Электрический ток

Что такое электрический ток

Электрический ток — направленное движение электрически заряженных частиц под воздействием электрического поля. Такими частицами могут являться: в проводниках –электроны, в электролитах – ионы (катионы и анионы), в полупроводниках – электроныи, так называемые, «дырки» («электронно-дырочная проводимость»). Также существует»ток смещения», протекание которого обусловлено процессом заряда емкости, т.е. изменением разности потенциалов между обкладками. Между обкладками никакого движения частиц не происходит, но ток через конденсатор протекает. 

В теории электрических цепей за ток принято считать направленное движение носителей заряда в проводящей среде под действием электрического поля.

Током проводимости (просто током) в теории электрических цепей называют количество электричества, протекающего за единицу времени через поперечное сечение проводника: i=q/t, где i — ток. А; q = 1,6·10⁹ — заряд электрона, Кл; t — время, с.

Это выражение справедливо для цепей постоянного тока. Для цепей переменного тока применяют так называемое мгновенное значение тока, равное скорости изменения заряда во времени: i(t)= dq/dt.

Электрический ток возникает тогда, когда на участке электрической цепи появляется электрическое поле, или разность потенциалов между двумя точками проводника. Разность потенциалов между двумя точками электрической цепи называют напряжением или падением напряжения на этом участке цепи.

 

Вместо термина «ток» («величина тока») часто применяется термин «сила тока». Однако последний нельзя назвать удачным, так как сила тока не есть какая-либо сила в буквальном смысле этого слова, а только интенсивность движения электрических зарядов в проводнике, количество электричества, проходящего за единицу времени через площадь поперечного сечения проводника. 
Ток характеризуется силой тока, которая в системе СИ измеряется в амперах (А), и плотностью тока, которая в системе СИ измеряется в амперах на квадратный метр.  
Один ампер соответствует перемещению через поперечное сечение проводника в течение одной секунды (с) заряда электричества величиной в один кулон (Кл):

1А = 1Кл / с.

В общем случае, обозначив ток буквой i, а заряд q, получим:

i = dq / dt. 

Единица тока называется ампер (А). Ток в проводнике равен 1 А, если через поперечное сечение проводника за 1 сек проходит электрический заряд, равный 1 кулон. 

Рис. 1. Направленное движение электронов в проводнике 

Если вдоль проводника действует напряжение, то внутри проводника возникает электрическое поле. При напряженности поля Е на электроны с зарядом е действует сила f = Ее. Величины f и Е векторные. В течение времени свободного пробега электроны приобретают направленное движение наряду с хаотическим. Каждый электрон имеет отрицательный заряд и получает составляющую скорости, направленную противоположно вектору Е (рис. 1). Упорядоченное движение, характеризуемое некоторой средней скоростью электронов vcp, определяет протекание электрического тока.

Электроны могут иметь направленное движение и в разреженных газах. В электролитах и ионизированных газах протекание тока в основном обусловлено движением ионов. В соответствии с тем, что в электролитах положительно заряженные ионы движутся от положительного полюса к отрицательному, исторически направление тока было принято обратным направлению движения электронов.

За направление тока принимается направление, в котором перемещаются положительно заряженные частицы, т.е. направление, противоположное перемещению электронов. 
В теории электрических цепей за направление тока в пассивной цепи (вне источников энергии) взято направление движения положительно заряженных частиц от более высокого потенциала к более низкому. Такое направление было принято в самом начале развития электротехники и противоречит истинному направлению движения носителей заряда — электронов, движущихся в проводящих средах от минуса к плюсу.

 

Направление электрического тока в электролите и свободных электронов в проводнике

Величина, равная отношению тока к площади поперечного сечения S, называются плотностью тока (обозначается δ): δ= I / S

При этом предполагается, что ток равномерно распределен по сечению проводника. Плотность тока в проводах обычно измеряется в А/мм2.

По типу носителей электрических зарядов и среды их перемещения различают токи проводимости итоки смещения. Проводимость делят на электронную и ионную. Для установившихся режимов различают два вида токов: постоянный и переменный.

Электрическим током переноса называют явление переноса электрических зарядов заряженными частицами или телами, движущимися в свободном пространстве. Основным видом электрического тока переноса является движение в пустоте элементарных частиц, обладающих зарядом (движение свободных электронов в электронных лампах), движение свободных ионов в газоразрядных приборах.

