مثير للإعجاب

كيف تعمل الطاقة الكهربائية؟

كيف تعمل الطاقة الكهربائية؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تعتبر الطاقة الكهربائية مفهومًا مهمًا في العلوم ، لكنها مفهوم يساء فهمه كثيرًا. ما هي بالضبط الطاقة الكهربائية ، وما هي بعض القواعد المطبقة عند استخدامها في العمليات الحسابية؟

ما هي الطاقة الكهربائية؟

الطاقة الكهربائية هي شكل من أشكال الطاقة الناتجة عن تدفق الشحنة الكهربائية. الطاقة هي القدرة على القيام بالعمل أو استخدام القوة لتحريك جسم ما. في حالة الطاقة الكهربائية ، القوة هي جذب أو تنافر كهربائي بين الجزيئات المشحونة. قد تكون الطاقة الكهربائية إما طاقة محتملة أو طاقة حركية ، ولكن عادة ما تصادفها كطاقة محتملة ، والتي يتم تخزينها بسبب المواقع النسبية للجسيمات المشحونة أو الحقول الكهربائية. حركة الجسيمات المشحونة عبر سلك أو وسيلة أخرى تسمى التيار أو الكهرباء. هناك أيضا الكهرباء الساكنة ، والتي تنتج عن خلل أو فصل الشحنات الإيجابية والسلبية على جسم ما. الكهرباء الساكنة هي شكل من أشكال الطاقة الكهربائية المحتملة. إذا تراكمت شحنة كافية ، فقد يتم تفريغ الطاقة الكهربائية لتشكيل شرارة (أو حتى صاعقة) ، والتي تحتوي على طاقة حركية كهربائية.

حسب الاصطلاح ، يتم دائمًا عرض اتجاه المجال الكهربائي مشيرًا إلى الاتجاه الذي سيتحرك فيه الجسيم الموجب إذا تم وضعه في الحقل. من المهم تذكر ذلك عند العمل باستخدام الطاقة الكهربائية لأن حامل التيار الأكثر شيوعًا هو الإلكترون الذي يتحرك في الاتجاه المعاكس مقارنةً بالبروتون.

كيف تعمل الطاقة الكهربائية

اكتشف العالم البريطاني مايكل فاراداي وسيلة لتوليد الكهرباء في وقت مبكر من 1820s. قام بتحريك حلقة أو قرص معدني موصل بين أقطاب المغناطيس. المبدأ الأساسي هو أن الإلكترونات الموجودة في الأسلاك النحاسية حرة في الحركة. يحمل كل إلكترون شحنة كهربائية سالبة. يتم التحكم في حركته بواسطة قوى جذابة بين الإلكترون والشحنات الإيجابية (مثل البروتونات والأيونات المشحونة إيجابياً) والقوى البغيضة بين الإلكترونات والشحنة المماثلة (مثل الإلكترونات الأخرى والأيونات سالبة الشحنة). بمعنى آخر ، فإن الحقل الكهربائي المحيط بجسيم مشحون (إلكترون ، في هذه الحالة) يمارس قوة على جسيمات مشحونة أخرى ، مما يتسبب في تحريكه وبالتالي القيام بعمله. يجب تطبيق القوة لتحريك جزيئات مشحونة جاذبة بعيدا عن بعضها البعض.

قد تشارك أي جسيمات مشحونة في إنتاج الطاقة الكهربائية ، بما في ذلك الإلكترونات والبروتونات والنواة الذرية والكاتيونات (الأيونات الموجبة الشحنة) والأنيونات (الأيونات سالبة الشحنة) والبوزيترونات (المادة المضادة مكافئة للإلكترونات) ، وهلم جرا.

أمثلة

الطاقة الكهربائية المستخدمة في الطاقة الكهربائية ، مثل تيار الجدار المستخدم لتشغيل مصباح كهربائي أو كمبيوتر ، هي طاقة يتم تحويلها من طاقة كهربائية محتملة. يتم تحويل هذه الطاقة المحتملة إلى نوع آخر من الطاقة (الحرارة ، الضوء ، الطاقة الميكانيكية ، إلخ). بالنسبة إلى أداة الطاقة ، فإن حركة الإلكترونات في السلك تنتج الإمكانات الحالية والكهربائية.

تعد البطارية مصدرًا آخر للطاقة الكهربائية ، باستثناء الشحنات الكهربائية قد تكون أيونات في محلول بدلاً من الإلكترونات الموجودة في المعدن.

النظم البيولوجية تستخدم أيضا الطاقة الكهربائية. على سبيل المثال ، قد تتركز أيونات الهيدروجين أو الإلكترونات أو أيونات المعادن على جانب واحد من الغشاء أكثر من الجانب الآخر ، مما ينشئ إمكانات كهربائية يمكن استخدامها لنقل نبضات الأعصاب وتحريك العضلات ومواد النقل.

تشمل الأمثلة المحددة للطاقة الكهربائية ما يلي:

  • التيار المتردد (AC)
  • التيار المباشر (العاصمة)
  • برق
  • بطاريات
  • المكثفات
  • الطاقة المولدة من ثعابين كهربائية

وحدات الكهرباء

وحدة SI للفرق الجهد أو الجهد هو فولت (V). هذا هو الفرق المحتمل بين نقطتين على موصل يحمل 1 أمبير من التيار بقوة 1 واط. ومع ذلك ، توجد عدة وحدات في الكهرباء ، بما في ذلك:

وحدةرمزكمية
فولتالخامسفرق الجهد ، الجهد (V) ، القوة الدافعة الكهربائية (E)
أمبير (أمبير)االتيار الكهربائي (I)
أومΩالمقاومة (ص)
واطWالطاقة الكهربائية (ف)
الفاراد وحدة السعة الكهربائيةFالسعة (C)
هنريHالحث (L)
الكولون وحدة قياس للكهرباءCشحنة كهربائية (س)
جول وحدة طاقةJالطاقة (هـ)
كيلووات في ساعة وحدة كهربائيةكيلوواط ساعةالطاقة (هـ)
الموجه الهرتزىهرتزالتردد f)

العلاقة بين الكهرباء والمغناطيسية

تذكر دائمًا أن الجسيم المتحرك المشحون ، سواء كان بروتونًا أو إلكترونًا أو أيونًا ، يولد مجالًا مغناطيسيًا. وبالمثل ، فإن تغيير المجال المغنطيسي يؤدي إلى توليد تيار كهربائي في الموصل (على سبيل المثال ، سلك). لذلك ، يشير العلماء الذين يدرسون الكهرباء عادةً إلى الكهرومغناطيسية لأن الكهرباء والمغناطيسية متصلة ببعضها البعض.

النقاط الرئيسية

  • يتم تعريف الكهرباء على أنها نوع الطاقة التي تنتجها شحنة كهربائية متحركة.
  • الكهرباء مرتبطة دائما بالمغناطيسية.
  • اتجاه التيار هو الاتجاه الذي ستتحرك به شحنة موجبة إذا وضعت في الحقل الكهربائي. هذا هو عكس تدفق الإلكترونات ، الناقل الحالي الأكثر شيوعا.


Video, Sitemap-Video, Sitemap-Videos