O que é energia elétrica?
A energia elétrica resulta do movimento de uma carga elétrica e é comumente referida como simplesmente "eletricidade". Por fim, ele tem sua origem na força eletromagnética: uma das quatro forças fundamentais da natureza e a responsável pelo comportamento de objetos carregados eletricamente. A energia elétrica é o resultado da interação de partículas subatômicas com essa força. A eletricidade se manifesta em fenômenos naturais, como raios e é essencial para a vida em um nível fundamental. A capacidade dos seres humanos de gerar, transmitir e armazenar eletricidade é crucial para a indústria moderna, a tecnologia e, na maioria dos países, a vida doméstica.
A origem da energia elétrica
Existem dois tipos de carga elétrica, chamada positiva e negativa. Se dois objetos carregados eletricamente forem aproximados um do outro, eles experimentarão uma força. Se as cargas forem as mesmas - positivas ou negativas - a força agirá para empurrar os objetoslonge um do outro. Se eles tiverem acusações diferentes, eles se atrairão. Essa repulsão ou atração é conhecida como força eletromagnética e pode ser aproveitada para criar um fluxo de energia elétrica.
Os átomos consistem em um núcleo contendo prótons carregados positivamente, com elétrons carregados negativamente orbitando em torno dele. Os prótons normalmente ficam colocados no núcleo, mas os elétrons podem se mover do átomo para o átomo, permitindo que eles fluam através de materiais, como metais, que conduzem eletricidade. Um lugar com excesso de elétrons sobre prótons terá uma carga negativa; Um lugar com déficit terá uma carga positiva. Como as cargas opostas se atraem, os elétrons fluirão de uma área carregada negativamente para um carregado positivamente, se permitido, criando uma corrente elétrica.Usando energia elétrica
A eletricidade é útil tanto em si e como um meio de tRansferência de energia por longas distâncias. É essencial para vários processos industriais, telecomunicações e internet, computadores, televisões e muitos outros dispositivos de uso comum. Também pode ser convertido em outras formas de energia para uso em uma variedade de outras aplicações.
Quando uma corrente elétrica flui através de um condutor, gera uma certa quantidade de calor. A quantidade gerada depende de quão bem o material conduz eletricidade. Um bom condutor, como o cobre, produz muito pouco. Por esse motivo, os fios e cabos de cobre são comumente usados para transmitir eletricidade: quando o calor é produzido, a energia é perdida, portanto, um bom condutor minimiza a perda de energia. Os materiais que conduzem eletricidade menos bem produzem mais calor, por isso tendem a ser usados em aquecedores elétricos, fogões e fornos, por exemplo.
A energia elétrica também pode ser convertida em luz. As primeiras luzes do arco dependiam de uma descarga elétrica em uma pequena lacuna para aquecer o ar até o ponto em que ela brilha & mdcinzas; o mesmo princípio que um raio. Mais tarde, a lâmpada do filamento foi introduzida: isso depende da corrente, causando um fio fino e enrolado a brilhar em branco. Lâmpadas modernas e de economia de energia passam uma corrente de alta tensão através de um gás fino, fazendo com que ele emite luz ultravioleta, que atinge um revestimento fluorescente para produzir luz visível.
Quando um material condutor, como um fio de cobre, é movido em um campo magnético, uma corrente é gerada. Por outro lado, uma corrente que flui através de um fio, se tiver um campo magnético, produzirá movimento. Este é o princípio por trás de um motor elétrico. Esses dispositivos consistem em um arranjo de ímãs e bobinas de fio de cobre, de modo que, quando uma corrente flui através do fio, é produzido um movimento de viragem. Os motores elétricos são amplamente utilizados na indústria e em casa, por exemplo, em máquinas de lavar e em DVD.
Medindo energia elétrica
A energia é medida em Joules, um termo nomeado após o físico James Prescott Joule. Uma joule é aproximadamente a quantidade de energia necessária para levantar um peso de um quilo (0,45 kg) a uma distância vertical de 22,9 cm. No entanto, é geralmente mais conveniente pensar em eletricidade em termos de energia, que é energia dividida pelo tempo ou a taxa na qual flui. Isso dá a unidade possivelmente mais familiar do Watt, em homenagem ao cientista James Watt. Um watt é equivalente a um joule por segundo.
Existem várias outras unidades relacionadas à eletricidade. O Coulomb é a unidade de carga elétrica. Pode ser considerado como uma quantidade de elétrons - 1,6 x 10
O volt é a unidade de força eletromotiva, ou a quantidade de energia transferida por unidade de carga, ou coulomb. Um volt é equivalente a uma joule de energia transferida para cada coulomb de carga. O poder, em Watts, é equivalente a Volts multiplicado por amplificadores; portanto, uma corrente de cinco amp a 100 volts seria equivalente a 500 watts.
Gerando energia elétrica
A maioria das eletricidade é gerada por dispositivos que convertem o movimento de rotação em energia elétrica, usando o mesmo princípio que um motor elétrico, mas em inverso. O movimento de bobinas de fio dentro de um campo magnético produz uma corrente elétrica. Geralmente, o calor, geralmente gerado pela queima de combustíveis fósseis, é usado para produzir vapor que alimenta uma turbina para fornecer o movimento de rotação. Em uma usina nuclear, a energia nuclear fornece o calor. A energia hidrelétrica usa o movimento da água sob gravidade para dirigir a turbina.
A eletricidade gerada nas usinas de energia geralmente está na forma de corrente alternada (CA). Isso significa que a corrente está constantemente revertendo sua direção, muitas vezes por segundo. ParaA maioria dos propósitos, o AC funciona bem, e é assim que a eletricidade chega à casa. Alguns processos industriais, no entanto, requerem corrente direta (DC), que flui apenas em uma direção. Por exemplo, a fabricação de certos produtos químicos usa eletrólise: a divisão de compostos em elementos ou compostos mais simples usando eletricidade. Isso requer corrente direta, portanto, essas indústrias exigirão a conversão CC para CC ou terão seu próprio fornecimento de CC.
É mais eficiente transmitir eletricidade através de linhas de energia em tensões mais altas. Por esse motivo, a geração de plantas usam dispositivos chamados Transformers para aumentar a tensão da transmissão. Isso não aumenta a energia ou a energia: quando a tensão é aumentada, a corrente é reduzida e vice -versa. A transmissão de longa distância de eletricidade ocorre em muitos milhares de volts; No entanto, ele não pode ser usado em residências nessas tensões. Transformadores locais reduzem a tensão para cerca de 110 volts nos EUA e 220-240 volts na Europa, fou suprimentos domésticos.
A eletricidade para dispositivos pequenos e de baixa potência é frequentemente fornecida por baterias. Eles usam energia química para gerar uma corrente elétrica relativamente pequena. Eles sempre geram uma corrente direta e, portanto, têm um terminal negativo e positivo. Os elétrons fluem do terminal negativo para o positivo quando um circuito é concluído.