Electrice

putere Electrică este transformată în alte forme de energie, atunci când sarcinile electrice se deplaseze printr-o diferență de potențial electric (tensiune), care apare în componentele electrice în circuitele electrice., Din punct de vedere al energiei electrice, componente într-un circuit electric pot fi împărțite în două categorii:

dispozitive Pasive (sarcini)Modificare

atunci Când sarcinile electrice se deplaseze printr-o diferență de potențial de la o mai mare la o tensiune mai mică, care este atunci când convenționale de curent (sarcină pozitivă) se mută de la pozitiv (+) terminalul negativ (−) terminal, locul de muncă se face prin taxele pe dispozitiv. Energia potențială a încărcărilor datorate tensiunii dintre borne este transformată în energie cinetică în dispozitiv., Aceste dispozitive sunt numite componente pasive sau sarcini ;ele „consumă” energie electrică din circuit, transformând-o în alte forme de energie, cum ar fi lucrul mecanic, căldura, lumina etc. Exemple sunt aparatele electrice, cum ar fi becurile, motoarele electrice și încălzitoarele electrice. În circuitele de curent alternativ (AC), direcția tensiunii se inversează periodic, dar curentul curge întotdeauna de la potențialul mai mare la partea potențială inferioară.,

dispozitive Active (surse de energie)Modificare

Dacă acuzațiile sunt mutate de un exterior vigoare prin dispozitiv în direcția de la cel mai mic potențial electric mai mare, (atât de sarcină pozitivă se deplasează de la negativă la borna pozitivă), lucrările vor fi efectuate pe taxe, și de energie este convertit la un potențial electric de energie de la un alt tip de energie, precum energia mecanică sau chimică energie., Dispozitivele în care se întâmplă acest lucru se numesc dispozitive active sau surse de alimentare; cum ar fi generatoarele electrice și bateriile. Unele dispozitive pot fi fie o sursă, fie o sarcină, în funcție de tensiune și curent prin ele. De exemplu, o baterie reîncărcabilă acționează ca sursă atunci când furnizează energie unui circuit, ci ca o sarcină atunci când este conectată la un încărcător de baterie și este reîncărcată, sau un generator ca sursă de alimentare și un motor ca sarcină.,

convenție semn Pasivedit

deoarece energia electrică poate curge fie în sau dintr-o componentă, este necesară o convenție pentru care direcție reprezintă fluxul de putere pozitiv. Energia electrică care curge dintr-un circuit într-o componentă este definită în mod arbitrar pentru a avea un semn pozitiv, în timp ce puterea care curge într-un circuit dintr-o componentă este definită pentru a avea un semn negativ. Astfel, componentele pasive au un consum pozitiv de energie, în timp ce sursele de energie au un consum negativ de energie. Aceasta se numește Convenția semn pasiv.,în cazul încărcărilor rezistive (ohmice sau liniare), Legea lui Joule poate fi combinată cu legea lui Ohm (V = I·R) pentru a produce expresii alternative pentru cantitatea de putere disipată:

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

unde R este rezistența electrică.

curent Alternantedit

în circuitele de curent alternativ, elementele de stocare a energiei, cum ar fi inductanța și capacitatea, pot duce la inversarea periodică a direcției fluxului de energie., Porțiunea fluxului de putere care, medie pe un ciclu complet al formei de undă AC, are ca rezultat transferul net de energie într-o direcție este cunoscută sub numele de putere reală (denumită și putere activă). Acea parte a fluxului de putere datorată energiei stocate, care revine la sursă în fiecare ciclu, este cunoscută sub numele de putere reactivă., r m i cos ⁡ θ {\displaystyle P={1 \over {\sqrt {2}}}V_{p}I_{p}\cos \theta =V_{\rm {rms}}I_{\rm {rms}}\cos \theta \,}

în cazul în care

Vp este tensiunea de vârf în volți Ip este curentul de vârf în amperi Vrms este root-mean-square de tensiune în volți Și este root-mean-square curent în amperi θ este unghiul de fază între curent și tensiune sinusoidală valuri

relația dintre putere reală, puterea reactivă și puterea aparentă poate fi exprimată prin reprezentarea cantităților ca vectori., Puterea reală este reprezentată ca un vector orizontal, iar puterea reactivă este reprezentată ca un vector vertical. Vectorul de putere aparentă este ipotenuza unui triunghi drept format prin conectarea vectorilor de putere reală și reactivă. Această reprezentare este adesea numită triunghi de putere.,nu-i putere)}}^{2}={\mbox{(putere reala)}}^{2}+{\mbox{(putere reactivă)}}^{2}}

Real și puterile reactive, de asemenea, poate fi calculat direct din puterea aparentă, când de curent și de tensiune sunt ambele sinusoide cu o etapă cunoscută sub unghiul θ între ele:

(putere reala) = (puterea aparentă) cos ⁡ θ {\displaystyle {\mbox{(putere reala)}}={\mbox{(puterea aparentă)}}\cos \theta } (putere reactivă) = (puterea aparentă) sin ⁡ θ {\displaystyle {\mbox{(putere reactivă)}}={\mbox{(puterea aparentă)}}\sin \theta }

raportul dintre puterea reală a puterii aparente se numește factor de putere și este un număr întotdeauna între 0 și 1., În cazul în care curenții și tensiunile au forme non-sinusoidale, factorul de putere este generalizat pentru a include efectele distorsiunii.

câmpuri Electromagneticeedit

fluxurile de energie electrică ori de câte ori câmpurile electrice și magnetice există împreună și fluctuează în același loc., Cel mai simplu exemplu este în circuitele electrice, așa cum a arătat secțiunea precedentă. În cazul general, totuși, ecuația simplă P = IV trebuie înlocuită cu un calcul mai complex, integrala produsului încrucișat al vectorilor câmpului electric și magnetic pe o zonă specificată, astfel:

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

rezultatul este un scalar, deoarece este integrala de suprafață a vectorului Poynting.