전기 에너지 란?

전기 에너지는 전하의 이동으로 발생하며 일반적으로 단순히 "전기"라고합니다. 궁극적으로 전자기력의 기원은 자연의 네 가지 기본 힘 중 하나와 행동을 담당하는 것입니다. 전기적으로 대전 된 물체의. 전기 에너지는 아 원자 입자와이 힘의 상호 작용의 결과입니다. 전기는 번개와 같은 자연 현상으로 나타나며 기본 수준의 삶에 필수적입니다. 인간이 전기를 생산, 전송 및 저장하는 능력은 현대 산업, 기술 및 대부분의 국가에서 가정 생활에 중요합니다.

전기 에너지의 기원

양전하라는 두 가지 유형의 전하가 있습니다. 전기적으로 대전 된 두 물체가 서로 가까이 있으면 힘이 생깁니다. 전하가 양수이든 음수이든 동일하면 힘이 작용하여 물체를 서로 멀어지게합니다. 서로 다른 청구가 있으면 서로를 유치합니다. 이러한 반발 또는 인력은 전자기력으로 알려져 있으며 전기 에너지의 흐름을 생성하기 위해 활용할 수 있습니다.

원자는 양으로 하전 된 양성자를 포함하는 핵으로 구성되며, 음으로 하전 된 전자가 그 주위를 공전합니다. 양성자는 일반적으로 핵에 머물러 있지만 전자는 원자에서 원자로 이동하여 전기를 전도하는 금속과 같은 물질을 통해 흐를 수 있습니다. 양성자 위에 전자가 과다한 곳은 음전하를; 것이다. 적자가있는 장소는 긍정적 인 청구를합니다. 반대 전하가 서로를 끌어 당기므로 전자는 음전하 영역에서 양전하 영역으로 흐르게되어 전류가 생성됩니다.

전기 에너지 사용

전기는 그 자체로 그리고 장거리에 걸쳐 에너지를 전달하는 수단으로서 유용하다. 다양한 산업 프로세스, 통신 및 인터넷, 컴퓨터, 텔레비전 및 일반적인 기타 장치에 필수적입니다. 또한 다양한 다른 응용 분야에서 사용하기 위해 다른 형태의 에너지로 변환 할 수도 있습니다.

전류가 도체를 통해 흐르면 일정량의 열이 발생합니다. 생성되는 양은 재료가 전기를 얼마나 잘 전도하는지에 따라 다릅니다. 구리와 같은 우수한 도체는 거의 생산하지 않습니다. 이러한 이유로 구리 와이어 및 케이블은 일반적으로 전기를 전송하는 데 사용됩니다. 열이 생성되면 에너지가 손실되므로 우수한 도체가 에너지 손실을 최소화합니다. 전기를 덜 전도하는 재료는 더 많은 열을 생성하므로 전기 히터, 밥솥 및 오븐에 사용되는 경향이 있습니다.

전기 에너지도 빛으로 변환 될 수 있습니다. 초기 아크 조명은 번개와 같은 원리로 빛을 발산하는 지점까지 공기를 가열하기 위해 작은 틈새를 통한 방전에 의존했습니다. 나중에 필라멘트 전구가 도입되었습니다. 이는 전류에 의존하여 얇은 코일 선이 흰색으로 빛납니다. 현대의 에너지 절약형 전구는 얇은 가스를 통해 고전압 전류를 통과하여 자외선을 방출하여 형광 코팅을하여 가시 광선을 생성합니다.

구리선과 같은 전도성 물질이 자기장에서 이동하면 전류가 발생합니다. 반대로, 와이어를 통해 흐르는 전류는 자기장이 발생하면 움직임을 생성합니다. 이것이 전기 모터의 기본 원리입니다. 이들 장치는 전류가 와이어를 통해 흐를 때 회전 운동이 발생하도록 구리 와이어의 자석 및 코일의 배열로 구성된다. 전기 모터는 세탁기 및 DVD 플레이어와 같이 산업 및 가정에서 널리 사용됩니다.

