К 1807 году Хамфри Дэви сконструировал батарею. Немного пролистнем историю, и вы увидите, как люди обнаруживают, что электрические токи могут воздействовать на стрелку компаса, и делают первый электрический генератор. Это означает, что механическая энергия может быть преобразована в электрическую.

К 1860 году люди стремятся создать практичный генератор с использованием магнитов. В 1880 году Томас Эдисон усовершенствовал лампу накаливания и разработал систему распределения. Это привело к установке генераторов незадолго до 1900 года. Именно тогда электричество стало доступно для коммерческих районов больших городов.

Что такое электроэнергия?

Электроэнергия – это скорость передачи энергии по электрической цепи.

Перенос энергии

Энергия должна передаваться по электрическим цепям, чтобы вы могли ее использовать. Ваша электрическая мощность – это энергия в единицу времени, которая преобразуется электрической цепью в энергию. Всякий раз, когда вы включаете свет, вы получаете электричество и энергию.

Подумайте о том, что происходит, когда вы включаете свет; вы нажимаете переключатель. Это заставляет электричество течь по проводам к источнику питания, который преобразует энергию в свет или мощность.

Начнем с источника энергии. В вашей цепи источники питания будут обеспечивать напряжение и ток для питания вашего устройства. Тогда есть проводник, который является проводкой в ​​вашем доме. Это обеспечивает путь, по которому течет энергия и соединяет все остальные части цепи. Думайте об этом как об электричестве, протекающем по трубе или шлангу.

Тогда у вас есть переключатель, который закрывает или открывает поток энергии в цепи. Проще говоря: это выключатель света. Это позволяет энергии проходить, и вы получаете силу.

И наконец, загрузка. Нагрузка — это количество электроэнергии, необходимое вашему устройству для работы. Подумайте о своем телевизоре и счете за электричество; это связано с вашей нагрузкой.

Пассивные устройства или нагрузки

Пассивное устройство – это компонент, который не может управлять током с помощью другого электрического сигнала. Подумайте о резисторах, конденсаторах, катушках индуктивности, трансформаторах и диодах для этого.

Активные устройства или источники питания

Активное устройство позволит вам изменить управление электрическим потоком. Если вы хотите управлять своей схемой таким образом, вы используете переменный ток и постоянный ток.

Как это работает?

Давайте обсудим, как каждый из них работает для лучшего понимания.

Соглашение о пассивных знаках

Итак, у вас есть пассивные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы и сопротивление, которые устанавливают соотношение между напряжением и током. Это помогает компенсировать полярность напряжения, которая работает с направлением тока для компонентов с двумя клеммами. Это называется соглашением о пассивном знаке.

Резистивные цепи

Если у вас есть цепь, которая содержит только эти омы в цепи переменного тока, это называется резистивной цепью. В цепи такого типа будет индуктивность или емкость, поскольку переменный ток и напряжение будут перемещаться вперед и назад в направлении цепи.

Электромагнитные поля

Разница в напряжении создает электрические поля. Чем выше напряжение, тем сильнее будет поле. Магнитные поля создаются при протекании токов. Чем больше у вас ток, тем сильнее поле. Вместе они составляют электромагнитное поле.

Электроэнергия в цепи

Вся сила вашей схемы зависит от принципов. Это включает сопротивление и взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением.

Постоянный ток (DC)

Ваш постоянный ток — это однонаправленный поток движения, через который проходят электроны. Интенсивность тока может меняться со временем, но направление тока никогда не изменится.

Переменный ток (AC)

С другой стороны, альтернативный ток изменит направление. Поток электрического заряда иногда меняет направление, особенно если источники периодически меняются. Это часто используется с коммерческой силой, которую мы часто используем.

Как создается?

Электроэнергия вырабатывается из различных источников. Это включает гидроэлектроэнергию, электромагнитную энергию, а также электроэнергию, полученную в результате сжигания, например, сжигания ископаемого топлива.

Электрические генераторы

Электрические генераторы обеспечивают энергией любое количество устройств. Хотя они поставляют энергию, они не создают энергию, которую передают. Генераторы получают энергию из внешнего источника, будь то гидравлическая энергия или энергия, полученная в результате сжигания ископаемого топлива. Затем генератор берет эту энергию и через переменный ток подает электричество на устройство, которое он должен питать.

Электродвигатели

Электродвигатели используют энергию электромагнитных полей независимо от того, используют ли они переменный ток (AC) или постоянный ток (DC). Эти двигатели потребляют электроэнергию и преобразуют ее в полезную механическую энергию. Это позволяет электродвигателям создавать движение и питать любую технику.