Электрическим током смещения (током поляризации) называют упорядоченное движение связанных носителей электрических зарядов. Этот вид тока можно наблюдать в диэлектриках. 
Полный электрический ток — скалярная величина, равная сумме электрического тока проводимости, электрического тока переноса и электрического тока смещения сквозь рассматриваемую поверхность.

Постоянным называют ток, который может изменяться по величине, но не изменяет своего знака сколь угодно долгое время. Подробнее об этом читайте здесь: Постоянный ток

Переменным называют ток, который периодически изменяется как по величине, так и по знаку.Величиной, характеризующей переменный ток, является частота (в системе СИ измеряется в герцах), в том случае, когда его сила изменяется периодически. Переменный ток высокой частоты вытесняется на поверхность проводника. Токи высокой частоты применяется в машиностроении для термообработки поверхностей деталей и сварки, в металлургии для плавки металлов. Переменные токи подразделяют насинусоидальные и несинусоидальные. Синусоидальным называют ток, изменяющийся по гармоническому закону:

i = Im sin ωt,

где Im, — амплитудное (наибольшее) значение тока, А,

Скорость изменения переменного тока характеризуется его частотой, определяемой как число полных повторяющихся колебаний в единицу времени. Частота обозначается буквой f и измеряется в герцах (Гц). Так, частота тока в сети 50 Гц соответствует 50 полным колебаниям в секунду. Угловая частота ω — скорость изменения тока в радианах в секунду и связана с частотой простым соотношением:

ω = 2πf

Установившиеся (фиксированные) значения постоянного и переменного токов обозначают прописной буквой I неустановившиеся (мгновенные) значения — буквой i. Условно положительным направлением тока считают направление движения положительных зарядов.

Переменный ток — это ток, который изменяется по закону синуса с течением времени.

Под переменным током также подразумевают ток в обычных одно- и трёхфазных сетях. В этом случае параметры переменного тока изменяются по гармоническому закону.

Поскольку переменный ток изменяется во времени, простые способы решения задач, пригодные для цепей постоянного тока, здесь непосредственно неприменимы. При очень высоких частотах заряды могут совершать колебательное движение — перетекать из одних мест цепи в другие и обратно. При этом, в отличие от цепей постоянного тока, токи в последовательно соединённых проводниках могут оказаться неодинаковыми. Ёмкости, присутствующие в цепях переменного тока, усиливают этот эффект. Кроме того, при изменении тока сказываются эффекты самоиндукции, которые становятся существенными даже при низких частотах, если используются катушки с большой индуктивностью. При сравнительно низких частотах цепи переменного тока можно по-прежнему рассчитывать с помощью правил Кирхгофа, которые, однако, необходимо соответствующим образом модифицировать.

Цепь, в которую входят разные резисторы, катушки индуктивности и конденсаторы, можно рассматривать, как если бы она состояла из обобщённых резистора, конденсатора и катушки индуктивности, соединённых последовательно. 

Рассмотрим свойства такой цепи, подключённой к генератору синусоидального переменного тока. Чтобы сформулировать правила, позволяющие рассчитывать цепи переменного тока, нужно найти соотношение между падением напряжения и током для каждого из компонентов такой цепи.

Конденсатор играет совершенно разные роли в цепях переменного и постоянного токов. Если, например, к цепи подключить электрохимический элемент, то конденсатор начнёт заряжаться, пока напряжение на нём не станет равным ЭДС элемента. Затем зарядка прекратится и ток упадёт до нуля. Если же цепь подключена к генератору переменного тока, то в один полупериод электроны будут вытекать из левой обкладки конденсатора и накапливаться на правой, а в другой — наоборот. Эти перемещающиеся электроны и представляют собой переменный ток, сила которого одинакова по обе стороны конденсатора. Пока частота переменного тока не очень велика, ток через резистор и катушку индуктивности также одинаков.

В устройствах-потребителях переменного тока переменный ток часто выпрямляется выпрямителями для получения постоянного тока.

Проводники электрического тока

Материал, в котором течёт ток, называется проводником. Некоторые материалы при низких температурах переходят в состояние сверхпроводимости. В таком состоянии они не оказывают почти никакого сопротивления току, их сопротивление стремится к нулю. Во всех остальных случаях проводник оказывает сопротивление течению тока и в результате часть энергии электрических частиц превращается в тепло. Силу тока можно рассчитать по закону Ома для участка цепи и закону Ома для полной цепи.

