انرژی الکتریکی و جریان الکتریکی را تعریف کنید

انرژی الکتریکی و جریان الکتریکی را تعریف کنید

انرژی الکتریکی توانایی یک مدار الکتریکی برای تولید کار با ایجاد یک عمل است. این عمل می تواند اشکال مختلفی داشته باشد ، مانند حرارتی ، الکترومغناطیسی ، مکانیکی ، الکتریکی و غیره. انرژی الکتریکی را می توان از طریق باتری ، ژنراتور ، دینام و فتوولتائیک و غیره ایجاد کرد و یا برای استفاده های بعدی با استفاده از سلول های سوختی ، باتری ها ، خازن ها یا میدان های مغناطیسی ، و غیره بنابراین انرژی الکتریکی می تواند ایجاد یا ذخیره شود.

جریان الکتریکی میزان جریان است بار الکتریکی گذشته یک نقطه ۶۲۲ و یا منطقه ۶۱۴ گفته می شود جریان الکتریکی وقتی جریان خالص بار الکتریکی از طریق یک منطقه وجود داشته باشد وجود دارد : ۸۳۲ در مدارهای الکتریکی این بار اغلب توسط الکترونهایی که از طریق سیم عبور می کنند انجام می شود . همچنین می تواند توسط یون ها در یک الکترولیت یا توسط هر دو یون و الکترون مانند گاز یونیزه شده ( پلاسما ) انجام شود.

SI واحد جریان الکتریکی است آمپر است که جریان بار الکتریکی در سراسر یک سطح در نرخ یک کولمب در ثانیه. آمپر (نماد: A) یک واحد پایه SI است  جریان الکتریکی با استفاده از دستگاهی به نام آمپر اندازه گیری می شود .

برق چیست

برق نوعی انرژی است که به راحتی می تواند به اشکال دیگر تغییر یابد. برق به طور عمده از ۲ منبع تولید می شود

1. نیروگاهها و ژنراتورهایی که برق زیادی را تأمین می کنند و معمولاً در بسیاری از وسایل برقی و کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.
2. از سلول های برقی یا باتری هایی که برای اهداف قابل حمل استفاده می شوند.

برای ایجاد یک لوازم برقی ، برق باید از طریق آن جریان یابد. جریان برق جریان الکتریکی نامیده می شود. مسیری که در طی آن جریان الکتریکی حرکت می کند ، مدار الکتریکی نامیده می شود.

انرژی الکتریکی چیست

 

انرژی توانایی انجام کار است ، جایی که هنگام حرکت یک نیرو ، یک کار انجام می شود. ما نیاز داریم و هر روز از انرژی استفاده می کنیم و انرژی به هر شکل مختلف موجود است. انرژی الکتریکی انرژی است که در ذرات باردار در یک میدان الکتریکی ذخیره می شود. میدانهای الکتریکی مناطقی هستند که اطراف آن ذره ای شارژ وجود دارد. به عبارت دیگر ، ذرات باردار میدانهای الکتریکی را ایجاد می کنند که بر روی سایر ذرات باردار شده در این میدان نیرو می گیرند. میدان الکتریکی نیرو را به ذره ی بار شارژ می کند و باعث می شود که آن حرکت کند – به عبارت دیگر ، کار را انجام می دهد.

آیا انرژی الکتریکی همیشه به همان روش تولید می شود؟

 

 

جریان الکتریکی چیست

 

1. جریان الکتریکی سرعت جریان بار الکتریکی در یک مدار الکتریکی است. شارژهای الکتریکی از بارهای مثبت (پروتون) و بارهای منفی (الکترون) تشکیل شده اند. هنگامی که این بارها در یک مدار جریان پیدا می کنند ، یک جریان تولید می شود.
2. حرکت بار الکتریکی به عنوان یک جریان الکتریکی شناخته می شود ، شدت آن معمولاً در آمپر اندازه گیری می شود. جریان می تواند از هر ذره ای با بار متحرک تشکیل شود. معمولاً این الکترونها هستند ، اما هر بار شارژ جریان الکتریکی را تشکیل می دهد .

