Kako deluje električna energija?

Električna energija je v znanosti pomemben koncept, ki pa je pogosto napačno razumljen. Kaj natančno je električna energija in katera pravila se uporabljajo pri njeni uporabi pri izračunih?

Električna energija je oblika energija ki izhaja iz pretoka električnega naboja. Energija je sposobnost dela ali uporabe sile za premikanje predmeta. Pri električni energiji je sila električna privlačnost ali odboj med napolnjenimi delci. Električna energija je lahko katera koli potencialna energija ali kinetična energija, ponavadi pa se srečuje kot potencialna energija, ki je shranjena zaradi relativne lege nabitih delcev oz električna polja. Gibanje nabitih delcev skozi žico ali drug medij imenujemo tok ali elektrika. Je tudi statična elektrika, ki je posledica neravnovesja ali ločitve pozitivnih in negativnih nabojev na predmetu. Statična elektrika je oblika električne potencialne energije. Če se nabere dovolj naboja, se lahko električna energija izprazni, da tvori iskro (ali celo strelo), ki ima električno kinetično energijo.

Po dogovoru je smer električnega polja vedno prikazana v smeri smeri, ko bi se pozitivni delček premikal, če bi ga postavil v polje. To je pomembno zapomniti pri delu z električno energijo, ker je najpogostejši nosilec toka elektron, ki se giblje v nasprotni smeri v primerjavi s protonom.

Britanski znanstvenik Michael Faraday je odkril sredstvo za proizvodnjo električne energije že v 1820-ih. Med poloma magneta je premikal zanko ali disk prevodne kovine. Osnovno načelo je, da se elektroni v bakreni žici prosto gibljejo. Vsak elektron nosi negativen električni naboj. Njeno gibanje upravljajo privlačne sile med elektronom in pozitivnimi naboji (npr protoni pozitivno nabiti ioni) in odbojne sile med elektroni in podobnimi naboji (kot so drugi elektroni in negativno nabiti ioni). Z drugimi besedami, električno polje, ki obdaja nabito delce (elektron, v tem primeru), deluje na druge nabito delce, zaradi česar se premika in tako deluje. Treba je uporabiti silo, da se dva vlečena nabita delca odmakneta drug od drugega.

Vsak nabiti delci so lahko vključeni v proizvodnjo električne energije, vključno z elektroni, protoni, atomskimi jedri, kationov (pozitivno nabitih ionov), anionov (negativno nabitih ionov), positronov (antimaterija, enakovredna elektronom) in tako naprej.

Električna energija, ki se uporablja za električna energija, na primer stenski tok, ki se uporablja za napajanje žarnice ali računalnika, je energija, ki se pretvori iz električne potencialne energije. Ta potencialna energija se pretvori v drugo vrsto energije (toplota, svetloba, mehanska energija itd.). Za napajanje električne energije gibanje elektronov v žici proizvaja tok in električni potencial.

Baterija je še en vir električne energije, razen električnih nabojev so lahko ioni v raztopini in ne elektroni v kovini.

Tudi biološki sistemi uporabljajo električno energijo. Na primer, vodikovi ioni, elektroni ali kovinski ioni so lahko bolj koncentrirani na eni strani membrane kot drugo, postavljanje električnega potenciala, ki se lahko uporablja za prenos živčnih impulzov, premikanje mišic in transport materiali.

Konkretni primeri električne energije vključujejo:

• Izmenični tok (izmenični tok)
• Enosmerni tok (enosmerni tok)
• Strele
• Baterije
• Kondenzatorji
• Energija, ki jo ustvarja električne jegulje

SI enota potencialne razlike ali napetosti je volt (V). To je potencialna razlika med dvema točkama na prevodniku, ki ima 1 ampero toka z močjo 1 vata. Vendar pa je v električni energiji več enot, vključno z:

Vedno si zapomnite, da premikajoči se nabit delček, pa naj bo to proton, elektron ali ion, ustvarja magnetno polje. Podobno spreminjanje magnetnega polja povzroči električni tok v a dirigent (npr. žica). Tako se znanstveniki, ki preučujejo električno energijo, navadno sklicujejo na to elektromagnetizem ker sta elektrika in magnetizem povezana drug z drugim.

• Električna energija je opredeljena kot vrsta energije, proizvedene s premikajočim se električnim nabojem.
• Električna energija je vedno povezana z magnetizmom.
• Smer toka je smer, v katero bi se premikal pozitiven naboj, če bi ga postavil v električno polje. To je v nasprotju s pretokom elektronov, najpogostejšim nosilcem toka.