Скорость движения частиц в проводниках зависит от материала проводника, массы и заряда частицы, окружающей температуры, приложенной разности потенциалов и составляет величину, намного меньшую скорости света. Несмотря на это, скорость распространения собственно электрического тока равна скорости света в данной среде, то есть скорости распространения фронта электромагнитной волны.

Как ток влияет на организм человека

Ток, пропущенный через организм человека или животного, может вызвать электрические ожоги, фибрилляцию или смерть. С другой стороны, электрический ток используют в реанимации, для лечения психических заболеваний, особенно депрессии, электростимуляцию определённых областей головного мозга применяют для лечения таких заболеваний, как болезнь Паркинсона и эпилепсия, водитель ритма, стимулирующий сердечную мышцу импульсным током, используют при брадикардии. В организме человека и животных ток используется для передачи нервных импульсов.

 

По технике безопасности, минимально ощутимый человеком ток составляет 1 мА. Опасным для жизни человека ток становится начиная с силы примерно 0,01 А. Смертельным для человека ток становится начиная с силы примерно 0,1 А. Безопасным считается напряжение менее 42 В.

Электрический ток

Еще в 18 веке было доказано, что электрический ток способен оказывать сильное негативное влияние на человеческий организм. Но только спустя около века были сделаны первые описания электротравм, получаемых от воздействия постоянного тока (1863 г.) и переменного (1882 г.).

Что такое электротравма и электротравматизм?

Электротравма – повреждение человеческого организма электрическим током (электрической дугой).

Явление электротравматизма объясняется последовательностью следующих особенностей: в организме человека, случайно оказавшегося под воздействием напряжения, возникает защитная реакция. Иными словами, противостояние электрическому току начинает происходить в момент его непосредственного протекания через наше тело. В таких ситуациях происходит непросто сильное воздействие токов на организм человека, но и нарушение кровообращения, дыхания, сердечно-сосудистой и нервной системы и т. п.

Электротравму предугадать нелегко, поскольку ее получение происходит не только при непосредственном контакте с токоведущими элементами, но и при взаимодействии с электрической дугой и шаговым напряжением.

Электротравматизм хоть и случается реже других видов производственных травм, но при этом находится на первых местах среди тех повреждений, которые оцениваются тяжелыми и приводящими к летальному исходу. Наибольший процент травм, вызванных влиянием электрического тока, происходит в процессе работы на электрических установках высокого напряжения (до 1000 В). Главной причиной электротравм служит частое использование именно таких типов электрических установок, а также недостаточная квалификация работников.

Безусловно, существуют агрегаты с более высоким показателем напряжения (свыше 1000 В), но, как ни странно, в их эксплуатации поражения током редки. Такая закономерность объясняется высоким профессионализмом и компетентностью обслуживающего высоковольтные установки персонала.

Самыми распространенными причинами поражения током являются:

• прямой телесный контакт с неизолированными токоведущими частями;
• прикосновение к деталям электрического оборудования, изготовленным из металла;
• прикосновение к неметаллическим элементам, находящимся под сильным напряжением;
• взаимодействие с током шагового напряжения или с электрической дугой.

Классификация поражений электрическим током

Воздействие электрического тока при протекании через человеческий организм бывает термическим, электролитическим и биологическим.

• Термическое воздействие – сильный нагрев тканей, что нередко сопровождается ожогами.
• Электролитическое воздействие – разложение органических жидкостей, к которым относится и кровь.
• Биологическое воздействие – нарушение биоэлектрических процессов, раздражение и возбуждение живых тканей, частое и беспорядочное сокращение мышц.

Поражения электротоком делятся на два основных вида:

• Электротравмы – локальные поражения тканей или органов (ожоги, знаки, электрометаллизация).
  
• Электрический ожог – итог сильного нагрева током (свыше одного ампера) тканей человека. Ожог, поражающий только кожный покров, называется поверхностным; повреждающий глубокие ткани тела является внутренним. Также электрические ожоги делятся по принципу возникновения: контактные, дуговые, смешанные.
• Электрический знак внешне выглядит как серое или бледно-желтое пятно, напоминающее мозоль. Возникает данная травма в области контакта с токоведущим элементом. В основном, знаки не сопровождаются сильной болью и по прошествии небольшого количества времени сходят.
• Электрометаллизация – явление, при котором кожа человека пропитывается металлическими микрочастицами. Это происходит в момент, когда металл под влиянием тока испаряется и разбрызгивается. Пораженная кожа приобретает цвет, соответствующий проникшим соединениям металла, и становится шероховатой. Процесс электрометаллизации не опасен, а эффект после него по истечении некоторого времени пропадает аналогично электрическим знакам. Куда более серьезные последствия имеет металлизация органов зрения.

