Electric power (Čeština)

Elektrická energie je transformována na jiné formy energie, když se elektrické náboje pohybují přes elektrický potenciální rozdíl (napětí), který se vyskytuje v elektrických komponent v elektrických obvodech., Z hlediska elektrické energie, komponenty v elektrickém obvodu mohou být rozděleny do dvou kategorií:

Pasivní zařízení (zátěže)Upravit

Když se elektrické náboje pohybují přes potenciální rozdíl od vyšší k nižší napětí, to je, když konvenční proud (kladný náboj) se přesune z kladné svorce (+) k zápornému (−) terminálu, práce se provádí pomocí náboje na zařízení. Potenciální energie nábojů v důsledku napětí mezi svorkami se v zařízení přemění na kinetickou energii., Tato zařízení se nazývají pasivní komponenty nebo zatížení; „spotřebovávají“ elektrickou energii z obvodu a přeměňují ji na jiné formy energie, jako je mechanická práce, teplo, světlo atd. Příkladem jsou elektrické spotřebiče, jako jsou žárovky, elektromotory a elektrické ohřívače. V obvodech střídavého proudu (AC) se směr napětí pravidelně obrací, ale proud vždy proudí z vyššího potenciálu na spodní potenciální stranu.,

Aktivní zařízení (zdroje energie)Upravit

v Případě, že obvinění jsou přesunuty o ‚vnější síly‘ prostřednictvím přístroje ve směru od nižšího elektrického potenciálu do vyššího, (takže kladný náboj se pohybuje z negativního na pozitivní terminál), práce bude probíhat na poplatky a energie je převáděna na elektrický potenciál energie z jiný druh energie, např. mechanické energie nebo chemické energie., Zařízení, ve kterých k tomu dochází, se nazývají aktivní zařízení nebo zdroje energie; jako jsou elektrické generátory a baterie. Některá zařízení mohou být buď zdrojem nebo zatížením, v závislosti na napětí a proudu přes ně. Například, dobíjecí baterie se chová jako zdroj, když to poskytuje energii do obvodu, ale jako zatížení, když je připojen k nabíječce a dobíjet, nebo generátor jako zdroj energie a motor jako zatížení.,

Pasivní znamení conventionEdit

Vzhledem k tomu, elektrické energie může proudit buď do nebo z komponent, úmluvy je potřeba, pro který směr představuje pozitivní tok energie. Elektrická energie proudící z obvodu do komponenty je libovolně definována tak, aby měla kladné znaménko, zatímco výkon proudící do obvodu ze složky je definován tak, aby měl záporné znaménko. Pasivní komponenty tak mají pozitivní spotřebu energie, zatímco zdroje energie mají negativní spotřebu energie. Tomu se říká konvence pasivního znamení.,

odporové obvodyedit

V případě odporového (Ohmického nebo lineárního) zatížení lze Jouleův zákon kombinovat s ohmovým zákonem (v = I·R) pro vytvoření alternativních výrazů pro množství energie, které je rozptýleno:

p = i v = I 2 R = V 2 R, {\displaystyle P=IV=i^{2}r={\frac {v^{2}}{R}},}

kde R je elektrický odpor.

střídavý proudedit

v obvodech střídavého proudu mohou prvky pro ukládání energie, jako je indukčnost a kapacita, vést k periodickým reverzím směru toku energie., Část toku energie, která v průměru v průběhu celého cyklu střídavého průběhu vede k čistému přenosu energie v jednom směru, je známá jako skutečná síla (také označovaná jako aktivní síla). Tato část toku energie v důsledku uložené energie, která se vrací ke zdroji v každém cyklu, je známá jako jalový výkon., r m s cos θ θ {\displaystyle P={1 \over {\sqrt {2}}}} v_{p} i_{p}\cos \theta =v_{\rm {rms}} i_{\rm {rms}\cos \theta \,}

kde

Vp je špičkové napětí ve voltech Ip je špičkový proud v amperes Vrms je kořenové-střední-čtvercové napětí ve voltech Irms je kořenový-střední-čtvercový proud v ampérech θ je fázový úhel mezi proudovými a napěťovými sinusovými vlnami

vztah mezi skutečným výkonem, jalovým výkonem a zdánlivým výkonem lze vyjádřit reprezentací veličin jako vektorů., Reálná síla je reprezentována jako horizontální vektor a jalový výkon je reprezentován jako vertikální vektor. Zdánlivý vektor výkonu je přepona pravoúhlého trojúhelníku tvořeného spojením skutečných a reaktivních vektorů výkonu. Tato reprezentace se často nazývá mocenský trojúhelník.,nejsou moc)}}^{2}={\mbox{(skutečnou moc)}}^{2}+{\mbox{(jalový výkon)}}^{2}}

Real a reaktivní síly také může být vypočítána přímo od zdánlivého výkonu, kdy proud a napětí jsou obě sinusoidy s známý fázový úhel θ mezi nimi:

(skutečný výkon) = (zdánlivý výkon) cos ⁡ θ {\displaystyle {\mbox{(skutečný výkon)}}={\mbox{(zdánlivý výkon)}}\cos \theta } (jalový výkon) = (zdánlivý výkon) sin ⁡ θ {\displaystyle {\mbox{(jalový výkon)}}={\mbox{(zdánlivý výkon)}}\sin \theta }

poměr skutečného výkonu ke zdánlivému výkonu je nazýván faktor výkonu a je číslo vždy mezi 0 a 1., Tam, kde proudy a napětí mají nesinusové formy, je účiník generalizován tak, aby zahrnoval účinky zkreslení.

elektromagnetické poleedit

tocích Elektrické energie všude, kde elektrické a magnetické pole existovat společně a pohybují ve stejném místě., Nejjednodušší příklad je v elektrických obvodech, jak ukázala předchozí část. V obecném případě je však jednoduchá rovnice P = IV musí být nahrazen složitější výpočet, integrální cross-výrobek z elektrické a magnetické pole vektorů přes uvedené oblasti, tedy:

P = ∫ S ( E × H ) ⋅ d . {\displaystyle P= \ int _ {s} (\mathbf {E} \times\mathbf {H}) \cdot \ mathbf {dA} .\ ,}

výsledek je skalární, protože je povrchovým integrálem vektoru Poyntingu.