oli lambipirn põlenud1800 sekundit.
Järgmine samm on selle töö realiseerimineWsaab mõõta njuutonmeetritesvõi Joules, energiaühik. Nii et võimu kui töö ajaline määratlus võiP = W / tlahendamiseksWannab soovitud lahuse.
W = Pt = 60 \ korda 1800 = 108 000 \ tekst {J}
Kui suur on 120-voldisest pistikupesast 12 amprit voolu ammutava vaakumi väljundvõimsus?
Kuna praeguneMinaja pingeVantakse, samas kui võimPon tundmatu, võrrand, mis seob kõiki muutujaid, onP = IV.
P = IV = (12) (120) = 1 440 \ tekst {W}