Kiến thức Phổ thông

Định nghĩa và ví dụ về năng lượng điện

Năng lượng điện là một khái niệm quan trọng trong khoa học, nhưng thường bị hiểu lầm. Tìm hiểu chính xác năng lượng điện là gì và một số quy tắc được áp dụng khi sử dụng nó trong tính toán:

Định nghĩa năng lượng điện

Năng lượng điện là một dạng năng lượng do dòng điện tích. Năng lượng là khả năng thực hiện công việc hoặc tác dụng lực để di chuyển một vật thể. Trong trường hợp năng lượng điện, lực là lực hút hoặc lực đẩy giữa các hạt tích điện.

Năng lượng điện có thể là năng lượng tiềm tàng hoặc động năng , nhưng nó thường gặp là năng lượng tiềm năng, là năng lượng được lưu trữ do vị trí tương đối của các hạt tích điện hoặc điện trường. Chuyển động của các hạt tích điện qua dây hoặc môi trường khác được gọi là dòng điện hoặc điện . Ngoài ra còn có tĩnh điện , kết quả từ sự mất cân bằng hoặc tách các điện tích dương và âm trên một vật thể. Tĩnh điện là một dạng năng lượng điện tiềm năng. Nếu tích điện đủ, năng lượng điện có thể được thải ra để tạo thành tia lửa (hoặc thậm chí là sét), có động năng điện.

Theo quy ước, hướng của điện trường luôn được hiển thị chỉ theo hướng một hạt dương sẽ di chuyển nếu nó được đặt trong trường. Điều này rất quan trọng cần nhớ khi làm việc với năng lượng điện, bởi vì chất mang phổ biến nhất hiện nay là một electron, di chuyển theo hướng ngược lại so với proton.

Năng lượng điện hoạt động như thế nào

Nhà khoa học người Anh Michael Faraday đã phát hiện ra một phương tiện tạo ra điện sớm nhất là vào những năm 1820. Anh ta di chuyển một vòng hoặc đĩa kim loại dẫn điện giữa hai cực của nam châm. Nguyên tắc cơ bản là các electron trong dây đồng có thể tự do di chuyển. Mỗi electron mang điện tích âm.

Chuyển động của nó bị chi phối bởi lực hấp dẫn giữa electron và điện tích dương (như proton và ion tích điện dương) và lực đẩy giữa electron và điện tích tương tự (như các electron khác và ion tích điện âm). Nói cách khác, điện trường bao quanh một hạt tích điện (trong trường hợp này là điện tử) tác dụng một lực lên các hạt tích điện khác, khiến nó chuyển động và do đó hoạt động. Lực phải được áp dụng để di chuyển hai hạt tích điện bị hút ra xa nhau.

Bất kỳ hạt tích điện nào cũng có thể tham gia vào việc tạo ra năng lượng điện, bao gồm electron, proton, hạt nhân nguyên tử, cation (ion tích điện dương) và anion (ion tích điện âm), positron (phản vật chất tương đương với electron), v.v.

Ví dụ về năng lượng điện

Năng lượng điện được sử dụng cho năng lượng điện, chẳng hạn như dòng điện dùng để thắp sáng bóng đèn hoặc cung cấp năng lượng cho máy tính, là năng lượng được chuyển đổi từ năng lượng điện. Năng lượng tiềm năng này được chuyển đổi thành một loại năng lượng khác (nhiệt, ánh sáng, năng lượng cơ học, v.v.). Đối với một tiện ích năng lượng, chuyển động của các điện tử trong dây tạo ra điện thế và điện thế.

Pin là một nguồn năng lượng điện khác, ngoại trừ các điện tích có thể là các ion trong dung dịch chứ không phải là các electron trong kim loại.

Hệ thống sinh học cũng sử dụng năng lượng điện. Ví dụ, các ion hydro, electron hoặc ion kim loại có thể tập trung ở một bên của màng hơn các màng khác, thiết lập một tiềm năng điện có thể được sử dụng để truyền xung thần kinh, di chuyển cơ bắp và vận chuyển vật liệu.

Ví dụ cụ thể về năng lượng điện bao gồm:

  • Dòng điện xoay chiều (AC)
  • Dòng điện một chiều
  • Sét
  • Pin
  • Tụ điện
  • Năng lượng được tạo ra bởi lươn điện

Đơn vị điện

Đơn vị SI của hiệu điện thế hoặc điện áp là volt (V). Đây là sự khác biệt tiềm năng giữa hai điểm trên một dây dẫn mang 1 ampe dòng điện có công suất 1 watt. Tuy nhiên, một số đơn vị được tìm thấy trong điện, bao gồm:

Đơn vịKý hiệuSố lượng
VônVChênh lệch tiềm năng, điện áp (V), suất điện động (E)
Ampe (amp)MộtDòng điện (I)
OmΩKháng chiến (R)
OátWNăng lượng điện (P)
FaradFĐiện dung (C)
HenryHĐộ tự cảm (L)
CoulombCĐiện tích (Q)
JouleJNăng lượng (E)
Kilowatt giờkwhNăng lượng (E)
HertzHzTần số f)

Mối quan hệ giữa điện và từ

Luôn nhớ rằng, một hạt tích điện chuyển động, cho dù đó là proton, electron hay ion, sẽ tạo ra từ trường. Tương tự như vậy, việc thay đổi từ trường sẽ tạo ra dòng điện trong một dây dẫn (ví dụ: dây dẫn). Do đó, các nhà khoa học nghiên cứu về điện thường gọi nó là điện từ vì điện và từ được kết nối với nhau.

Những điểm chính

  • Điện được định nghĩa là loại năng lượng được tạo ra bởi một điện tích chuyển động.
  • Điện luôn gắn liền với từ tính.
  • Hướng của các dòng điện theo hướng một điện tích dương sẽ di chuyển, nếu được đặt trong điện trường. Điều này ngược lại với dòng điện tử, chất mang phổ biến nhất hiện nay.

Khái niệm thời gian có tồn tại hay không? Giải thích vật lý thì thời gian là gì? - Khái niệm về thời gian Thời gian chắc chắn là một chủ đề rất phức tạp trong vật lý, và có những người tin rằng thời gian không thực sự tồn tại. Một lập luận phổ biến họ sử dụng là sự kiện Einstein đã chứng minh rằng mọi thứ đều tương đối, vì vậy… Đọc thêm
Dòng điện trong chất khí là gì? Tại sao điện có thể truyền được trong không khí? - Tại sao dòng điện có thể truyền được trong khí quyển? Điện khí quyển là nghiên cứu về điện tích trong bầu khí quyển của Trái đất (hoặc của hành tinh khác). Sự chuyển động của điện tích giữa bề mặt Trái đất, bầu khí quyển và tầng điện ly được gọi là mạch điện… Đọc thêm
Nhiệt lượng kế là gì? - Nhiệt lượng kế là phương pháp đo sự truyền nhiệt trong phản ứng hóa học hoặc các quá trình vật lý khác, chẳng hạn như thay đổi giữa các trạng thái khác nhau của vật chất. Thuật ngữ "nhiệt lượng kế" xuất phát từ calor Latin ("nhiệt") và metron Hy Lạp ("đo lường"), vì vậy… Đọc thêm
Show More
Back to top button
Close

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker