Industrie: GUVERNUL | Client: GUVERNUL AUSTRALIEI DE SUD

energiei

Folosim electricitatea zi de zi; dar te-ai întrebat cum funcționează totul? În esență, curentul electric curge de-a lungul unui conductor sub formă de electroni liberi care se deplasează de la un atom la altul. Amintește-ți orele de știință ale școlii secundare pe care ai crezut că nu le vei mai avea nevoie niciodată. Cu cât ai mai mulți electroni liberi în curent, cu atât se va conduce mai bine.

Parametrii principali

Acum, că am acoperit principiul de bază al electricității, putem trece la parametrii săi principali. Acesta este împărțit în trei parametri diferiți pe care îi vom discuta mai jos.

Tensiune și Volți

Probabil ați mai auzit de termenul de tensiune înainte. Tensiunea este modul în care măsurăm electricitatea. Gândiți-vă la acei electroni liberi din curentul electric. Presiunea pusă pe electronii liberi este cunoscută sub numele de forță electromotivă (EMF), iar voltul este unitatea de presiune. Voltul este cantitatea de forță electromotivă necesară pentru a împinge un curent de un amper printr-un conductor cu un ohm de rezistență.

Să descompunem acești termeni: ampere și ohm. Amperul va defini debitul curentului electric. Deci, atunci când aveți un coulomb (6 x 1018 electroni) care curge pe lângă un conductor, acesta este considerat un curent de un amper.

Apoi, avem ohmul. Ohmul este unitatea de rezistență și este determinat de dimensiunea conductorului, materialul și temperatura. Rezistența pe conductor va crește pe măsură ce lungimea crește sau diametrul scade. Cu materiale mai conductoare, rezistența ohmului va fi mai mică.

Toți conductorii au o limită de temperatură acceptată, care îi va ajuta să continue să lucreze cu cea mai mică rezistență posibilă. Aceste limite sunt prevăzute de Codul electric național și de alte documente tehnice. Puteți avea impact asupra ampacității luând în considerare câțiva factori externi care o afectează.

Un pic de istorie

Toată lumea se gândește la Benjamin Franklin și la zmeul său atunci când se gândesc la originile electricității. Dar experimentele electrice timpurii au fost efectuate în 1800 de Alessandro Volta. Volta a publicat idei despre bateria de argint/zinc, deși nu știa cum funcționează.

Până în 1807, Humphry Davy a construit o baterie. Treceți puțin prin istorie și veți avea oameni care descoperă că curenții electrici pot afecta un ac al busolei și produc primul generator electric. Acest lucru înseamnă că puterea mecanică poate fi convertită în energie electrică.

Până în 1860, oamenii se întreceau pentru a crea un generator practic folosind magneți. Treceți la 1880 și Thomas Edison a perfecționat lumina incandescentă și a dezvoltat un sistem de distribuție. Acest lucru duce la instalarea de generatoare chiar înainte de 1900. Acesta a fost momentul în care electricitatea a devenit disponibilă secțiunilor comerciale din orașele mari.

Ce este puterea electrică?

Puterea electrică este rata de energie în timp ce este transferată de un circuit electric.

Transferuri de energie

Energia trebuie transferată prin circuite electrice, permițându-vă să o utilizați. Puterea dvs. electrică este atunci energia pe unitate de timp, care este transformată de circuitul electric în energie. Ori de câte ori aprinzi lumina, primești electricitate și energie.

Care sunt componentele unui circuit electric?

Ori de câte ori aprindeți lumina, utilizați un circuit electric. Există patru părți de bază ale acestui circuit care funcționează împreună pentru a vă furniza puterea de care aveți nevoie: sursa de energie CA sau CC, un conductor sub formă de fir și o sarcină electrică și cel puțin un controler fiind un comutator.

Gândește-te la ce se întâmplă când aprinzi o lumină; apesi comutatorul. Acest lucru face ca electricitatea să curgă prin fire către sursa de energie, care va converti energia în lumină sau putere.

Să începem cu sursa de energie. În circuitul dvs., sursele de alimentare vor furniza tensiunea și curentul pentru a vă energiza dispozitivul. Apoi, este conductorul, care este cablul în casa ta. Aceasta oferă calea prin care energia curge și conectează toate celelalte părți ale circuitului. Gândiți-vă la aceasta ca la puterea electrică care curge printr-o țeavă sau un furtun.

Apoi aveți comutatorul, care închide sau deschide fluxul de energie al circuitului. Pur și simplu: acesta este comutatorul de lumină. Acest lucru permite energiei să se deplaseze, astfel încât să obțineți energie.

În cele din urmă, există încărcătura. Sarcina este cantitatea de energie electrică de care dispozitivul dvs. are nevoie pentru a funcționa. Gândiți-vă la televizor și la factura dvs. electrică; asta are legătură cu încărcătura ta.