Помимо ожогов, знаков и электрометаллизации в число электротравм также входит электроофтальмия и различные механические повреждения. Последние являются итогом непроизвольных сокращений мышц в момент протекания тока. К ним относятся сильные разрывы кожного покрова, кровеносных сосудов, нервов, а также вывихи и переломы.

 Электроофтальмия – явление, представляющее собой сильное воспаление глазных яблок после воздействия УФ-лучей электрической дуги.

• Электрический удар выражается в форме сильного возбуждения живых тканей после воздействия на них электрического тока. Как правило, данное явление сопровождается беспорядочным судорожным сокращением мышц. Исход электроударов бывает разным, на основе чего они и делятся на пять видов:
• без потери сознания;
• с потерей сознания, сопровождающееся нарушением функционирования сердца и дыхания;
• с потерей сознания, но без сбоев в работе сердечно-сосудистой системы и без нарушения дыхания;
• клиническая смерть;
• электрический шок.

Два последних вида стоит рассмотреть более подробно.

Клиническая смерть иначе называется также «мнимой» смертью, характеризующаяся длительностью в 6-8 минут. Данное явление считается переходным состоянием от жизни к смерти, которое сопровождается прекращением работы сердца и приостановлением дыхания. По прошествии вышеуказанного периода времени начинается необратимый процесс гибели клеток коры головного мозга, что заканчивается биологической смертью. 

Распознать мнимую смерть можно по следующим признакам:

• фибрилляция сердца (т.е. разрозненное сокращение его мышечных волокон, сопровождающееся нарушением синхронной деятельности и насосной функции) или его полная остановка;
• отсутствие пульса и дыхания;
• синеватый цвет кожи;
• расширенные зрачки без реагирования на свет, как следствие недостатка кислорода в коре головного мозга.

Электрический шок представляет собой тяжелую нервнорефлекторную реакцию человеческого организма на воздействие тока. Данное явление сопровождается сильными расстройствами дыхания, функционирования кровеносной и нервной системы и др.

Организм моментально реагирует на влияние электрического тока, вступая в фазу сильного возбуждения. В этот период происходит полная реакция на причинение боли, сопровождающаяся повышением артериального давления и другими процессами. Фаза возбуждения сменяется фазой торможения, которой свойственно истощение нервной системы, слабое дыхание, попеременное падение и учащение пульса, снижение артериального давления. Все перечисленные признаки приводят организм в состояние глубокой депрессии. Электрический шок может длиться как несколько десятков минут, так и несколько суток. Итог может быть полярно разным: либо полное выздоровление, либо необратимая биологическая смерть.

Предельные значения действия тока на человека

От показателя силы тока напрямую зависит его влияние на организм человека:

• 0,6-1,5 мА при переменном токе (50Гц) и 5-7 мА при постоянном токе – ощутимый ток;
• 10-15 мА при переменном токе (50Гц) и 50-80 мА при постоянном токе – не отпускающий ток, который в момент прохождения через организм провоцирует сильные судорожные сокращения мышц той руки, которая сжимает проводник;
• 100 мА при переменном (50Гц) и 300 мА при постоянном токе – фибрилляционный ток, который приводит к фибрилляции сердца.

Влияние различных факторов на степень воздействия тока

Итог влияния электрического тока на организм человека также напрямую зависит от следующих факторов:

• длительность протекания тока. То есть, чем дольше человек находился под воздействием, тем выше опасность и серьезней нанесенные травмы;
• специфические особенности каждого организма в данный момент: масса тела, физическое развитие, состояние нервной системы, наличие каких-либо заболеваний, алкогольное или наркотическое опьянение и др.;
• «фактор внимания», т.е. подготовленность к возможности получения электрического удара;
• путь тока сквозь человеческое тело. Например, более серьезную опасность несет прохождение тока через сердце, легкие, мозг. В случае, если ток обошел жизненно важные органы, риск серьезных поражений резко снижается. На сегодняшний день зафиксирован самый популярный путь прохождения тока, который называется «петлей тока» — правая рука-ноги. Петли, отнимаемые работоспособность человека более чем на трое суток, представляют собой пути рука-рука (40%), правая рука-ноги (20%), левая рука-ноги (17%).