 

جریان برق چگونه است

 

باتری موجود در یک مدار الکتریکی به الکترون ها انرژی می بخشد و آنها را به دور مدار سوق می دهد ، از ترمینال منفی سلول ، دور مدار را دور می زند و به ترمینال مثبت سلول می رود.

چگونه جریان فعلی را اندازه بگیریم

 

واحد SI برای جریان الکتریکی آمپر (A) است. جریانهای کوچکتر در میلی آمپر (میلی آمپر) اندازه گیری می شوند.

۱ آمپر = ۱ ؟؟؟؟؟؟؟ / ۱ ؟؟؟؟؟؟

۱ A = 1000 میلی آمپر

۱ میلی آمپر = ۰٫۰۰۱ A

اجزای مختلف الکتریکی و لوازم خانگی برای روشن کردن آنها به اندازه های مختلف جریان نیاز دارند . آمپرس وسیله ای است که برای اندازه گیری جریان الکتریکی استفاده می شود. جریانهای الکتریکی در آمپر (A) اندازه گیری می شوند ، از این رو نام. یک آمپلیتر باید مقاومت بسیار کمی داشته باشد به طوری که ممکن است مقدار جریان جریان در مدار الکتریکی را تغییر ندهد.

مدارهای برقی

 

مدارهای الکتریکی سیمهایی را تشکیل می دهند که از اجزای الکتریکی تشکیل شده اند ، این اجزاء باید بدون ایجاد هیچ شکاف در یک مدار الکتریکی بسته لامپ ، به یکدیگر وصل شوند. مدارهای ناقص مدارهای باز نامیده می شوند. جریان الکتریکی فقط در صورت وجود جریان می یابد:

• منبع انرژی الکتریکی و
• یک سیم الکتریکی بسته اتصال سیم

 

در زیر نمودارهای مدار معمولی نشان داده شده برای مدارهای برقی باز و بسته :

 

انواع مدارهای برقی

دو نوع مدار وجود دارد که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند:

1. مدارهای سری
2. مدارهای موازی

سری مدار: یک مدار سری قطعات را یکی پس از دیگری متصل می کند. یک حلقه واحد تشکیل می شود. شکست در هر قسمت از مدار سری ، جریان جریان را در کل مدار الکتریکی متوقف می کند .

مدار موازی: یک مدار موازی به دو یا چند شاخه تقسیم می شود. جریان تقسیم و از طریق هر شاخه موازی جریان می یابد. اگر یک جزء خراب شود یا حذف شود ، سایر مؤلفه ها همچنان روشن هستند.

انرژی الکتریکی : ولتاژ

 

همانطور که اکنون می دانیم انرژی ظرفیت انجام کار است ، با واحد استانداردی که برای انرژی (و کار) استفاده می شود ژول است . انرژی زیادی به عنوان انرژی صرف شده توسط یک آمپر در یک ولت تعریف می شود و در یک ثانیه حرکت می کند. جریان الکتریکی از حرکت بار الکتریکی (الکترونها) در اطراف مدار حاصل می شود ، اما برای جابجایی بار از یک گره به دیگری نیاز به نیرویی برای ایجاد کار برای جابجایی شارژ وجود دارد و وجود دارد: ولتاژ .

ما تمایل داریم که به ولتاژ (V) بین دو ترمینال مختلف ، نقاط یا گره در یک مدار یا منبع تغذیه فکر کنیم. اما ولتاژ از اهمیت زیادی برخوردار است زیرا کار لازم برای جابجایی بار از یک نقطه به نقطه دیگر ، یا در جهت رو به جلو یا جهت معکوس را فراهم می کند. ولتاژ یا اختلاف پتانسیل بین دو پایانه یا نقطه به این معنی است که مقدار یک ولت دارد ، هنگامی که از یک ژول انرژی در حرکت یک توپی از بار الکتریکی بین آن دو پایانه استفاده می شود.

