Haberleri açan herkes, maliyet ve verimliliklerini yenilenebilir ve yenilenemez enerji kaynaklarına ne kadar güvendikleriyle karşılaştıran elektrik santralleri hakkındaki hikayelere aşinadır. Ama bu terimler gerçekten ne anlama geliyor? İnsanlar elektrik gücünü tartışırken ne hakkında konuşuyor?
Elektrik Gücünün Tanımı
fizikte,güçbirim zamanda yapılan iş olarak tanımlanır veya P = W/t, buradaPwatt (W) veya joule/saniye (J/s) cinsinden güçtür, işWNewton-metre (Nm) veya Joule (J) cinsindendir ve zamantsaniye (s) cinsindendir. Enerji sektöründe, güç genellikle kilovat, hatta megavat olarak ölçülür.
Gerçek dünyadaki güç kaynakları boldur. Kaslar bir vücut ağırlığını kaldırır, içten yanmalı motorlar bir arabayı iter ve rüzgar türbinleri jeneratörleri döndürür. ifadeelektrik gücüözellikle elektrik veya elektron akışı tarafından üretilen gücü ifade eder.
O halde bir elektrik santrali, bir kaynaktan gelen enerjinin - yanan kömür, güneş enerjisi - olduğu bir yerdir. veya başka bir şey - tüketicilere güç yoluyla teslim edilebilecek elektriğe dönüştürülüyor çizgiler. Bu süreç ne kadar verimli olursa, tüketiciler aynı miktarda enerjiden ve genellikle en düşük maliyetle o kadar fazla güç elde eder.
Elektrik Gücü Kaynakları
Elektrik santrallerinde elektrik enerjisi üretmek için hemen hemen her enerji kaynağı kullanılabilir. Enerji formları orijinal hallerinden elektrik potansiyel enerjisine dönüştürülebilir. Bu iklim değişikliği farkındalığı çağında, türler arasındaki en belirgin ayrım, kaynağınyenilenebilir(kendi kendini yenileyen) veyayenilenemez(sonunda tükenecek olan sonlu bir kaynak).
Yenilenebilir enerji kaynaklarına örnekler:
- Güneş
- Hidroelektrik
- jeotermal
- rüzgar
Yenilenemeyen enerji kaynaklarına (fosil yakıtlar) örnekler:
- Kömür
- Sıvı yağ
- Doğal gaz
Daha uzun ömürlü olmasının yanı sıra, yenilenebilir enerji kaynaklarıyla elektrik üretimi de tipik olarak çok yenilenemeyen fosil yakıtlar için sondaj veya madencilikten daha küçük olumsuz çevresel etki ve daha sonra yakılması onları.
Elektrik Gücü Formülü
Elektrik yükünü taşımak için yapılan işq, potansiyel bir boşluk boyunca coulomb (C) cinsinden ölçülürV, volt (v) cinsinden ölçülen elektrik enerjisine eşittirqVJoule (J) cinsinden.
Bu, güç tanımının elektrik gücü için özellikle şu şekilde yeniden yazılabileceği anlamına gelir:
P=\frac{qV}{t}
Daha sonra, zaman içinde elektronların (yüklerin) akışı olarak bir elektrik akımı tanımına dayanarak, bu denklemin "q/t" kısmı, akım için değişken kullanılarak yeniden yazılabilir.ben, amper (A) cinsinden ölçülür. Yani:
P=IV
İngilizce'de bu, elektrik gücünün bir şeyin akımının voltajının çarpımı olarak da tanımlanabileceğini gösterir.
Elektrik Gücü için Diğer Formüller
Fizikteki devrelere aşina olan öğrenciler ayrıca Ohm Yasasının uygulanmasının,V = IR, güç denklemine göre, içinde çalıştığı devrenin özelliklerine dayalı olarak bir nesnenin elektrik gücünü hesaplamak için iki yol daha vardır:
P=IV=I^2R=\frac{V^2}{R}
Direnç$ohm (Ω) cinsinden ölçülür.
Örnekler
30 dakika boyunca açık kalan 60 watt'lık bir ampul ne kadar elektrik enerjisi kullanır?
Burada verilen bilgiler güç değerleridir.Pve zamant. Ancak, zaman doğru SI saniye biriminde değil. 30 dakika boyunca dakikada 60 saniye ile ampul yanıyordu.1.800 saniye.
Bir sonraki adım, bu işi gerçekleştirmektirWNewton-metre olarak ölçülebilirveya Joule, bir enerji birimi. Dolayısıyla, gücün genel tanımı, zaman içinde yapılan çalışma veyaP = W/tçözmek içinW, istenen çözümü verecektir.
W=Pt=60\times 1800 = 108.000\text{ J}
120 voltluk bir prizden 12 amper akım çeken bir vakumun güç çıkışı nedir?
Mevcut olduğundan beribenve voltajVgüç verilirkenPbilinmiyorsa, tüm değişkenleri ilişkilendirecek denklemP = IV.
P=IV=(12)(120)=1,440\text{ W}