Знание влияния электрического тока на человеческий организм крайне необходимо. Это поможет Вам в чрезвычайных ситуациях оказать правильную медицинскую помощь пострадавшему.

Торговая сеть «Планета Электрика» обладает широким ассортиментом различных средств защиты при различных работах, с которым более подробно можно ознакомиться в нашем каталоге. 

Как производится электричество? | Мистер Электрик

Каждый из нас зависит от электричества, чтобы нормально двигаться в течение дня. Наши сотовые телефоны, ноутбуки и бесчисленное множество других приборов работают от электричества. Наша потребность в электричестве совершенно очевидна и особенно осознается, когда что-то идет не так, что наиболее вероятно, когда вы звоните нам!

Вы знаете, что вам нужно электричество, но знаете ли вы, что это такое на самом деле и как оно производится? Присоединяйтесь к мистеру Электрику, когда мы вернемся к основам и поближе познакомимся с электричеством, которое питает нашу жизнь.

Что такое электричество?

Прежде чем углубляться в то, как производится электричество, давайте начнем с небольшого «Электричества 101». Проще говоря, электричество — это поток электронов из одного места в другое, точнее, по цепи.

Вы, вероятно, можете вспомнить свой школьный урок химии (с любовью или отвращением — между ними не так много!), где вы узнали об атомах или «кирпичиках жизни». Электроны — это отрицательно заряженные субатомные частицы. Если один из этих электронов освободить от атома и заставить двигаться, будет произведено электричество.

Самые внешние электроны, или валентные электроны, требуют наименьшего количества силы, чтобы освободиться от атома. Когда свободные электроны находят новые атомы, чтобы зацепиться за них, они «выталкивают» существующий электрон, и процесс начинается сначала, производя электрический ток.

Такие элементы, как медь, серебро и золото, имеют очень подвижные электроны, что означает, что эти элементы являются отличными проводниками электричества. Эти знания играют значительную роль в том, как производится наша электроэнергия!

Как производится?

Чтобы вы могли щелкнуть выключателем или нажать кнопку «вкл», за кулисами усердно работает электричество. Давайте рассмотрим путь электричества от электростанции к вам.

Электричество начинается с одного из трех основных видов топлива: ископаемое топливо (например, уголь, нефть и природный газ), ядерная энергия и возобновляемые альтернативы (например, энергия ветра, солнца и воды). Это топливо создает пар или жидкость, которая приводит в движение турбину, которая вращает магнит в генераторе. Это движение заставляет те электроны двигаться, что производит электричество!

Но это не останавливается на достигнутом — этому электрическому току еще предстоит пройти долгий путь, чтобы добраться до вас. Как только генератор вырабатывает электрический ток, он по толстым проводам передается на трансформаторы, которые усиливают напряжение. Это высоковольтное электричество передается в энергосистему. Одна в энергосистеме, электричество перемещается на разные подстанции, которые снижают напряжение для использования в больших условиях, таких как заводы.

Чтобы электроэнергия действительно поступала к вам, она распределяется между местными трансформаторами по линиям электропередач, которые либо проложены под землей, либо смонтированы. Эти местные трансформаторы дополнительно снижают напряжение, поэтому вы получаете электричество безопасно. Когда он, наконец, прибывает в ваш дом, и вы щелкаете выключателем или нажимаете кнопку «вкл», вы замыкаете цепь, и электричество течет.

Вот оно! Теперь, когда вы хорошо осведомлены об электричестве и о том, как оно доходит до вас, вы готовы решить любой вопрос по электричеству, который возникнет у вас на пути, что может пригодиться для школьного проекта по химии для ваших детей!

Нужно небольшое электрическое усиление? Дружелюбный технический специалист Mr. Electric готов помочь. Расписание и назначение с нами сегодня!

Кроме того, вам интересно узнать больше о том, как все работает? Прочтите этот блог от нашего коллеги по бренду Neighbourly, Mr. Appliance, о том, как ваш холодильник остается холодным.

Ищете специалиста по обслуживанию? Посетите GetNeighborly.com, чтобы найти решение для ремонта вашего дома.

Этот блог предоставляется Mr. Electric в образовательных целях только для того, чтобы дать читателю общую информацию и общее понимание по конкретному вопросу, указанному выше. Блог не должен использоваться в качестве замены лицензированного специалиста по электротехнике в вашем штате или регионе. Перед выполнением любого домашнего проекта ознакомьтесь с законами города и штата.