Dispozitive sau încărcări pasive

Un dispozitiv pasiv este o componentă care nu poate controla curentul printr-un alt semnal electric. Gândiți-vă la rezistențe, condensatori, inductoare, transformatoare și diode pentru aceasta.

Dispozitive active sau surse de alimentare

Un dispozitiv activ vă va permite să schimbați controlul debitului electric. Dacă doriți să vă controlați circuitul astfel, utilizați un curent alternativ și un curent continuu.

Cum functioneazã?

Să discutăm cum funcționează fiecare dintre ele pentru o mai bună înțelegere.

Convenția privind semnele pasive

Deci, aveți componentele dvs. pasive, cum ar fi rezistențele, condensatoarele și ohmul, care stabilesc o relație între tensiune și curent. Acest lucru ajută la alcătuirea polarității tensiunii, care funcționează cu direcția de curent pentru componentele cu două terminale. Aceasta se numește convenția semnului pasiv.

Circuite rezistive

Când aveți un circuit care conține doar acei ohmi în circuitul de curent alternativ, acesta este cunoscut sub numele de circuit rezistiv. Vor exista inductanță sau capacitate în acest tip de circuit, deoarece tensiunea alternativă și curentul se vor deplasa înainte și înapoi în direcția circuitului.

Câmpuri electromagnetice

Diferențele de tensiune vor crea câmpuri electrice. Cu cât tensiunea este mai mare, cu atât câmpul va fi mai puternic. Câmpurile magnetice sunt create atunci când curenții curg. Cu cât ai mai mult curent, cu atât câmpul este mai puternic. Împreună, acestea alcătuiesc câmpul electromagnetic.

Puterea electrică într-un circuit

Toată puterea pe care o ai în circuit depinde de principii. Aceasta include ohm și relația dintre tensiune, curent și rezistență.

Curent continuu (DC)

Curentul tău continuu este fluxul unidirecțional de mișcare prin care trec electronii. Intensitatea curentului poate varia în timp, dar direcția curentului nu se va schimba niciodată.

Curent alternativ (AC)

Pe de altă parte, curentul alternativ va schimba direcția. Fluxul de sarcină electrică se va mișca uneori în direcție, mai ales dacă sursele variază periodic. Acest lucru este folosit foarte mult cu puterea comercială pe care o folosim adesea.

Cum este generat?

Energia electrică este generată printr-o varietate de surse. Aceasta include energia hidroelectrică, electromagnetică, precum și energia electrică creată prin combustie, cum ar fi arderea combustibililor fosili.

Generatoare electrice

Generatoarele electrice furnizează energie pentru a alimenta orice număr de dispozitive. În timp ce furnizează energie, nu creează energia pe care o transmit. Generatoarele primesc energie de la o sursă externă, fie că este vorba de energie hidraulică, fie de cea creată din arderea combustibililor fosili. Generatorul preia apoi această energie și, printr-un curent alternativ, furnizează energie electrică dispozitivului pe care este destinat să îl alimenteze.

Motoare electrice

Motoarele electrice valorifică puterea câmpurilor electromagnetice, indiferent dacă utilizează curent alternativ (AC) sau curent continuu (DC). Aceste motoare preiau energie electrică și o transformă în energie mecanică utilizabilă. Acest lucru permite motoarelor electrice să creeze mișcare și să alimenteze orice gamă de aparate.

Cum se măsoară?

Electricitatea este măsurată în diferite moduri. Cele mai comune metode de descriere a cantității de energie produsă de energia electrică sunt puterea, volți și amperajul. Acestea definesc fiecare un aspect diferit al puterii electrice, și anume cantitatea de energie utilizată și presiunea (cunoscută și sub numele de forță) a energiei împinse și cantitatea de energie care curge printr-un circuit, respectiv.

Putere

Puterea se măsoară în wați. Reprezintă cantitatea de energie utilizată pentru o perioadă de timp. Pune altfel; acesta este volumul de energie produs și utilizat de un anumit dispozitiv. Aparatele cu o putere mai mare folosesc un volum mai mare de energie decât cele care au o putere mai mică. Watts este important atunci când selectați diferite aparate și dispozitive, deoarece companiile de energie deseori taxează clienții pentru volumul de kilowați (sau unități de 1.000 de wați) care sunt utilizați în perioada unui ciclu de facturare. Reducerea consumului total de putere în gospodăria ta reduce la rândul tău facturile la energie.

Amperi

Amperii sunt măsurați în amperaj, deși sunt uneori pur și simplu numiți „amperi” pe scurt. Amperajul măsoară cantitatea de electricitate care curge printr-un circuit dat. Amperajul poate fi testat cu un instrument numit multimetru, care determină puterea curentului care este împins prin circuit.

