Zelená výstava - Energie - Elektrická energie

Energie - Elektrická energie

Elektrická energie je schopnost elektromagnetického pole konat elektrickou práci. Čím větší energii má elektromagnetické pole, tím více elektrické práce může vykonat.
Elektrický potenciál mají všechna tělesa s elektrickým nábojem (elektricky nabitá tělesa). Nejčastěji se elektrický potenciál udává pro elektrické zdroje ve formě elektromotorického napětí.
Schopnost přenášet elektrickou energii (přesněji: energii elektromagnetického pole) vyplývá z Maxwellových rovnic elektromagnetického pole, které toto pole přesně popisují. Vlastním přenašečem elektrické energie je vždy elektromagnetické pole jako takové (nikoliv elektrické napětí a nikoliv elektrický proud, které jsou jen vnějšími projevy tohoto pole).

Všechny tyto spotřebiče spotřebovávají jiné množství elektrické energie. Víš kolik spotřebuje např. žehlička, pračka nebo tvůj počítač.

Maxwellovy rovnice jsou základní zákony v makroskopické teorii elektromagnetického pole, které zformuloval James Clerk Maxwell v roce 1865. Lze je zapsat buď v integrálním nebo diferenciálním tvaru. V integrálním tvaru popisují elektromagnetické pole v jisté oblasti, kdežto v diferenciálním tvaru v určitém bodu této oblasti.

Spotřebovaná elektrická energie (úbytek elektrické energie) ΔE se rovná elektrické práci W vykonané elektromagnetickým polem:

Δ E = − W

Spotřebovaná elektrická energie ve spotřebiči, jímž protéká stálý elektrický proud I po dobu t, a na jehož svorkách je stálé elektrické napětí U, se vypočte:

E = U . I . t

nebo též

E = P . t

kde P je stálý elektrický příkon spotřebiče.

Kromě jednotky joule se pro elektrickou energii v praxi používá jednotka kilowatthodina, zkratka kWh:

1 kWh = 3,6 MJ

Elektrický proud je uspořádaný pohyb nosičů elektrického náboje. Stejnojmenná fyzikální veličina, obvykle označovaná I, a její jednotka je ampér (A), vyjadřuje množství elektrického náboje prošlého za jednotku času daným průřezem.

V úvahách se často používá dohodnutý směr toku proudu, který je od kladného pólu zdroje přes spotřebič k zápornému pólu zdroje. Tento dohodnutý směr je opačný než skutečný směr toku elektronů ve vodiči.

Proud v elektrických rozvodech může být stejnosměrný (značí se ss, anglicky DC – direct current) nebo střídavý (značí se stř., anglicky AC – alternating current), jehož směr toku i okamžitá velikost se v čase cyklicky mění. Střídavý proud může mít harmonický nebo obecný průběh. Časový průběh proudu s harmonickým průběhem má tvar sinusoidy.

Kilowatthodina je termín používán pro výpočet spotřebované elektřiny a označuje množství energie, kterou spotřebovává určité elektrické zařízení během jedné hodiny, odtud zkratka kWh. Na většině elektrických zařízení se nalézá štítek označující maximální výkon spotřebiče. Každé zařízení ve vaší domácnosti pracuje určité množství času, takže spotřeba energie za určité období (kW • h) je přesnějším indikátorem spotřeby energie. Kilowatthodina je tedy množství elektřiny spotřebované během jedné hodiny.

A máme zde malé zopakování.

V jakých jednotkách se nejčastěji udává elektrický potenciál pro elektrické zdroje ve formě elektromotorického napětí?
Jaká jednotka se využívá v praxi pro změření elektrické energie? (v těchto jednotkách mamince a tatínkovi chodí vyúčtování spotřebované elektřiny)