 

Как работает электричество? | Learning Source

Мы используем электричество каждый день (почти) для всего. От зарядки мобильного телефона до принятия горячей ванны и просмотра любимых сериалов по телевизору — электричество есть практически везде. Тем не менее, большинство из нас, вероятно, не могли четко ответить на вопрос: «Как работает электричество ? » 

В этой статье мы дадим вам четкое представление о том, что такое электричество, а также некоторые интересные факты, в том числе о том, сколько ватт требуется вашим ежедневным приборам.

Как работает электричество?  

Сама концепция электричества основана на движении электронов. Когда вы заставляете электроны двигаться синхронно, они в конечном итоге выделяют тепло, которое превращает провод, по которому они движутся, в магнит.

Britannica описывает электричество как явление, связанное с неподвижными или движущимися электрическими зарядами. Каждый электрический заряд является фундаментальным свойством материи, переносимой элементарными частицами.

Для электричества эта элементарная частица представляет собой электрон с отрицательным зарядом, который передается следующему электрону обычным методом. Итак, когда мы говорим о том, как работает электричество, это, по сути, результат накопления или движения определенного количества электронов. Более того, электричество движется по замкнутому контуру, по которому движутся электроны.

Поясним это на примере.

Представьте, что вы щелкаете выключателем, чтобы включить свет. Что вы делаете? Вы в основном замыкаете цепь. Применяя ту же логику, когда вы выключите выключатель, вы разомкнете цепь.

Теперь, когда вы замыкаете цепь, поток электричества от электрических проводов проходит через них через свет, и наоборот. Точно так же та же логика применяется, когда вы заряжаете свой телефон, включаете телевизор или работаете с любым другим устройством.

Кроме того, электричество принимает различные формы, такие как вода, уголь, ветер, солнечная энергия, гидроэлектроэнергия и ядерная энергия.  

Как и из чего производится электричество?  

источник

Немногие люди знают, что электричество на самом деле является вторичным источником энергии — то, что вы получаете от преобразования других первичных источников энергии, таких как природный газ, уголь, ядерная энергия, нефть и так далее. Интересно, что эти первичные источники энергии могут быть как возобновляемыми, так и невозобновляемыми, но само электричество не является ни тем, ни другим.

Электричество состоит из строительных блоков, называемых атомами, поэтому вам необходимо понять, как ведут себя атомы и, самое главное, как ведут себя электроны.

У каждого атома есть ядро, состоящее из протонов и нейтронов, а электроны — это заряженные частицы, которые вращаются вокруг ядра в оболочках. Поскольку протоны имеют положительный заряд, а электроны — отрицательный, они притягиваются друг к другу. Это удерживает оба заряда равными, что, в свою очередь, удерживает атом в равновесии. Итак, положительный заряд протона равен отрицательному заряду электрона.

Нейтроны не имеют электрического заряда, и поэтому они не играют активной роли, когда дело доходит до балансировки атома.

Понимание взаимосвязи между протонами и электронами  

E лектроны сильно притягиваются к протонам. Но электроны в самой внешней оболочке не имеют такого сильного притяжения к протонам по сравнению с электронами в ближайших оболочках.

Слабо притягивающиеся электроны могут быть вытолкнуты с орбиты, что, в свою очередь, заставляет их переходить от одного атома к другому. Именно эти движущиеся электроны и есть электричество.

Электричество состоит из электронов. Но с технической точки зрения именно поток электрического заряда как форма электричества создает поток электрического тока.

Напомним, движение нескольких электронов создает магнитные поля, которые запускают формирование электрических зарядов.

Проводящие материалы, которые используются для переноса электрического заряда, такие как медная проволока, имеют поток электронов с отрицательным зарядом. Это помогает проводить электричество, придавая потоку электронов целевое направление, позволяя им двигаться равномерно, одновременно создавая положительный заряд, известный как электрический ток.

Чтобы создать электричество, вам нужно правильно обуздать этот поток электрического тока, а затем направить его вместе с проводящим материалом.

Как измеряется электроэнергия? В каких единицах?

Измерение электричества и электрических единиц взаимосвязано. Вскоре вы поймете, что это значит.

Первой единицей измерения электрического тока в международной системе единиц является ампер или ампер (А). Он обозначает количество электронов (также известный как электрический ток), которые проходят через электрическую цепь в данный момент времени.

Далее следует вольт (В), который является мерой силы, толкающей электрон через электрическую цепь. Эта сила также известна как разность электрических потенциалов. Когда мы определяем напряжение, мы рассчитываем потенциал движения энергии. По сути, более низкое напряжение соответствует более низкой силе, а высокое напряжение означает более высокую силу.