Aveți întotdeauna precauție atunci când testați un curent și asigurați-vă că multimetrul dvs. este evaluat pentru a gestiona amplificatorii pe care circuitul dvs. îi poate produce. Măsurarea amperajului vă poate ajuta să diagnosticați un circuit care permite un flux de curent mai puternic decât cel prevăzut sau să determinați un circuit care provoacă scurgeri de energie în exces.

Puterea de calcul

Există o mulțime de moduri diferite de a calcula puterea în funcție de motivul pentru care trebuie să o calculați. Cu toate acestea, ecuația este pusă cel mai simplu, deoarece rezultatul muncii și timpul sunt puterea. Viceversa, puterea este egală cu cantitatea de muncă (W) în timp (T). Mai întâi, trebuie să determinați valoarea pentru Muncă, care este egală cu Forța înmulțită cu Distanța.

Un exemplu

În primul rând, ne vom uita la ecuația pentru a calcula puterea în forma sa cea mai simplă:

Putere (P) = lucru (W) ÷ timp (T)

Pentru un exemplu practic, să presupunem că unitățile noastre de timp sunt secunde, iar munca este măsurată în volți. Vom folosi 10 volți pentru muncă și vom măsura timpul ca 2 secunde.

Puterea = 10V ÷ 2s, prin urmare puterea (P) este egală cu 5.

Putere nominală

Potențialele rezistorului evaluează rezistența pe capacitatea sa de a disipa energia electrică în exces în siguranță. Această energie este ceea ce se pierde în circuit și se disipează în mediul înconjurător sub formă de căldură. Evaluările sunt date pentru puterea maximă pe care o cabină de rezistență o poate disipa în condiții de siguranță, menținând în același timp funcționalitatea adecvată.

Rezistor - Vinovați ai pierderii de putere

Calculul cantității de disipare a puterii printr-un rezistor este destul de simplu, cu condiția să știți amperii care curg prin circuit (etichetat ca I) și rezistența la ohmi (R).

Pierderea puterii rezistorului = I ^ 2 (R)

Utilizarea eficientă a energiei

Utilizarea eficientă a energiei electrice asigură nu numai o reducere a costurilor dvs. electrice, ci și continuarea resurselor naturale. Există mai multe modalități de a îmbunătăți modul în care utilizați energia, multe dintre acestea necesitând eforturi minime.

Moduri pasive de creștere a eficienței

Unele metode pasive de utilizare eficientă a puterii sunt, de asemenea, cele mai eficiente. Mai degrabă decât să te bazezi pe iluminarea electrică, simpla deschidere a jaluzelelor va lumina eficient o cameră fără a utiliza energie. La fel, ferestrele cu fața la soare pot fi descoperite iarna, adăugând căldură suplimentară și reducând cantitatea de energie necesară pentru a încălzi o casă. Opriți luminile când ieșiți dintr-o cameră și deconectați dispozitivele pentru a preveni scurgerea de energie atunci când nu este utilizată în mod activ.

Modalități active de creștere a eficienței

Modalitățile prin care vă puteți crește în mod activ eficiența energetică includ modernizarea aparatelor mai vechi și mai puțin eficiente și trecerea la dispozitive (chiar și becuri) care utilizează o putere mai mică. Cumpărarea unei benzi de alimentare pentru a conecta aparatele face mai ușoară deconectarea completă a mai multor dispozitive simultan, ceea ce reduce serios cantitatea de energie utilizată chiar și atunci când aparatele nu sunt pornite. Un alt aparat care este adesea uitat când închidem dispozitivele este computerul nostru. Aceste dispozitive pot folosi multă energie chiar și atunci când sunt lăsate în repaus, iar închiderea acestora nu le va afecta utilitatea.

Dacă intenționați să remodelați, utilizarea materialelor inteligente care absorb și răspândesc căldura captată prin lumina soarelui ar trebui folosită în jurul ferestrelor și în zonele care sunt în mod natural bine iluminate.

O mai bună înțelegere

Puterea electrică ne îmbunătățește atât de mult viața, încât mulți dintre noi neglijăm să înțeleagă cum funcționează. Luăm comoditatea unui comutator rotativ care luminează o cameră sau o priză care alimentează laptopurile noastre și o lăsăm așa: un confort puțin înțeles. Înțelegerea puterii electrice poate începe simplu și poate deveni complexă pe măsură ce începeți să înțelegeți principiile acestei energii incredibile. Cu toate acestea, nu este nevoie să încercați mari fapte inginerești pentru a profita de avantajele pe care le aduce înțelegerea modului în care funcționează electricitatea în casa dvs. și cum puteți îmbunătăți eficiența cu care o utilizați.