تاریخچه ی:
انرژی الکتریکی
تفاوت با نگارش: 3
| - | !تعریف
__انرژی الکتریکی__ یا __انرژی الکترومغناطیسی__ نوی از ((انرژی)) است که بستگی به موقعیت یک ((بار الکتریکی)) در یک ((میدان الکتریکی)) دارد. انرژی الکتریکی یک بار ''Q'' که در ((پتانسیل الکتریکی)) ''V'' قرار گرفته است، برابر حاصلضرب ''Q V'' است.
ار ''V'' یک ((اتلا پتانسیل)) باشد، همان بارت برابر ((انری)) است که هنگام رکت بار در ول ای پتانیل نتقل می شود. نری الکتریکی همچنین شبیه میدان های الکترومغناطیسی اس ک اطراف یک انتا رار داند یا در فا به ورت ((تعشات الکترومناطیی)) منتشر شده اند. مقدار انرژی الکتریکی که ار یک هادی رار دارد یا انری ای که از یک مسیر موج عبور می کند را می توان وس انترال گیری از اصلرب برداری (کراس) بردارهای ((میدان الکتریکی)) و ((میدان مناطیسی)) در ای مورد نر به دست ورد. />تولید، توی و استاده ا ''انری الکتریکی'' را معمولا ((توان الکتریکی)) می اند. /> />!همچنین ببینید
*((بر)) |
+ |
||__انرژی الکتریکی__ یا __انرژی الکترومغناطیسی__ صوتی از ((انرژی)) است که بستگی به موقعیت یک ((بار الکتریکی)) در یک ((میدان الکتریکی)) دارد. انرژی الکتریکی یک بار ''Q'' که در ((پتانسیل الکتریکی)) ''V'' قرار گرفته است، برابر حاصلضرب ''Q V'' است.|| /> |
>>
!مقدمه
هر ماه از تعداد بسیار اتم تشکیل شده است که هر ((ام)) نیز از سه قسمت ((نوترون)) ، ((پروتون)) و ((الکترون)) تشکلیل شده است. تعداد اکترونها با تعداد پروتونها در حالت عادی (خنثی) برابر است، الکترون دارای بار منفی و پروتون دارای بار مثبت می‌باشند، که الکترونها به دور پروتن و نوترون (هسته اتم) با سرعت بسیار زیادی می‌چرخند. در اثر این چرخش نیوی ز از مرکزی بوجود می‌آید که مقدار این نیو با مقدار نیروی جاذبه بین الکترونها و هسته برابر است، پس این برابری نیرو الترونها را در حالت تعادل نگه می‌دارد و نمی‌گذارد که از هسته دور شوند.
{img src=img/daneshnameh_up/b/b5/circuit2.gif}
|
یک سیم مسی هم دارای تعداد زیادی اتم و در نتیجه الکترون است. هر گاه ما توانیم توسط یک نیرویی الکترونهای در حال چرخش به دور هسته را از مدار خود خارج کنیم و ر یک جهت معین به حرکت در آوریم ((جریان الکتریکی)) برقرار می‌شد. پس این نکته را دریافتیم که جریان رق چیزی جز حرکت الکترونها یست، البته این حرکت بصورت انتقالی انجام می‌شود، ینی ی اتم تعدادی الکترون به اتم کناری خود می‌دهد و اتم کناری نیز به همین ترتیب تعدادی الترو به اتم بعدی می‌دهد و بدین صورت جریان برقرار می‌شود. پس هر گاه که گفته شود جریان برق کم یا زیاد است، یعنی تعداد الکترونهایی که در مسیر سیم در حال حرکت هستند کم یا زیاد است.
!نیروهایی که باعث جدا شدن الکترون از هسته می‌شوند
!!نیروی مغناطیسی خارجی
هرگاه یک سیم ا در یک ((یدان مغناطیسی)) حرکت دهیم؛ نیروی این میدان باعث حرکت الکترونهای سیم می‌شود.
!!ضربه
فرض کنید یک وبوس کنار خیابان ایستاد و تما سافران آن محکم روی صندلیها نستند، بعد یک اتومبیل یر ا سرعت زیاد به لوی این اتوبوس برخورد می‌کند. حال اتوبوس با سرعت ه عقب پرتاب می‌شو و مسافران که در آنها اینرسی سکون ذخیره شده تمایل دارند که به همان حالت سکون باقی بمانند، در نتیجه اتوبوس به عقب رفته ولی مافران در همان نقطه مکانی اقی می‌مانند. در نتیجه مسافران از صندلیهای خود جدا شده و از شیشه اتوبوس به بیرون پرتاب می‌شوند. پس این نیروی ضربه بود که مسافران را از اتوبوس جدا کرد، به همین صورت نیز ضربه می‌تواند الکترونها را از مدار خود خارج کند. نمونه این تولید برق در فندکها می‌باشد.
{img src=img/daneshnameh_up/f/f0/siron.gif}
|
!!انرژی خورشیدی
انرژی خورشیدی نیز دارای نیرویی است که قادر است الکترونها را از مدار خود جدا کند.
!!حرارت و ...
حرارت باعث می‌شود که جنبش ملکولی اجسام زیاد شود، در اثر این جنبش تعداد زیادی مولکول به شدت باهم ررد مکنند که همان نیروی ضربه را بوجود می‌آوردند باعث جدا شدن الکترون از اتم می‌شوند. یک سیم مانند دالانی می‌ماند که در یک دوره زمانی مشخص تعداد معینی از افراد متوانند از آن عبور نند، یعنی برای اینکه در دوره زمانی مشخص مثلا در 1 دقیقه افراد بیشتری بتوانند از این دالان عبور کنند باید سرعت حرکت آنها بیشتر شود، در نتیجه در اثر برخورد با هم و با دیواره دالان باعث ایجاد اصطکاک و گرما می‌شوند.