Для измерения электричества необходимо также измерить электрическое сопротивление, которое выражается в омах (Ом). Как уже упоминалось, медная проволока является проводящим материалом, и, поскольку она имеет минимальное сопротивление, она обеспечивает легкий поток электронов. Именно поэтому медь является хорошим проводником электричества, имея низкое сопротивление.

Вот и все: для измерения электричества нужны ампер, вольт и ом.

Что касается взаимосвязи между тремя понятиями, то один ампер эквивалентен величине тока, создаваемого силой в 1 В, действующей через сопротивление в 1 Ом.

Теперь медленно прочитайте это еще раз, мы знаем, что это немного сложно.

Обсуждение того, как измерять электричество, останется неполным, если вы не упомянете ватты (Вт), которые являются мерой мощности. Названная в честь шотландского изобретателя Джеймса Ватта, эта единица измерения показывает скорость выполнения работы.

Если вы подумаете об лампочке (созданной другим известным изобретателем, Томасом Эдисоном), вы поймете, как она светит ярче, когда вы увеличиваете подаваемую электрическую мощность, что также приводит к более высокой мощности. Лампа мощностью один ватт преобразует один джоуль электрической энергии в секунду.

При измерении электричества последней единицей, которую вы должны знать, является кулон, который представляет собой количество заряда, протекающего при силе тока в один ампер.

Другими словами, 1 ампер = 1 кулон в секунду 

Почему электричество так важно?  

Мы почти уверены, что никто не будет спорить с важностью электричества. Учитывая неудобства, связанные даже с кратковременным отключением электроэнергии, жизнь без электричества практически немыслима. В конце концов, это необходимая форма энергии, которую мы используем на протяжении всей жизни, будь то отопление, освещение, транспорт или развлечения.

На самом деле, нам нужно электроэнергии для более зеленой и чистой Земли .

От вращающихся лопастей ветряных турбин до солнечной энергии и направления пара к геотермальным электростанциям — все остановилось бы при отсутствии электричества. Если вы хотите пользоваться возобновляемыми источниками энергии, вам необходимо обеспечить стабильное электроснабжение.

Откуда берется энергия?  

В Соединенных Штатах Америки тремя основными источниками производства электроэнергии являются уголь, нефть и природный газ . Но это может отличаться в зависимости от части мира, в которой вы живете. Например, гидроэнергетика является основным источником электроэнергии в Канаде, а во Франции электроэнергия в основном вырабатывается из ядерной энергии.

К счастью, растущая осведомленность об альтернативных источниках энергии привела к тому, что дома и предприятия используют энергию ветра и солнечную энергию. Атомные электростанции, биомасса и гидроэлектростанции также используются для производства электроэнергии.

Чтобы узнать больше о вашем источнике электроэнергии, вы можете обратиться к поставщику энергии за дополнительной информацией.

Почему электричество не является источником энергии?  

Если вы вспомните, как мы описывали электричество ранее, вы поймете, что это способ транспортировки энергии из одного места в другое. Таким образом, электричество является не источником энергии само по себе, а скорее вторичным источником энергии.

Давайте обсудим это с помощью энергии ветра.

Поток ветра помогает приводить в действие турбины, которые подключены к электрогенератору, вырабатывающему электричество. Таким образом, как только электричество вырабатывается и транспортируется, энергия преобразуется в другие формы энергии. Это также соответствует первому закону термодинамики, что его нельзя создать или разрушить.

Потенциальная энергия, хранящаяся в возобновляемых и невозобновляемых источниках энергии, преобразуется в электричество, которое затем используется для питания электрических устройств, транспортных средств и других вещей.

Определение потребления электроэнергии  

Очень важно знать общее потребление электроэнергии обычными бытовыми приборами. Ведь чем выше потребление электроэнергии, тем больше вам придется платить. Ниже мы составили список потребления электроэнергии для нескольких распространенных электронных устройств.

Сколько электроэнергии потребляет телевизор?  

Как правило, большинство телевизоров потребляют от 120 до 170 Вт в зависимости от размера устройства и используемой технологии.

Например, 42-дюймовый ЖК-дисплей потребляет 120 Вт, а 50-дюймовый ЖК-дисплей — 150 Вт. Но когда вы меняете технологию, для работы 42-дюймового плазменного телевизора потребуется 220 Вт, а для 50-дюймовой плазмы — 300 Вт.

