Kiekvienas, kuris įjungė naujienas, yra susipažinęs su istorijomis apie elektros jėgaines, kurios savo kainą ir efektyvumą palygina su tuo, kiek jie remiasi atsinaujinančiais ir neatsinaujinančiais energijos šaltiniais. Bet ką iš tikrųjų reiškia šie terminai? Apie ką kalba žmonės, diskutuodami apie elektros energiją?
Elektros energijos apibrėžimas
Fizikojegaliayra apibrėžiamas kaip darbas, atliktas per laiko vienetą, arba P = W / t, kurPyra galia vatais (W) arba džauliais per sekundę (J / s), darbasWyra niutonmetrais (Nm) arba džauliais (J) ir laikutyra sekundėmis. Energijos sektoriuje galia dažnai matuojama kilovatais ar net megavatais.
Galios šaltinių realiame pasaulyje apstu. Raumenys kelia kūno kėlimo svorius, vidaus degimo varikliai varo automobilį, o vėjo turbinos sukasi generatorius. Frazėelektros energijakonkrečiai reiškia elektros generuojamą galią arba elektronų srautą.
Taigi elektrinė yra vieta, kur energija gaunama iš kokio nors šaltinio - degančios anglies, saulės energijos ar kažkas kita - yra paverčiama elektra, kurią vartotojams gali tiekti energija linijos. Kuo šis procesas efektyvesnis, tuo daugiau energijos vartotojai gauna iš to paties energijos kiekio ir dažnai už mažiausią kainą.
Elektros energijos šaltiniai
Elektrinėms gaminti elektrinėse gali būti naudojamas beveik bet koks energijos šaltinis. Energijos formos gali būti pakeistos iš pradinės būsenos į elektros potencialo energiją. Šiame klimato kaitos suvokimo amžiuje ryškiausias skirtumas tarp tipų yra tai, ar šaltinis yraatnaujinamas(savęs papildymas) arbaneatnaujinamas(baigtinis šaltinis, kuris galiausiai bus panaudotas).
Atsinaujinančių energijos šaltinių pavyzdžiai:
- Saulės
- Hidroelektrinis
- Geoterminis
- Vėjas
Neatnaujinamų energijos šaltinių (iškastinio kuro) pavyzdžiai:
- Anglis
- Alyva
- Gamtinių dujų
Be to, kad energijos gamyba naudojant atsinaujinančius energijos šaltinius yra ilgalaikė, paprastai turi ir daug mažesnis neigiamas poveikis aplinkai nei gręžimas ar kasyba neatsinaujinančiam iškastiniam kurui, o vėliau deginimas juos.
Elektros energijos formulė
Elektros krūvio perkėlimo atliktas darbasq, matuojamas kulonomis (C), per potencialų tarpąV, išmatuotas voltais (v), yra lygus elektros energijaiqVDžaulyje (J).
Tai reiškia, kad galios apibrėžimą galima perrašyti elektros energijai konkrečiai taip:
P = \ frac {qV} {t}
Tada, pasitelkiant elektros srovės apibrėžimą kaip elektronų (krūvių) srautą laikui bėgant, tos lygties „q / t“ dalį galima perrašyti naudojant srovės kintamąjįAš, matuojamas amperais (A). Taigi:
P = IV
Anglų kalba tai parodo, kad elektros energiją taip pat galima apibrėžti kaip kažkieno srovę, viršijančią įtampą.
Kitos elektros energijos formulės
Studentai, susipažinę su fizikos grandinėmis, taip pat pastebės, kad taikant Ohmo dėsnį,V = IR, į galios lygtį gaunami dar du būdai apskaičiuoti objekto elektros energiją pagal grandinės, kurioje jis veikia, savybes:
P = IV = I ^ 2R = \ frac {V ^ 2} {R}
PasipriešinimasRmatuojamas omais (Ω).
Pavyzdžiai
Kiek elektros energijos sunaudoja 60 vatų lemputė, palikta 30 minučių?
Pateikta informacija yra galios vertėsPir laikot. Tačiau laikas nėra teisingas SI sekundžių vienetas. 30 minučių 60 sekundžių per minutę lemputė buvo įjungta1800 sekundžių.
Kitas žingsnis - realizuoti tą darbąWgali būti matuojamas niutonmetraisarba Džaulis, energijos vienetas. Taigi bendras valdžios, kaip darbo, apibrėžimas laikui bėgant, arbaP = W / tišspręsti užW, duos norimą tirpalą.
W = Pt = 60 \ x 1800 = 108 000 \ text {J}
Kokia yra vakuumo, gaunančio 12 amperų srovę iš 120 voltų lizdo, galia?
Nuo dabartinėsAšir įtampaVyra suteikiami, o galiaPnežinoma, lygtis, kuri susies visus kintamuosius, yraP = IV.
P = IV = (12) (120) = 1 440 \ tekstas {W}