Energia elektryczna

energia elektryczna jest przekształcana w inne formy energii, gdy ładunki elektryczne poruszają się przez różnicę potencjału elektrycznego (napięcie), która występuje w elementach elektrycznych w obwodach elektrycznych., Z punktu widzenia energii elektrycznej, elementy w obwodzie elektrycznym można podzielić na dwie kategorie:

urządzenia pasywne (obciążenia)Edytuj

gdy ładunki elektryczne poruszają się przez różnicę potencjałów z wyższego do niższego napięcia, to znaczy, gdy prąd konwencjonalny (ładunek dodatni) przemieszcza się z zacisku dodatniego (+) do zacisku ujemnego ( − ), praca jest wykonywana przez ładunki na urządzeniu. Energia potencjalna ładunków ze względu na napięcie między zaciskami jest zamieniana w urządzeniu na energię kinetyczną., Urządzenia te nazywane są elementami pasywnymi lub obciążeniami; „zużywają” energię elektryczną z obwodu, przekształcając ją w inne formy energii, takie jak praca mechaniczna, ciepło, światło itp. Przykładami są urządzenia elektryczne, takie jak żarówki, Silniki elektryczne i grzejniki elektryczne. W obwodach prądu przemiennego (AC) kierunek napięcia okresowo się odwraca, ale prąd zawsze płynie od strony wyższego potencjału do strony niższego potencjału.,

aktywne urządzenia (źródła zasilania)Edytuj

Jeśli ładunki są przesuwane przez „siłę zewnętrzną” przez urządzenie w kierunku od dolnego potencjału elektrycznego do wyższego (tak dodatni ładunek przesuwa się z ujemnego do dodatniego terminala), praca zostanie wykonana na ładunkach, a energia jest przekształcana w energię elektryczną potencjalną z innego rodzaju energii, takiej jak energia mechaniczna lub energia chemiczna., Urządzenia, w których to występuje, nazywane są aktywnymi urządzeniami lub źródłami energii; takimi jak generatory elektryczne i baterie. Niektóre urządzenia mogą być źródłem lub obciążeniem, w zależności od napięcia i prądu przez nie przepływającego. Na przykład akumulator działa jako źródło zasilania obwodu, ale jako obciążenie, gdy jest podłączony do ładowarki i jest ładowany, lub generator jako źródło zasilania i silnik jako obciążenie.,

Konwencja znaku Pasywnegoedytuj

ponieważ energia elektryczna może przepływać do komponentu lub z niego, potrzebna jest konwencja, dla której kierunek reprezentuje dodatni przepływ energii. Energia elektryczna płynąca z obwodu do komponentu jest dowolnie zdefiniowana jako znak dodatni, podczas gdy moc płynąca do obwodu ze składnika jest zdefiniowana jako znak ujemny. Tak więc Elementy pasywne mają dodatnie zużycie energii, podczas gdy źródła energii mają ujemne zużycie energii. Jest to tzw. konwencja znaku biernego.,

obwody Rezystancyjneedytuj

w przypadku obciążeń rezystancyjnych (Ohmicznych lub liniowych) prawo Joule ' a może być połączone z prawem Ohma (V = i·R) w celu uzyskania alternatywnych wyrażeń dla wielkości rozpraszanej mocy:

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

gdzie R to Rezystancja elektryczna.

prąd Zmiennyedytuj

w obwodach prądu zmiennego elementy magazynujące energię, takie jak indukcyjność i Pojemność, mogą powodować okresowe odwrócenie kierunku przepływu energii., Część przepływu mocy, która uśredniona w całym cyklu przebiegu prądu przemiennego, powoduje przeniesienie energii netto w jednym kierunku, jest znana jako Moc rzeczywista (określana również jako moc czynna). Ta część przepływu energii ze względu na zmagazynowaną energię, która powraca do źródła w każdym cyklu, jest znana jako moc bierna., 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 \,}

gdzie

Vp jest napięciem szczytowym w woltach Ip jest prądem szczytowym w amperach Vrms jest napięciem głównym-średnim-kwadratowym w woltach Irms jest prądem głównym-kwadratowym w amperach θ jest kąt fazowy między prądem i napięciem sinusoidy