Kako djeluje električna energija?

Električna energija važan je pojam u znanosti, ali onaj koji se često pogrešno shvaća. Što je točno električna energija i koja su od pravila koja se primjenjuju pri njenom korištenju u proračunima?

Električna energija je oblik energija što je posljedica protoka električnog naboja. Energija je sposobnost raditi ili primijeniti silu za pomicanje predmeta. U slučaju električne energije, sila je električna privlačnost ili odbijanje između nabijenih čestica. Električna energija može biti bilo koja potencijalna energija ili kinetička energija, ali obično se susreće kao potencijalna energija, koja je pohranjena zbog relativnog položaja nabijenih čestica ili električna polja. Kretanje nabijenih čestica kroz žicu ili drugi medij naziva se struja ili struja. Postoji također statična struja, što je rezultat neravnoteže ili odvajanja pozitivnih i negativnih naboja na objektu. Statička električna energija je oblik električne potencijalne energije. Ako se nakuplja dovoljno naboja, električna energija može se isprazniti u obliku iskre (ili čak munje) koja ima električnu kinetičku energiju.

Po dogovoru, smjer električnog polja uvijek se pokazuje usmjeren u smjeru u kojem bi se kretala pozitivna čestica ako bi ga postavili u polje. To je važno zapamtiti pri radu s električnom energijom, jer je najčešći nosač struje elektron, koji se kreće u suprotnom smjeru u usporedbi s protonom.

Britanski znanstvenik Michael Faraday otkrio je način za proizvodnju električne energije već 1820-ih. Pomicao je petlju ili disk vodljivog metala između stupova magneta. Osnovno načelo je da se elektroni u bakrenoj žici slobodno kreću. Svaki elektron nosi negativan električni naboj. Njenim kretanjem upravljaju privlačne sile između elektrona i pozitivnih naboja (poput protoni pozitivno nabijeni ioni) i odbojne sile između elektrona i sličnih naboja (poput ostalih elektrona i negativno nabijenih iona). Drugim riječima, električno polje koje okružuje napunjenu česticu (elektron, u ovom slučaju) djeluje na ostale nabijene čestice, tjerajući je da se kreće i tako djeluje. Moraju se primijeniti sila kako bi se dvije privučene nabijene čestice odmaknule jedna od druge.

Bilo koje napunjene čestice mogu biti uključene u proizvodnju električne energije, uključujući elektrone, protone, atomska jezgra, kationa (pozitivno nabijeni ioni), aniona (negativno nabijeni ioni), pozitrona (antimaterijski ekvivalent elektrona) i tako dalje.

Električna energija korištena za električna energija, poput struje zida koja se koristi za napajanje žarulje ili računala, energija je koja se pretvara iz električne potencijalne energije. Ta se potencijalna energija pretvara u drugu vrstu energije (toplina, svjetlost, mehanička energija itd.). Za elektroenergetsku mrežu, gibanje elektrona u žici proizvodi strujni i električni potencijal.

Baterija je drugi izvor električne energije, osim što električni naboji mogu biti ioni u otopini, a ne elektroni u metalu.

Biološki sustavi također koriste električnu energiju. Na primjer, vodikovi ioni, elektroni ili ioni metala mogu biti koncentriraniji na jednoj strani membrane od onih drugo, postavljanje električnog potencijala koji se može koristiti za prijenos živčanih impulsa, pomicanje mišića i transport materijali.

Konkretni primjeri električne energije uključuju:

• Alternativna struja (AC)
• Izravna struja (DC)
• Munja
• baterije
• kondenzatori
• Energija koju stvara električne jegulje

SI jedinica potencijalne razlike ili napona je volt (V). Ovo je razlika potencijala između dviju točaka na vodiču koji provodi 1 amperu struje snage 1 vata. Međutim, postoji nekoliko jedinica električne energije, uključujući:

Uvijek zapamtite da pokretna nabijena čestica, bilo da se radi o protonu, elektronu ili ionu, stvara magnetsko polje. Slično tome, promjena magnetskog polja inducira električnu struju u a dirigent (npr. žica). Dakle, znanstvenici koji proučavaju električnu energiju to obično nazivaju elektromagnetizam jer su elektricitet i magnetizam međusobno povezani.

• Električna energija je definirana kao vrsta energije proizvedene pokretnim električnim nabojem.
• Električna energija je uvijek povezana s magnetizmom.
• Smjer struje je smjer u kojem bi se kretao pozitivni naboj ako se postavi u električno polje. To je suprotno protoku elektrona, najčešćem nosaču struje.