به عبارت دیگر ، اختلاف ولتاژ بین دو نقطه یا پایانه کار موردنیاز در ژول برای جابجایی یک کولم بار از A به B است. بنابراین ولتاژ را می توان به صورت زیر بیان کرد:

واحد ولتاژ

 

 

جایی که: ولتاژ در ولت است ، J کار یا انرژی در ژول است و C در Coulombs شارژ است. بنابراین اگر J = 1 ژول ، C = 1 کولوب ، آنگاه V برابر ۱ ولت باشد.

انرژی الکتریکی مثال شماره ۱

 

ولتاژ پایانه باتری چیست که ۱۳۵ ژول انرژی را برای جابجایی ۱۵ عدد شارژ بر روی مدار الکتریکی خرج می کند.

سپس در این مثال می بینیم که هر کامیون بار از انرژی ۹ ژول برخوردار است.

انرژی الکتریکی: آمپر

 

ما دیدیم که واحد بار الکتریکی Coulomb است و از جریان بار الکتریکی در اطراف یک مدار برای نشان دادن جریان جریان استفاده می شود. با این حال ، به عنوان نمادی برای یک کولنج حرف ” C ” است ، می توان آن را با نماد Capacitance اشتباه گرفت ، که این نیز حرف ” C ” است.

برای جلوگیری از این سردرگمی ، نماد رایج مورد استفاده در بار الکتریکی حرف بزرگ ” Q ” یا حرف کوچک ” q ” است که در اصل برای کمیت ایستاده است. بنابراین Q = 1 کولوم بار یا Q = 1C. توجه داشته باشید که بار Q می تواند مثبت باشد ، + Q یا منفی ، -Q ، که بیش از حد الکترون یا سوراخ است.

جریان بار در اطراف یک مدار بسته به شکل الکترون ها جریان الکتریکی نامیده می شود . با این حال ، استفاده از عبارت “جریان بار” به معنای حرکت است ، بنابراین برای تولید جریان الکتریکی ، بار باید حرکت کند. سپس این سؤال به وجود می آید که چه چیزی باعث شارژ شدن می شود و این توسط دوست قدیمی ما Voltage از بالا انجام می شود.

بنابراین ولتاژ یا اختلاف احتمالی بین دو نقطه انرژی الکتریکی لازم را برای جابجایی بار در اطراف یک مدار به شکل یک داروی الکتریکی فراهم می کند. بنابراین کار انجام شده برای جابجایی شارژ با اختلاف بالقوه ارائه می شود و در صورت عدم اختلاف پتانسیل بین دو نقطه ، هیچ بار شارژ وجود ندارد و بنابراین جریان جریانی ندارد. بار الکتریکی بدون هیچ جریان و حرکتی الکتریسیته ساکن نامیده می شود.

اگر حرکت شارژ را یک جریان الکتریکی بنامیم ، می توانیم به درستی بگوییم که جریان سرعت حرکت (یا سرعت جریان) شارژ است ، اما چقدر بار جریان را نشان می دهد. اگر ما یک نقطه را در یک مدار ، هر نقطه انتخاب کنیم و مقدار شارژ موجود در این نقطه را دقیقا در یک ثانیه اندازه گیری کنیم ، این قدرت جریان الکتریکی در آمپر را به ما می دهد ، (A).

بنابراین یک آمپر جریان برابر است با یک کپسول شارژ که از یک نقطه معین در یک واحد دوم جریان می یابد و هر بار در ثانیه بیشتر از این نقطه عبور می کند ، جریان بیشتر خواهد بود. سپس می توانیم یک آمپر (A) جریان الکتریسیته را برابر با یک توپی شارژ در ثانیه تعریف کنیم. بنابراین ۱A = 1C / s

واحد آمپر

 

 

جایی که: Q شارژ (در کابینت) است و t فاصله زمانی (در ثانیه) است که بار در آن حرکت می کند. به عبارت دیگر ، جریان الکتریکی هم از نظر اندازه (مقدار شارژ) و هم جهت مشخص با آن ارتباط دارد.