Сколько электроэнергии потребляет компьютер?  

Диапазон энергопотребления настольного компьютера составляет около 200 Вт, и, опять же, в зависимости от типа используемого устройства потребление электроэнергии будет различаться.

Сколько электроэнергии потребляет лампочка?  

Чтобы узнать количество электроэнергии, потребляемой лампочкой, вам нужно посмотреть на количество ватт на ее упаковке. У вас могут быть лампочки мощностью 100 Вт, а также лампы мощностью 60 Вт. Более того, в то время как для светодиодной лампочки требуется 18 Вт, для люминесцентных ламп требуется около 36 Вт.

Сколько электроэнергии потребляет духовка?  

Духовки бывают всех форм и размеров — некоторые предназначены для коммерческих кухонь, а другие предназначены для домашнего использования. Кроме того, блюда, которые вы готовите, также имеют разную температуру и продолжительность приготовления.

Для духовок нормально использовать мощность от 1000 до 5000 Вт, при этом средняя мощность составляет около 2400 Вт в час, при условии, что обычная температура приготовления остается в пределах 300-425°F.

Сколько электроэнергии потребляет кондиционер?  

Как и печи, кондиционеры также доступны в различных конфигурациях. Несколько других факторов также влияют на общее потребление электроэнергии — от количества комнат в вашем доме или квартире до желаемой внутренней температуры, вашей изоляции и так далее.

География и сезон также имеют решающее значение. Подумайте об этом: использование переменного тока зимой в Нью-Йорке будет отличаться от использования переменного тока летом в Палм-Спрингс.

Чтобы дать вам представление, среднестатистический центральный кондиционер потребляет от 3000 до 5000 Вт энергии в жаркие месяцы года.

Сколько электроэнергии потребляет сушилка?  

В среднем сушилка для белья потребляет 5000 Вт, а средняя стиральная машина потребляет от 500 Вт (неэлектрический нагрев воды) до 1800 Вт (с электрическим нагревом воды).

Диммеры потребляют меньше электроэнергии?  

Да, диммеры обеспечивают более низкое потребление энергии.

Современные диммеры потребляют меньше электроэнергии по сравнению со старыми диммерами, поскольку в первых используется симисторный переключатель, отключающий подачу электроэнергии несколько раз в секунду.

В результате общее количество энергии, достигающей лампочки, уменьшается. Это снижает количество производимого света, который, в свою очередь, потребляет меньше электроэнергии.

Сколько электроэнергии я использую?  

источник

Лучший способ определить общее количество потребляемой электроэнергии – это проанализировать свои ежемесячные счета за электроэнергию.

Потребление электроэнергии зависит от времени года, погоды и других факторов. Например, в те месяцы, когда вас нет дома, потребление электроэнергии будет ниже, чем в месяцы, когда к вам приходят гости.

Вы также можете рассчитать энергопотребление по следующей формуле: 

Шаг 1. Рассчитайте мощность каждого устройства, которое вы используете ежедневно  

Вы найдете это на упаковке каждого устройства. Вот список повседневных устройств, которые помогут вам начать работу: 

• Микроволновая печь: 750–1100 Вт 
• Посудомоечная машина: 1200–2400 Вт
• Утюг: 100–1800 Вт
• Ноутбук: 50 Вт
• Кофеварка: 900–1200 Вт

Шаг 2. Переведите ватты в киловатты  

Каждая 1000 Вт равна 1 кВт, поэтому просто примените это для своей мощности.

Шаг 3. Узнайте количество киловатт и ежемесячное использование прибора  

Для этого вам понадобятся три формулы: 

1. Расчет ватт-часов в день

Мощность устройства (Вт) x Часы, используемые в день = Ватт-часы (Втч) в день

2. Преобразование ватт-часов в киловатты

Использование устройства (Втч) / 1000 (Втч/кВтч) = Использование устройства в кВтч

Ежедневное потребление (кВтч) x 30 (дней) = приблизительное месячное потребление (кВтч / месяц) 

Шаг 4. Рассчитайте полную стоимость   

Ежемесячное потребление в киловатт-часах (кВтч) x Тариф на электроэнергию ($/ кВтч) = приблизительная стоимость в месяц 

Каково среднее потребление электроэнергии домохозяйством?  

В 2019 году среднегодовое потребление электроэнергии бытовым потребителем коммунальных услуг в США составило 10 649 кВтч, в среднем почти 877 кВтч в месяц.