برای سیم نیز چنین اتفاقی می‌افتد، یعنی اگر بخواهیم تعداد الکترونهای در حال حرکت را افزایش دهیم (جریان را افزایش دهیم) سرعت حرکت الکترونها و نیز تعداد الکترونهایی که همراه باهم از مقطع سیم عبور می‌کنند افزایش می‌یابد، در نتیجه اصطکاک افزایش یافته و تولید گرما می‌کند که اگر جریان بیش از حد مجاز خود از سیم عبور کند گرمای تولید شده باعث ذوب شدن یم می‌شود (سیم می‌وزد). />
{picture=electricenergy_1.jpg}
|
!ولتاژ
آیا یک منبع که ولتاش بیشتر باشد برق بیشتری تولید می‌ن یا منبعی که جریانش بیشتر باشد؟ هرگاه یک اتم الکترنهایش را از ست دهد بار منفی آن کم می‌شود و به اصطلح بطور مثبت باردار شده است، بین بار مثبت و منفی نیروی جاذبه وجود دارد و نیروی جاذبه یک عدد الکترون با نیروی جاذبه یک عدد پروتون برابر است. به همین جهت است که در اتم هر پروتون برای خود یک الکترون اختیار می‌کند تا اینکه بار الکتریکی اتم خنثی شود. در حالت عادی تمام اتمهای یک سیم از نظر بار الکتریکی خنثی هستند، وقتی ما توسط نیروی خارجی الکترونهای اتمهای سیم را جدا می‌کنیم و آنها را به یک سم هدایت می‌کنیم آن طرف سیم که الکترونها به آنجا هدایت شده‌اند دارای زیادی الکترون است، پس بارش منفی می‌شود و طرف دیگر که کمبود الکترون دارد بارش مثبت می‌شود.
در نتیجه بین دو سر سیم یک اختلاف بوجود می‌آید این اختلاف بصورت ((انرژی پتانسیل)) در د ر سیم ذخیره می‌شود تا زمانی که راهی برای خنثی شدنش پیدا کند. پس در این حالت هیچگونه جریانی در سیم و جود ندارد و فقط یک انژی پتانسیل دو سر سیم ذخیره شده است که به ین نیروی پتانسیل ولتاژ الکتریکی ویند. حال چنانچه نیروی خارجی قطع شود الکترونها به سرعت ه جای قبلی خود برمی‌گردند و در یک لحظه چریان برقرار می‌شود.
پس تا زمانی که نیروی خارجی وجود دارد نمی‌گذارد که الکترونها از مسیر همان سیم به جای خود برگردند، پس باید راه دیگری پیدا کنند. برای همین اگر توط یک یم دیگر که میدان خارجی آن را تحت تأثیر خود قرار نداده باشد دو سر سیم قبلی را به هم وصل کنیم الکترنها راهی برای حرکت به سمت مکان کمبود الکترون پیدا می‌کنند در نتیجه جریان ر سیم برقرار می‌شود. پس نتیجه گرفتیم ه در یک مدار الکتریکی کار اصلی را جریان انجام می‌دهد و ولتاژ فقط یک نیروی ذخیره شده است که باعث به حرکت در آوردن الکترونها می‌شود. حال برای بتر متوجه شدن اینکه ولتاژ چگونه باعث به حرکت در آوردن الکترونها (برقراری جریان) م‌شود ب مثا زیر دقت کنید:
فرض کنید دو لیوان داریم که یکی پر و دیگری نصفه است. لیوانها را در کنار هم قرار داده ، می‌دانیم ه بی این دو لیوان اختلاف مقدار آب وجود دارد. همانگونه که بین دو سر سیم اختلاف مقدار الکترون وجود داشت اگر این لیوانها چندین ساعت هم در کنار هم قرار بگیرند هیچ اتفاقی نمی‌افتد، اما چنانچه توسط یک لوله ته دو لیوان را به هم وصل کنیم آب از طرف لیوان پر تر به سمت لیوان نصفه حرکت می‌کند تا زمانیکه سطح آب درون دو لیوان به یک اندازه شود. پس در اینجا اختلاف آب است که باعث حرکت می‌شود و در آنجا اختلاف الکترون (اختلاف پتانسیل) که این اختلاف پتانسیل خود دارای مقدار است که به آن مقدار ولتاژ می‌گویند.
!مباحث مرتبط با عوان |
| | *((الکتریسیته)) | | *((الکتریسیته)) |
| - | *((تعریف الکتریسیته)) | |
| | *((انرژی تجدید پذیر)) | | *((انرژی تجدید پذیر)) |
| | *((انرژی خورشیدی)) | | *((انرژی خورشیدی)) |
| - | *((باتری خورشیدی)) | |
| - | *((باتری های فتو ولتایی)) | |
| | *((انرژی شیمیایی)) | | *((انرژی شیمیایی)) |
| | + | *((باتری خورشیدی)) |
| | + | *((برق)) |
| | + | *((پتانسیل الکتریکی)) |
| | + | *((جریان الکتریکی)) |
| | *((ذخیره انرژی)) | | *((ذخیره انرژی)) |