توجه داشته باشید که نمادی که معمولاً برای جریان الکتریکی استفاده می شود حروف بزرگ ” من ” یا ” من ” کوچک است که هر دو برای شدت ایستاده اند. این شدت یا غلظت بار تولید جریان الکترون است. برای یک جریان DC ثابت ، از حرف بزرگ ” I ” استفاده می شود ، در حالی که برای جریان AC متغیر با زمان ، از حروف کوچک ” i ” معمولاً استفاده می شود. نماد i (t) به معنای یک مقدار جریان آنی در آن لحظه دقیق در زمان است.

به خاطر سپردن این رابطه با استفاده از تصویر ، گاهی ساده تر است. در اینجا سه ​​مقدار Q ، I و t در یک مثلث قرار گرفته اند و موقعیت واقعی هر مقدار را در فرمول فعلی نشان می دهد.

آمپر

 

انتقال فرمول استاندارد فوق ترکیبهای زیر با همان معادله را به ما می دهد:

انرژی الکتریکی مثال شماره ۲

 

۱٫ اگر ۹۰۰ کامیون شارژ در ۳ دقیقه از یک نقطه معین عبور کنند ، چقدر جریان از طریق یک مدار جریان می یابد.

۲٫ جریان الکتریکی ۳ آمپر از طریق یک مقاومت جریان می یابد. چه تعداد کابین شارژ در ۹۰ ثانیه از طریق مقاومت جریان می یابد.

 

انرژی الکتریکی: وات

 

توان الکتریکی محصول دو مقدار ، ولتاژ و جریان است و بنابراین می توان آن را به عنوان میزان عملکرد در مصرف انرژی تعریف کرد. قبلاً گفتیم که ولتاژ کار لازم در ژول را برای جابجایی یک کولمبس از شارژ از A به B فراهم می کند و جریان آن سرعت حرکت (یا سرعت جریان) شارژ است. بنابراین چگونه این دو تعریف با هم مرتبط هستند.

اگر ولتاژ ، (V) برابر با ژول در هر Coulombs ( V = J / C ) و Amperes (I) برابر باشد با بار ( کاناله ها ) در ثانیه ( A = Q / t ) ، در این صورت می توانیم قدرت الکتریکی (P) را به عنوان مبلغ تعریف کنیم. از این دو مقدار دلیل این است که برق نیز می تواند برابر بار ولتاژ آمپر، این است که: I = P V * .

وات

 

 

بنابراین می توانیم ببینیم که قدرت الکتریکی نیز میزان عملکرد در طول یک ثانیه است. یعنی یک ژول انرژی در یک ثانیه از بین می رود. با اندازه گیری توان الکتریکی در وات (W) ، بنابراین باید در ژول در ثانیه نیز اندازه گیری شود. بنابراین می توانیم به درستی بگوییم که: ۱ وات = ۱ ژول در ثانیه (J / s).

قدرت الکتریکی

 

بنابراین اگر ۱ وات = ۱ ژول در ثانیه باشد ، بنابراین چنین نتیجه می گیرد: ۱ ژول انرژی = ۱ وات بر ثانیه ، یعنی: کار برابر با زمان برابر است. بنابراین انرژی الکتریکی (کار انجام شده) با ضرب توان در مدت زمان چند ثانیه حاصل می شود که شارژ (به صورت جریان) جریان یابد. بنابراین واحدهای انرژی الکتریکی به واحدهای مورد استفاده در نیروی الکتریکی و زمان بستگی دارند. بنابراین اگر قدرت الکتریکی را در کیلووات (کیلو وات) و زمان در ساعت (ساعت) اندازه گیری کنیم ، پس از آن انرژی الکتریکی مصرف شده برابر است با کیلووات * ساعت یا به سادگی: کیلووات ساعت .

انرژی الکتریکی مثال شماره ۳

 

یک لامپ ۱۰۰ وات فقط یک ساعت روشن می شود. چند لامپ انرژی الکتریکی توسط لامپ استفاده شده است.