انرژی الکتریکی چیست؟ معرفی کامل انرژی الکتریکی

انرژی الکتریکی یک مفهوم مهم در علم است، اما اغلب به اشتباه درک می شود. در این مقاله به طور کامل با انرژی الکتریکی و فرمول های آن آشنا میشویم.

انرژی الکتریکی چیست؟

انرژی الکتریکی از انرژی پتانسیل الکتریکی یا انرژی جنبشی ذرات باردار بدست می آید. به طور کلی به انرژی تبدیل شده از انرژی پتانسیل الکتریکی، انرژی الکتریکی گفته می شود. ما می توانیم انرژی الکتریکی را انرژی تولید شده توسط حرکت الکترون ها از یک نقطه به نقطه دیگر تعریف کنیم. حرکت ذرات باردار در امتداد یا از طریق یک رسانه (مثلاً سیم) جریان برق یا الکتریسیته را تشکیل می دهد. از آنجایی که بارهایی که باعث ایجاد انرژی می شوند در حال حرکت هستند، انرژی الکتریکی شکلی از انرژی جنبشی است.

رعد و برق، باتری ها و … نمونه هایی از انرژی الکتریکی در عمل هستند! مقدار انرژی به سرعت بارها بستگی دارد. یعنی بار ها هرچه سریعتر حرکت کنند، انرژی الکتریکی بیشتری حمل می کنند.

انرژی الکتریکی ناشی از حرکت بارهای الکتریکی به نام الکترون است. هرچه بارها سریعتر حرکت کنند، انرژی الکتریکی بیشتری حمل می کنند.

فرمول های انرژی الکتریکی

یک باتری یا منبع انرژی الکتریکی دارای دو پایانه است: یک پایانه منفی و یک پایانه مثبت. ترمینال منفی بیش از حد الکترون دارد در حالی که ترمینال مثبت دچار کمبود الکترون است. بیایید ترمینال مثبت را A در نظر بگیریم و پتانسیل الکتریکی A را با V(A) نشان می‌دهیم. به طور مشابه، ترمینال منفی B است و پتانسیل الکتریکی در B توسط V(B) نشان داده می شود. جریان الکتریکی از A به B و بنابراین V(A) > V(B) جریان می یابد. اختلاف پتانسیل بین A و B با استفاده از فرمول زیر بدست می آید.

V = V(A) – V(B) 

V بدست آمده در حقیقت همان ولتاژ است. پیشنهاد میکنم مقاله ولتاژ چیست را مطالعه کنید.

برای بدست آوردن انرژی الکتریکی کافی است از فرمول زیر استفاده کنید:

E = QV

• E انرژی الکتریکی است.
• Q شارژ است.
• V اختلاف انرژی پتانسیل است.

منابع تولید انرژی الکتریسیته

انرژی الکتریکی از منابع مختلف با روش های گوناگون تولید میشود. مثلا:

• تاسیسات هسته ای: در یک نیروگاه هسته ای، انرژی هسته ای آب را به بخار گرم تبدیل می کند. بخار برای چرخاندن تیغه توربین استفاده می شود، که در نتیجه باعث ایجاد برق میشود.
• نیروگاه آبی: در یک نیروگاه برق آبی، از آب در حال سقوط برای چرخاندن پره های توربین استفاده می شود. تیغه ها ژنراتور را برای ایجاد انرژی الکتریکی می چرخانند.
• توربین بادی: در یک آسیاب بادی، نیروی باد تیغه توربین را می چرخاند، که ژنراتور را وادار به ایجاد انرژی الکتریکی می کند.
• خورشیدی: انرژی خورشیدی انرژی است که مستقیماً از خورشید تولید می شود. انرژی خورشیدی می تواند به الکتریسیته تبدیل شود یا برای گرم کردن هوا، آب یا سایر سیالات استفاده شود.

نمونه هایی از انرژی الکتریکی

• در باتری ماشین، یک واکنش شیمیایی الکترونی ایجاد می کند که انرژی لازم برای حرکت در جریان الکتریکی را دارد. این بارهای متحرک انرژی الکتریکی را برای مدارهای داخل خودرو تامین می کنند.
• رعد و برق نمونه‌ای از انرژی الکتریکی است. چیزی که می‌توانیم ببینیم جریان الکتریکی است که در جو تخلیه می‌شود.
• مارماهی های الکتریکی انرژی الکتریکی تولید می کنند که از آن برای دفاع در برابر شکارچیان و بیهوش کردن طعمه خود استفاده می کنند.

معرفی میدان الکتریکی

خوب، این میدان های الکتریکی چیست؟ برای درک بهتر انرژی الکتریکی، بیایید میدان های الکتریکی را با جزئیات بیشتری بررسی کنیم. میدان‌های الکتریکی مانند میدان‌های گرانشی هستند، زیرا هر دو میدان اطراف یک جسم هستند که تحت تأثیر جسم قرار دارند. یک میدان گرانشی زمین را احاطه کرده و نیرویی را فراهم می کند که ما را به پایین (سمت زمین) می کشد.

به همین ترتیب، میدان‌های الکتریکی منابع باردار را احاطه کرده و بر ذرات باردار دیگری که درون میدان هستند، نیرو وارد می‌کنند. آیا تا به حال عبارت “مخالف ها جذب می شوند” را شنیده اید؟ این مطمئناً در مورد میدان های الکتریکی هم صدق می کند. تصویر زیر میدان های الکتریکی را در اطراف هر دو منبع مثبت و منفی نشان می دهد. فلش‌هایی که می‌بینید، جهتی را نشان می‌دهند که اگر یک بار آزمایشی مثبت در داخل میدان قرار گیرد، حرکت می‌کند.

اجسام مثبت میدان های الکتریکی ایجاد می کنند که اجسام مثبت دیگر را دفع می کند. بنابراین، فلش ها به دور از منبع مثبت اشاره می کنند. منابع منفی میدان های الکتریکی ایجاد می کنند که اجسام مثبت را جذب می کند. بنابراین، فلش هایی که می بینید به سمت منبع منفی هدایت می شوند. بسیار مهم است که به یاد داشته باشید که جهت میدان الکتریکی همیشه در جهتی است که یک ذره مثبت در آن میدان حرکت می کند.

انرژی الکتریکی چیست؟

انرژی الکتریکی از انرژی پتانسیل الکتریکی یا انرژی جنبشی ذرات باردار بدست می آید. به طور کلی به انرژی تبدیل شده از انرژی پتانسیل الکتریکی، انرژی الکتریکی گفته می شود.

انرژی الکتریکی در کجا استفاده میشود؟

امروزه در تمامی صنایع، ادارات، کارخانه ها و منازل از انرژی الکتریکی استفاده میشود. انرژی الکتریکی کار ها را آسان و زندگی را راحت میکند.