什么是电能(Electrical Energy)?

电能是电荷运动产生的,通常简称为"电"。最终,它起源于电磁力:自然界四种基本力之一,也是对带电物体行为负责的力。电能是亚原子粒子与这种力相互作用的结果。电能表现为自然现象,如闪电和人类产生、传输和储存电力的能力对...
电能是电荷运动产生的,通常简称为"电"。最终,它起源于电磁力:自然界四种基本力之一,也是对带电物体行为负责的力。电能是亚原子粒子与这种力相互作用的结果。电能表现为自然现象,如闪电和人类产生、传输和储存电力的能力对现代工业、技术以及大多数国家的家庭生活都至关重要。罗伯特·博伊尔电能的来源有两种电荷,称为正电荷和负电荷如果两个带电物体彼此靠近,它们会受到一个力。如果电荷相同,无论是正电荷还是负电荷,力都会把物体推开。如果它们有不同的电荷,它们会互相吸引,这种斥力或吸引力被称为电磁力,可以利用它来产生电能流。在内燃机车上,柴油机提供动力连接到一个电动牵引电机上,该电机能转动装置的轮子原子是由一个含有带正电荷的质子的原子核组成的,带负电荷的电子围绕着原子核运行。质子通常保持在原子核内,但电子可以从一个原子移动到另一个原子,使它们能够流过导电的材料,如金属。电子超过质子的地方负电荷;有缺陷的地方会有正电荷。由于相反的电荷互相吸引,如果允许的话,电子将从带负电的区域流向带正电荷的区域,从而产生电流洗衣机是使用电动机的家用电器它本身和作为远距离传输能量的一种手段都是有用的。它对各种工业过程、电信和互联网、计算机、电视和许多其他常用的设备都是必不可少的。它还可以转换成其他形式的能源,用于其他各种用途电源逆变器,可用于将直流电转换为交流当电流流过导体时,它会产生一定量的热量。产生的热量取决于材料导电的程度。一个好的导体,如铜,产生的热量很少。因此,通常使用铜线和电缆来传输电能:当产生热量时,能量会损失,所以一个好的导体可以将能量损失降到最低。导电性较差的材料会产生更多的热量,所以它们通常用于电加热器、炊具和烤箱中,例如,变压器通常用于减少流向笔记本电脑等设备的电流电能也可以转化为光。早期的弧光灯依靠一个小间隙的放电将空气加热到发光的地方,这与闪电的原理相同。后来,灯丝灯泡问世了:它依靠电流使一根细线发出白热的光。现代,节能灯泡通过高压电流通过稀薄的气体,产生紫外线,紫外线照射在荧光涂层上产生可见光。水电站大坝可以用来发电能量当一种导电材料,如铜线,在磁场中移动时,就会产生电流。相反,流过导线的电流,如果遇到磁场,就会产生运动。这就是电动机的原理。这些装置由磁铁和铜线线圈组成当电流流过电线时,会产生转向运动。电动机广泛应用于工业和家庭,例如洗衣机和DVD播放机。电力通过电网输送测量电能能量的单位是焦耳,以物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳命名的术语。一焦耳大致相当于将一磅(0.45千克)重量垂直提升九英寸(22.9厘米)所需的能量。然而,通常用能量除以时间来考虑电能更为方便,或者说它的流动速率。这给出了一个可能更熟悉的瓦特单位,以科学家詹姆斯·瓦特的名字命名。一瓦特相当于每秒一焦耳。电在自然现象中表现出来比如闪电还有许多其他与电有关的单位。库仑是电荷的单位。它可以被视为一个电子量-1.6 x 1019-因为所有电子都有相同的,非常小的电荷。安培,通常缩写为"安培",是电流的单位,或在一定时间内流动的电子数。一安培相当于每秒一库仑。本杰明·富兰克林以他对电的研究而闻名伏特是电动势的单位,也就是每单位电荷或库仑所传递的能量。一伏特相当于每库仑电荷转移一焦耳的能量。功率(瓦特)相当于伏特乘以安培,因此,一个5安培的电流在100伏特时相当于500瓦利用与电动机相同的原理,将旋转运动转化为电能,但反过来。线圈在磁场中的运动产生电流。通常,热量,通常是由燃烧矿物燃料产生的,用于产生蒸汽,为涡轮机提供旋转动力。在核电站中,核能提供热量水力发电利用水在重力作用下的运动来驱动涡轮机。发电厂所产生的电一般是以交流电(AC)的形式产生的,这意味着电流不断地改变方向,每秒很多次。在大多数情况下,交流电工作良好,这就是电能到达家庭的方式。然而,有些工业过程需要直流电,直流电只向一个方向流动。例如,某些化学制品的制造使用电解:用电将化合物分解成元素或更简单的化合物。这需要直流电,因此这些行业要么需要交直流转换,要么有自己的直流电源在更高电压下,通过电力线传输电力更为有效。因此,发电厂使用称为变压器的装置来提高传输电压。这不会增加能量或功率:当电压升高时,电流降低,反之亦然。远距离传输的电压为数千伏,但在这些电压下,家庭中无法使用。本地变压器将电压降低到110伏左右,在欧洲则降低到220-240伏,用于家庭供电小型低功率设备的电力通常由电池供电。电池使用化学能产生相对较小的电流。它们总是产生直流电,因此有一个负端和一个正端。当电路完成时,电子从负极流向正极家用电表。
  • 发表于 2020-08-16 01:48
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  • 分类:科学教育

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