전기 에너지 측정

에너지는 물리학 자 제임스 프레스콧 줄 (James Prescott Joule)의 이름을 따서 줄 (joules)로 측정됩니다. 1 줄은 대략 2 인치 (9 인치)의 수직 거리에서 1 파운드 (0.45 킬로그램)의 무게를 들어 올리는 데 필요한 에너지의 양입니다. 그러나 일반적으로 전력을 시간으로 나눈 에너지 또는 흐르는 속도로 전기를 생각하는 것이 더 편리합니다. 이것은 과학자 제임스 와트의 이름을 따서 더 친숙한 와트 단위를 제공합니다. 1 와트는 초당 1 줄에 해당합니다.

전기와 관련된 다른 많은 장치가 있습니다. 쿨롱은 전하의 단위입니다. 모든 전자는 동일하고 매우 작은 전하를 가지기 때문에 전자 량 (1.6 x 10 ¹⁹⁾ 으로 간주 될 수 있습니다. 일반적으로 "암페어 (amp)"로 약칭되는 암페어는 전류의 단위 또는 주어진 시간에 흐르는 전자의 수입니다. 1 amp는 초당 1 쿨롱에 해당합니다.

볼트는 기전력의 단위 또는 충전 단위 당 전달되는 에너지의 양 또는 쿨롱입니다. 1 볼트는 각 쿨롱 전하에 대해 1 줄의 에너지가 전달되는 것과 같습니다. 와트 단위의 전력은 볼트에 암페어를 곱한 값과 동일하므로 100 볼트의 5 암페어 전류는 500 와트가됩니다.

전기 에너지 생성

대부분의 전기는 전기 모터와 동일한 원리를 사용하여 회전 운동을 전기 에너지로 변환하는 장치에 의해 생성됩니다. 자기장 내에서 와이어 코일의 이동은 전류를 생성합니다. 일반적으로 화석 연료의 연소로 발생하는 열은 회전 운동을 제공하기 위해 터빈에 동력을 공급하는 증기를 생성하는 데 사용됩니다. 원자력 발전소에서 원자력은 열을 제공합니다. 수력 발전은 터빈을 구동하기 위해 중력 하에서 물의 움직임을 사용합니다.

발전소에서 생성 된 전기는 일반적으로 교류 (AC) 형태입니다. 이는 전류가 초당 여러 번 지속적으로 방향을 바꾸고 있음을 의미합니다. 대부분의 경우 AC는 잘 작동하며 전기가 가정에 도달하는 방식입니다. 그러나 일부 산업 공정에는 한 방향으로 만 흐르는 직류 (DC)가 필요합니다. 예를 들어, 특정 화학 물질의 제조는 전기 분해를 사용합니다 : 전기를 사용하여 화합물을 원소로 분리하거나 더 간단한 화합물로 분리합니다. 이를 위해서는 직류가 필요하므로 이러한 산업에서는 AC-DC 변환이 필요하거나 자체 DC 공급 장치가 필요합니다.

더 높은 전압에서 전력선을 통해 전기를 전송하는 것이 더 효율적입니다. 이러한 이유로 발전 설비는 변압기라는 장치를 사용하여 전송 전압을 증가시킵니다. 이는 에너지 나 전력을 증가시키지 않습니다. 전압이 상승하면 전류가 감소하고 그 반대도 마찬가지입니다. 장거리 전기 전송은 수천 볼트에서 이루어집니다. 그러나 이러한 전압에서는 가정에서 사용할 수 없습니다. 국부 변압기는 미국의 경우 약 110V, 유럽의 경우 220-240V로 가정용 전원의 전압을 줄입니다.

소형 저전력 장치의 전기는 종종 배터리로 공급됩니다. 이들은 화학 에너지를 사용하여 비교적 작은 전류를 생성합니다. 그들은 항상 직류를 생성하므로, 음극과 양극 단자가 있습니다. 회로가 완료되면 전자가 음극에서 양극 단자로 흐릅니다.