FISIKA

Energia elektrikoa eta Joule efektua

Elektrizitateko eremu eta potentziala existitzearen ideia bera, berehala lotzen da lan eraginkorra lortzeko karga arteko energia transferentziak kontrolatzeko aukerarekin. Elektrizitate energia ezagutu eta aprobetxatzeko saiakera zientifiko eta teknologikoen arrakastaren froga dira bere aplikazio anitzak gizarte modernoetan.

Elektrizitate energiako iturriak

Etxeko eskalan eta industrialean elektrizitate energiaren ekoizpenean, iturri eta prozedura anitzak erabiltzen dira:

  • Pila eta bateriek, erreakzio kimikoen ekoizpen energetikotik abiatuz elektrizitatezko energia sortzen dute.
  • Dinamoek, mugimenduko energia mekaniko elektriko bilakatzen dute.
  • Industria sorgailu eta alternadoreak, indukzio elektromagnetikoaren fenomenoan oinarritzen dira korronte alternoko elektrizitatezko energia ekoizteko.

Autoaren baterian, energia kimiko elektriko bilakatzen da.

Bizikletako dinamoak lekualdatzeko energia mekanikoa aprobetxatzen du, argi elektrikozko sorta sortzeko.

Kargaturiko eroale bateko energia

Elektrizitate gailu ugaritan, iturri ezberdinetatik lorturiko energia gorputz eroale eta dielektrikotan biltegiratzen da aldi baterako (adibidez, kondentsadoreen bitartez).

Nulua ez den karga elektriko hutsa daukan gorputz eroale bateko elektrizitate energiaren balioa, ondorengo ekuazioan zehazten da: karga biltegiratzeko kapazitatearen produktu erdia bider bere elektrizitate potentziala ber bi.

Elektrizitate korronteko energia eta potentzia

Energia era anitzetatik elektrikora bilakatzeko mekanismoetan, bitarteko eroaleetako karga libreei energia bat komunikatzen da, zein karga bateko produktua bider jasaten duen potentzial diferentzia bezala zehaztu daiteke. Hizkuntza matematikoan:

Era berean, elektrizitate potentzia, denborarekiko energia aldaketa bezala definiturikoa, horrela adierazi daiteke:

Aurreko baliokidetasunetatik, bat baino ez da unibertsala, hau da, azken baliokidetasuna; besteetan, erresistentzia bat dago eta horregatik energia bero bihurtzerakoan soilik aplikatzen dira.

Joule efektua

Elektrizitate energiaren aplikazio garrantzitsuenetarikoa, bero bihurtzeko bere aukeratik dator. Bilakaera hau, Joule efektua bezala ezagutua, gorputz bateko karga elektrikoek izaten dituzken txokeen emaitza bezala esplikatzen da, alegia, korrontea dabilelako, zeinek horrela bere tenperatuta igotzen baitu.

Lana eta beroaren (1 J = 0,24 cal) arteko baliokidetasunetik abiatuta, Joule efektuarentzako ondorengo espresio matematikoa lortzen da:

non DQ kaloriatan espresatzen baita, eta gainerako magnitudeak, Nazioarteko Sistemako unitateetan.

Joule efektua, eguneroko fenomeno ugaritan ikus daiteke. Adibidez, elektrizitate berogailu-teknikarien bitartez beroa sortzeko erabiltzen da. Baina zirkuituetan eragin txarrak ere baditu, elektrizitate motoreetako, iluminaziorako bonbilla eta kableetako beroketa eragiten baitu, sutea eta energia galerak gertatzeko arriskuarekin.

Elektrizitate energiaren sorgailuak

Elektrizitatezko berogailuak, elektrizitate energia kalorifikoan bilakatzen du.

Pila: energia kimikotik elektrikora.

Bateria: energia kimikotik elektrikora.

Dinamoa: energia mekanikotik elektrikora.

Zentral hidroelektrikoa: uraren energia zinetikotik biratzailera (turbina) eta elektrikora.

Zentral termikoa: erretzeko energia kimikotik ur-lurrinezko, biratzaile (turbina) eta elektrizitatezko energiara.

Zentral nuklearra: energia nuklearretik ur-lurrin, energia biratzaile (turbina) eta elektrizitatezkora.

Sorgailu mugikorra: energia kimikotik biratzaile (motorra) eta elektrikora.

 

Potentzia-unitateak

Elektrizitate potentzia wattetan (W sinboloa) neurtzen da Nazioarteko Sisteman. Watta, segundo (1 W = 1 J / 1s). bateko denbora unitatean Julio bateko energia edo lan aldaketa bezala definitzen da. Baina elektrizitate unitateetako hitzetan ere espresa daiteke, volta bider anperearen produktua bezala.

 

James Prescott Joule

James Prescott Joule (1818-1889), fisikari britainiarra, bere bizitza energia elektriko, mekaniko eta kalorifikoaren formetako baliokidetzak erakusten eman zuen. Bere teoria azterketei buruz, termodinamikaren lehenengo legea ere egin zen.