www.wikidata.uk-ua.nina.az

Електрична енергія Електрична ене ргія або електроенергія вид енергії що існує у вигляді потенціальної енергії електричн

Електрична енергія

Електрична ене́ргія, або електроенергія — вид енергії, що існує у вигляді потенціальної енергії електричного й магнітного полів та енергії електричного струму.

Завдяки зручній технології виробництва, розподілу й споживання, електрична енергія займає чільне місце серед інших видів енергії, що їх споживає людство.

Зовнішні відеофайли
1. Чому настільки важко отримати енергію з морських хвиль // Канал «Цікава наука» на YouTube, 21 січня 2021.

Електричну енергію для виробничого і побутового споживання отримують шляхом перетворення інших видів енергії. Її джерелами може бути хімічна енергія, механічна енергія, наприклад, води чи вітру, ядерна енергія, теплова енергія, світлова енергія. При виробництві електричної енергії хімічна або ядерна енергія зазвичай спочатку перетворюються в теплову, а тільки потім у енергію електричного струму.

До споживача електрична енергія поставляється через електромережу. Споживач використовує електричну енергію для виконання механічної роботи, опалення, освітлення, комунікації тощо.

Фізичні основи

Робота електричного поля при переміщенні заряду

Поняття роботи електричного поля при переміщенні заряду вводиться в повній відповідності з визначенням механічної роботи:

де  — різниця потенціалів (також уживається термін напруга)

У багатьох завданнях розглядається безперервне перенесення заряду протягом деякого часу між точками із заданою різницею потенціалів , у такому разі формулу для роботи слід переписати таким чином:

де  — сила струму

Потужність електричного струму в колі

Потужність електричного струму для ділянки кола визначається звичайним способом, як похідна від роботи за часом, тобто виразом:

— це найзагальніший вираз для потужності в електричному колі.

З врахуванням закону Ома :

Електричну потужність, що виділяється на опорі можна виразити як через струм: ,

так і через напругу:

Відповідно, робота (виділена теплота) є інтегралом потужності за часом:

Енергія електричного і магнітного полів

Для електричного і магнітного полів їх енергія пропорційна квадрату напруженості поля. Термін енергія електромагнітного поля є не цілком коректним. Обчислення повної енергії електричного поля навіть одного точкового заряду приводить до значення, рівного нескінченності, оскільки відповідний інтеграл розходиться. Нескінченна енергія поля точкового заряду, наприклад електрона, складає одну з теоретичних проблем класичної електродинаміки. Замість нього у фізиці зазвичай використовують поняття густини енергії електромагнітного поля у певній точці простору. Повна енергія поля дорівнює інтегралу густини енергії по всьому простору.

Густина енергії електромагнітного поля є сумою густин енергій електричного і магнітного полів.

Для вакууму:

де E — напруженість електричного поля, H — напруженість магнітного поля,  — електрична стала, і  — магнітна стала.

Потоки енергії електромагнітного поля

Для електромагнітної хвилі густина потоку енергії визначається вектором Пойнтінга (вектором Умова) S.

Вектор Пойнтінга пропорційний векторному добутку напруженостей електричного та магнітного полів і дорівнює:

де c - швидкість світла, і направлений перпендикулярно до векторів E і H. Це природним чином узгоджується з властивістю поперечності електромагнітних хвиль.

Формула для густини потоку енергії може бути узагальнена для випадку стаціонарних електричних і магнітних полів, і має абсолютно той же вигляд:

Сам факт існування потоків енергії в постійних електричних і магнітних полях, на перший погляд, виглядає дуже дивним, але це не приводить до будь-яких парадоксів; більш того, такі потоки можуть бути виявлені експериментально.

