De energia elétrica

a energia Elétrica é transformada em outras formas de energia, quando cargas elétricas se mover através de uma diferença de potencial elétrico (tensão), que ocorre em componentes elétricos em circuitos elétricos., Do ponto de vista da energia elétrica, componentes em um circuito elétrico pode ser dividido em duas categorias:

dispositivos Passivos (cargas)Editar

Quando cargas elétricas se mover através de uma diferença de potencial de um superior para um inferior de tensão, que é quando a corrente convencional (carga positiva) move-se a partir do terminal positivo (+) para o negativo (−) do terminal, o trabalho é feito pelas acusações no dispositivo. A energia potencial das cargas devido à tensão entre os terminais é convertida em energia cinética no dispositivo., Estes dispositivos são chamados componentes passivos ou cargas; eles “consomem” energia elétrica do circuito, convertendo-o para outras formas de energia, tais como trabalho mecânico, calor, luz, etc. Exemplos são aparelhos elétricos, como lâmpadas elétricas, motores elétricos e aquecedores elétricos. Em circuitos de corrente alternada (CA), a direção da tensão reverte periodicamente, mas a corrente sempre flui do potencial mais elevado para o lado menor do potencial.,

dispositivos Activos (fontes de energia)Editar

Se as acusações são movidos por uma “força exterior” através do dispositivo na direção de menor potencial elétrico para o superior, (para carga positiva move-se do negativo para o terminal positivo), trabalho que será feito sobre a carga e a energia está sendo convertida para o potencial elétrico de energia a partir de algum outro tipo de energia, tais como energia mecânica ou em energia química., Dispositivos em que isso ocorre são chamados de dispositivos ativos ou fontes de energia, tais como geradores elétricos e baterias. Alguns dispositivos podem ser uma fonte ou uma carga, dependendo da tensão e corrente através deles. Por exemplo, uma bateria recarregável atua como uma fonte quando se fornece energia a um circuito, mas como uma carga quando ligado a um carregador de bateria está sendo recarregada, ou um gerador como uma fonte de potência e um motor como uma carga.,artigo principal: Convenção do sinal passivo

Uma vez que a energia eléctrica pode entrar ou sair de um componente, é necessária uma convenção para a qual a direcção representa um fluxo de energia positivo. A energia elétrica que flui de um circuito para um componente é arbitrariamente definida como tendo um sinal positivo, enquanto a energia que flui para um circuito de um componente é definida como tendo um sinal negativo. Assim, os componentes passivos têm consumo de energia positivo, enquanto as fontes de energia têm consumo de energia negativo. Isto é chamado de convenção de sinais passivos.,

Resistiva circuitsEdit

No caso de resistência (Ôhmico ou linear) de cargas, a lei de Joule pode ser combinado com a lei de Ohm (V = I·R) para produzir expressões alternativas para a quantidade de energia que é dissipada:

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

, onde R é a resistência elétrica.artigo principal: potência de corrente alternada em circuitos de corrente alternada, elementos de armazenamento de energia, tais como indutância e capacitância, podem resultar em inversões periódicas da direção do fluxo de energia., A porção de fluxo de energia que, em média ao longo de um ciclo completo da onda AC, resulta em transferência líquida de energia em uma direção é conhecida como Potência real (também conhecida como Potência ativa). Essa parte do fluxo de energia devido à energia armazenada, que retorna à fonte em cada ciclo, é conhecida como potência reativa., r m s cos ⁡ θ {\displaystyle P={1 \over {\sqrt {2}}}V_{p}I_{p}\cos \theta =V_{\rm {rms}}I_{\rm {rms}}\cos \theta \,}

onde

Vp é a tensão de pico em volts Ip é o pico de corrente, em ampères, Vrms é a raiz quadrada média tensão, em volts, Irms é a raiz quadrada média da corrente, em ampères, θ é o ângulo de fase entre a corrente e a tensão ondas senoidais

a relação entre A potência real, potência reativa e potência aparente pode ser expressa por representando as quantidades de vetores., A potência Real é representada como um vetor horizontal e a potência reativa é representada como um vetor vertical. O vetor de potência aparente é a hipotenusa de um triângulo direito formado pela conexão dos vetores de potência real e reativa. Esta representação é muitas vezes chamada de triângulo de poder.,não poder)}}^{2}={\mbox{(potência real)}}^{2}+{\mbox{(potência reativa)}}^{2}}

Real e reativa poderes também podem ser calculados diretamente a partir da potência aparente, quando a corrente e a tensão são ambos os sinusóides com um conhecido ângulo de fase θ entre eles:

(poder real) = (potência aparente) cos ⁡ θ {\displaystyle {\mbox{(poder real)}}={\mbox{(potência aparente)}}\cos \theta } (potência reativa) = (potência aparente) o pecado ⁡ θ {\displaystyle {\mbox{(potência reativa)}}={\mbox{(potência aparente)}}\sin \theta }

A relação de poder real para potência aparente é chamada de fator de potência e é um número sempre entre 0 e 1., Quando as correntes e tensões têm formas não-sinusoidais, o Fator de potência é generalizado para incluir os efeitos de distorção.

campos electromagnéticos

Electrical energy flows where electric and magnetic fields exist together and flua in the same place., O exemplo mais simples disso é em circuitos elétricos, como a seção anterior mostrou. No caso geral, no entanto, a equação simples P = IV deve ser substituída por um cálculo mais complexo, a integral do produto cruzado dos vetores de campo elétrico e magnético sobre uma área especificada, assim:

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

o resultado é um escalar uma vez que é a integral de superfície do vetor de Poynting.