Мощность

Мощность измеряется в ваттах. Он представляет собой количество энергии, используемой в течение определенного периода времени. Поставьте иначе; это объем энергии, который производится и используется данным устройством. Приборы с большей мощностью потребляют больше энергии, чем те, которые имеют меньшую мощность. Ватт важен при выборе различных приборов и устройств, поскольку энергетические компании часто взимают плату с клиентов за объем киловатт (или единиц в 1000 ватт), которые используются в течение периода расчетного цикла. Сокращение общего энергопотребления в вашем домашнем хозяйстве, в свою очередь, снижает ваши счета за электроэнергию.

Ампер

Ампер измеряется в амперах, хотя иногда для краткости их называют просто амперами. Сила тока измеряет количество электричества, протекающего по данной цепи. Силу тока можно проверить с помощью инструмента, называемого мультиметром, который определяет мощность тока, проходящего через цепь.

Всегда соблюдайте осторожность при проверке силы тока и убедитесь, что ваш мультиметр рассчитан на токи, которые может выдавать ваша цепь. Измерение силы тока может помочь вам диагностировать цепь, которая пропускает более сильный ток, чем предполагалось, или определить цепь, вызывающую чрезмерную утечку мощности.

Вычислительная мощность

Существует множество различных способов расчета мощности в зависимости от причины, по которой вам необходимо ее вычислить. Однако проще всего выразить это уравнение, поскольку результат работы и времени — это сила. И наоборот, мощность равна количеству работы (Вт) за время (Т). Во-первых, вы должны определить значение для работы, которое равно силе, умноженной на расстояние.

Пример

Сначала рассмотрим уравнение для расчета мощности в его самой простой форме:

Мощность (P) = Работа (Вт) ÷ Время (T)

Для практического примера предположим, что единицей времени являются секунды, а работа измеряется в вольтах. Мы будем использовать 10 вольт для работы и измерять время как 2 секунды.

Мощность = 10 В ÷ 2 с, поэтому мощность (P) равна 5.

Номинальная мощность

Номинальная мощность резистора оценивается по его способности безопасно рассеивать избыточную электрическую энергию. Эта энергия теряется в цепи и рассеивается в окружающую среду в виде тепла. Номинальные значения даны для максимальной мощности, которую кабина резистора может безопасно рассеять, сохраняя при этом надлежащую функциональность.

Резистор — причина потери мощности

Рассчитать мощность, рассеиваемую резистором, достаточно просто, если известны сила тока в цепи (обозначается буквой I) и сопротивление в омах (R). .

Потери мощности резистора = I^2(R)

Пассивные способы повышения эффективности

Некоторые пассивные методы эффективного использования энергии также являются наиболее эффективными. Вместо того, чтобы полагаться на электрическое освещение, просто открывая жалюзи, вы эффективно освещаете комнату без использования энергии. Точно так же окна, выходящие на солнце, можно открывать зимой, добавляя дополнительное тепло и уменьшая количество энергии, необходимой для обогрева дома. Выключайте свет, когда выходите из комнаты, и отсоединяйте устройства, чтобы предотвратить утечку энергии, когда они не используются активно.

Активные способы повышения эффективности

Способы активного повышения эффективности энергопотребления включают в себя обновление старых и менее эффективных приборов и переход на устройства (включая лампочки), которые потребляют меньше энергии. Покупка удлинителя для подключения приборов упрощает полное отключение нескольких устройств одновременно, что значительно снижает количество потребляемой энергии, даже когда приборы не включены. Еще одно устройство, о котором часто забывают, когда мы выключаем устройства, — это наш компьютер. Эти устройства могут потреблять много энергии, даже если они не используются, и их отключение не повлияет на удобство их использования.

Если вы планируете реконструкцию, используйте интеллектуальные материалы, которые поглощают и распределяют тепло, захваченное солнечным светом, вокруг окон и в местах с естественным освещением.

Лучшее понимание

Электроэнергия настолько улучшает нашу жизнь, что многие из нас не понимают, как она работает. Мы берем удобство переключателя, освещающего комнату, или розетки, питающей наши ноутбуки, и оставляем это как малопонятное удобство. Понимание электрической энергии может начаться с простого и стать сложным, когда вы начнете понимать принципы этой невероятной энергии. Однако вам не нужно совершать великие инженерные подвиги, чтобы воспользоваться преимуществами, которые дает понимание того, как электричество работает в вашем доме, и как вы можете повысить эффективность его использования.