電気エネルギーとは何ですか？
電気電荷の動きに起因する電気エネルギーは、一般的に単に「電気」と呼ばれます。最終的に、それは電磁力に起源があります。自然の4つの基本的な力の1つと、帯電したオブジェクトの動作に責任があるものです。電気エネルギーは、亜原子粒子とこの力との相互作用の結果です。電気は、稲妻などの自然現象に現れ、基本レベルでの生活に不可欠です。人間が電力を生成、送信、保存する能力は、現代の産業、技術、およびほとんどの国での家庭生活にとって重要です。
電気エネルギーの起源
正と負と呼ばれる電荷には2種類の電荷があります。 2つの電動充電されたオブジェクトが互いに近づくと、力が発生します。電荷が同じである場合 - 正または両方の負の両方で - 力はオブジェクトを押すように作用します互いに離れて。彼らが異なる料金を持っている場合、彼らはお互いを引き付けます。この反発または引力は電磁力として知られており、電気エネルギーの流れを作成するために活用できます。
原子は、正に帯電した陽子を含む核で構成され、その周りに旋回された電子が周囲に旋回しています。陽子は通常、核に置かれたままですが、電子は原子から原子に移動して、電気を伝達する金属などの材料を流れることができます。プロトン上に過剰な電子がある場所には負電荷があります。赤字のある場所には正の充電があります。反対の電荷が互いに引き付けるので、電子は負に帯電した領域から、そうすることを許可されていれば、積極的に帯電した領域に流れ、電流を作成します。
電気エネルギーを使用しています
電気はそれ自体とtの手段の両方として有用です長距離にわたってエネルギーをranserいます。これは、さまざまな産業プロセス、電気通信、インターネット、コンピューター、テレビ、その他多くのデバイスに一般的な使用に不可欠です。また、他のさまざまなアプリケーションで使用するために、他の形態のエネルギーに変換することもできます。
電流が導体を流れると、一定量の熱が生成されます。生成された量は、材料が電気をどれだけうまく伝導するかに依存します。銅などの優れた指揮者は、ほとんど生成しません。このため、銅線とケーブルは一般に電力を送信するために使用されます。熱が生成されると、エネルギーが失われるため、良好な導体はエネルギー損失を最小限に抑えます。電気をより順調に実施する材料は、より多くの熱を生成するため、たとえば電気ヒーター、調理器、オーブンで使用される傾向があります。
電気エネルギーは光に変換することもできます。初期のアークライトは、小さなギャップを横切る電気放電に依存して、空気を輝く地点まで熱を加熱しました＆MD灰;稲妻と同じ原則。その後、フィラメント電球が導入されました。これは電流に依存して、薄いコイルドワイヤが白ホットを輝かせます。現代の省エネ電球は、薄いガスを通って高電圧電流を通過し、紫外線を放出し、蛍光コーティングを攻撃して目に見える光を生成します。
銅線などの導電性材料が磁場に移動すると、電流が生成されます。逆に、ワイヤーを通る電流は、磁場を経験する場合、動きを生成します。これは、電気モーターの背後にある原理です。これらのデバイスは、電流がワイヤを流れると、回転運動が生成されるように、磁石と銅線のコイルの配置で構成されています。電気モーターは、産業や家庭、たとえば洗濯機やDVDプレーヤーで広く使用されています。
電気エネルギーの測定
エネルギーは、物理学者のジェームズ・プレスコット・ジュールにちなんで名付けられた用語であるジュールで測定されます。 1つのジュールは、9インチ（22.9 cm）の垂直距離の1ポンド（0.45キログラム）の重量を持ち上げるのに必要なエネルギーの量です。ただし、通常、電力の点で電力を考える方が便利です。これは、エネルギーを時間で割ったり、それが流れる速度で割っています。これにより、科学者のジェームズ・ワットにちなんで名付けられた、より馴染みのあるワットのユニットが得られます。 1つのワットは、1秒あたり1ジュールに相当します。
電気に関連する他の多くのユニットがあります。クーロンは電荷の単位です。それは、すべての電子が同じ、非常に小さい電荷を持っているため、大量の電子（1.6 x 10 19 ）と見なすことができます。通常、「アンプ」に略されるアンペアは、電流の単位、または特定の時間で流れる電子の数です。 1つのアンプは、1秒あたり1つのクーロンに相当します。
ボルトは、電気力の単位、または電荷単位ごとに伝達されるエネルギーの量、またはcoulomですb。 1ボルトは、電荷の各クーロンに対して1つのエネルギーの1つのジュールに相当します。ワットでは、電力はボルトにアンプを掛けたものに相当するため、100ボルトでの5アンペア電流は500ワットに相当します。
電気エネルギーの生成
ほとんどの電力は、回転運動を電気モーターと同じ原理を使用して電気エネルギーに変換するデバイスによって生成されますが、逆です。磁場内でのワイヤのコイルの動きは、電流を生成します。一般的に、しばしば化石燃料の燃焼によって生成される熱は、回転運動を提供するためにタービンを動かす蒸気を生成するために使用されます。原子力発電所では、原子力エネルギーが熱を提供します。水力発電は、重力下で水の動きを使用してタービンを駆動します。
発電所で生成される電気は、一般に交互の電流（AC）の形式です。これは、電流が常にその方向を何度も逆転させていることを意味します。のためにほとんどの目的であるACはうまく機能し、これが電気が家に届く方法です。ただし、一部の産業プロセスでは、直接電流（DC）が必要であり、これは一方向のみに流れます。たとえば、特定の化学物質の製造には、電気分解：電気を使用した要素またはより単純な化合物への化合物の分割を使用します。これには直接的な電流が必要なため、これらの業界はACからDC変換を必要とするか、独自のDC供給を必要とします。
高電圧で送電線を介して電力を送信する方が効率的です。このため、生成植物はトランスと呼ばれるデバイスを使用して、伝送の電圧を増加させます。これはエネルギーや出力を増加させません。電圧が上昇すると、電流が減少し、逆も同様です。電力の長距離伝送は、数千ボルトで行われます。ただし、これらの電圧の家庭では使用することはできません。地元の変圧器は、米国では電圧を約110ボルト、ヨーロッパでは220〜240ボルトに減らします。または国内の供給。
小型の低電力デバイス用の電気は、多くの場合、バッテリーによって供給されます。これらは化学エネルギーを使用して、比較的小さな電流を生成します。それらは常に直接電流を生成し、したがって否定的で正の端末を持っています。回路が完了すると、電子は負から正の端子に流れます。