Див. також

Ця стаття не містить посилань на джерела. Ви можете допомогти поліпшити цю статтю, додавши посилання на надійні (авторитетні) джерела. Матеріал без джерел може бути піддано сумніву та вилучено. (листопад 2014)
Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Elektrichna ene rgiya abo elektroenergiya vid energiyi sho isnuye u viglyadi potencialnoyi energiyi elektrichnogo j magnitnogo poliv ta energiyi elektrichnogo strumu Zavdyaki zruchnij tehnologiyi virobnictva rozpodilu j spozhivannya elektrichna energiya zajmaye chilne misce sered inshih vidiv energiyi sho yih spozhivaye lyudstvo Zovnishni videofajli1 Chomu nastilki vazhko otrimati energiyu z morskih hvil Kanal Cikava nauka na YouTube 21 sichnya 2021 Elektrichnu energiyu dlya virobnichogo i pobutovogo spozhivannya otrimuyut shlyahom peretvorennya inshih vidiv energiyi Yiyi dzherelami mozhe buti himichna energiya mehanichna energiya napriklad vodi chi vitru yaderna energiya teplova energiya svitlova energiya Pri virobnictvi elektrichnoyi energiyi himichna abo yaderna energiya zazvichaj spochatku peretvoryuyutsya v teplovu a tilki potim u energiyu elektrichnogo strumu Do spozhivacha elektrichna energiya postavlyayetsya cherez elektromerezhu Spozhivach vikoristovuye elektrichnu energiyu dlya vikonannya mehanichnoyi roboti opalennya osvitlennya komunikaciyi tosho Zmist 1 Fizichni osnovi 1 1 Robota elektrichnogo polya pri peremishenni zaryadu 1 2 Potuzhnist elektrichnogo strumu v koli 1 3 Energiya elektrichnogo i magnitnogo poliv 2 Potoki energiyi elektromagnitnogo polya 3 Div takozhFizichni osnovi RedaguvatiRobota elektrichnogo polya pri peremishenni zaryadu Redaguvati Ponyattya roboti A displaystyle A elektrichnogo polya E displaystyle E pri peremishenni zaryadu Q displaystyle Q vvoditsya v povnij vidpovidnosti z viznachennyam mehanichnoyi roboti A F x d x Q E x d x Q U displaystyle A int F x dx int Q cdot E x dx Q cdot U de U E d x displaystyle U int E dx riznicya potencialiv takozh uzhivayetsya termin napruga U bagatoh zavdannyah rozglyadayetsya bezperervne perenesennya zaryadu protyagom deyakogo chasu mizh tochkami iz zadanoyu rizniceyu potencialiv U t displaystyle U t u takomu razi formulu dlya roboti slid perepisati takim chinom A U t d Q U t I t d t displaystyle A int U t dQ int U t I t dt de I t d Q d t displaystyle I t dQ over dt sila strumu Potuzhnist elektrichnogo strumu v koli Redaguvati Potuzhnist W displaystyle W elektrichnogo strumu dlya dilyanki kola viznachayetsya zvichajnim sposobom yak pohidna vid roboti A displaystyle A za chasom tobto virazom W t d A d t U t I t displaystyle W t frac dA dt U t cdot I t ce najzagalnishij viraz dlya potuzhnosti v elektrichnomu koli Z vrahuvannyam zakonu Oma U I R displaystyle U I cdot R Elektrichnu potuzhnist sho vidilyayetsya na opori R displaystyle R mozhna viraziti yak cherez strum W I t 2 R displaystyle W I t 2 cdot R tak i cherez naprugu W U t 2 R displaystyle W U t 2 over R Vidpovidno robota vidilena teplota ye integralom potuzhnosti za chasom A W t d t I t 2 R d t U t 2 R d t displaystyle A int W t dt int I t 2 cdot R dt int U t 2 over R dt Energiya elektrichnogo i magnitnogo poliv Redaguvati Dlya elektrichnogo i magnitnogo poliv yih energiya proporcijna kvadratu napruzhenosti polya Termin energiya elektromagnitnogo polya ye ne cilkom korektnim Obchislennya povnoyi energiyi elektrichnogo polya navit odnogo tochkovogo zaryadu privodit do znachennya rivnogo neskinchennosti oskilki vidpovidnij integral rozhoditsya Neskinchenna energiya polya tochkovogo zaryadu napriklad elektrona skladaye odnu z teoretichnih problem klasichnoyi elektrodinamiki Zamist nogo u fizici zazvichaj vikoristovuyut ponyattya gustini energiyi elektromagnitnogo polya u pevnij tochci prostoru Povna energiya polya dorivnyuye integralu gustini energiyi po vsomu prostoru Gustina energiyi elektromagnitnogo polya ye sumoyu gustin energij elektrichnogo i magnitnogo poliv Dlya vakuumu SGSG ISQu 1 8 p E 2 H 2 displaystyle u frac 1 8 pi E 2 H 2 u e 0 E 2 2 m 0 H 2 2 displaystyle u varepsilon 0 E 2 over 2 mu 0 H 2 over 2 de E napruzhenist elektrichnogo polya H napruzhenist magnitnogo polya e 0 displaystyle varepsilon 0 elektrichna stala i m 0 displaystyle mu 0 magnitna stala Potoki energiyi elektromagnitnogo polya RedaguvatiDlya elektromagnitnoyi hvili gustina potoku energiyi viznachayetsya vektorom Pojntinga vektorom Umova S Vektor Pojntinga proporcijnij vektornomu dobutku napruzhenostej elektrichnogo ta magnitnogo poliv i dorivnyuye SGSG ISQS c 4 p E H displaystyle mathbf S frac c 4 pi mathbf E times mathbf H S E H displaystyle mathbf S mathbf E times mathbf H de c shvidkist svitla i napravlenij perpendikulyarno do vektoriv E i H Ce prirodnim chinom uzgodzhuyetsya z vlastivistyu poperechnosti elektromagnitnih hvil Formula dlya gustini potoku energiyi mozhe buti uzagalnena dlya vipadku stacionarnih elektrichnih i magnitnih poliv i maye absolyutno toj zhe viglyad SGSG ISQS c 4 p E H displaystyle mathbf S frac c 4 pi mathbf E times mathbf H S E H displaystyle mathbf S mathbf E times mathbf H Sam fakt isnuvannya potokiv energiyi v postijnih elektrichnih i magnitnih polyah na pershij poglyad viglyadaye duzhe divnim ale ce ne privodit do bud yakih paradoksiv bilsh togo taki potoki mozhut buti viyavleni eksperimentalno Div takozh RedaguvatiPeredavannya elektroenergiyi Elektrichnij strum Elektrichna napruga Zminnij strum Svitove spozhivannya energiyiElektrika Elektroenergetika Globalne poteplinnya Koeficiyent potuzhnosti Lichilnik elektrichnoyi energiyi TrigeneraciyaCya stattya ne mistit posilan na dzherela Vi mozhete dopomogti polipshiti cyu stattyu dodavshi posilannya na nadijni avtoritetni dzherela Material bez dzherel mozhe buti piddano sumnivu ta vilucheno listopad 2014 Ce nezavershena stattya z fiziki Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Elektrichna energiya amp oldid 34083446