Energia elektriko

Energia elektrikoa bi punturen arteko potentzial elektrikoaren diferentziak sortutako energiari deritzo. Puntu bi hauen artean zirkuitu elektriko bat konektatzen bada, korronte elektriko bat sortzen da.

Korronte elektrikoa energia elektrikoaren manifestazioa da; karga elektriko positibo edo negatiboen mugimendua —orokorrean elektroiena—, potentzial diferentzia baten eraginez.

Potentzial diferentzia eta korronte elektrikoaren ondorioz, energia elektrikoa zirkuitura transferitzen da. Zirkuitu elektrikoan energia hau beste energia mota batzutara eraldatu daiteke: energia mekanikoa, energia termikoa, eta abar.

Eguneroko bizitzan kontsumitzen den energia elektriko gehiena hornidura elektrikotik hartzen da. Etxebizitza eta komertzioetako instalazio elektrikoetan argiztapena instalazioaren parte bat izaten da, eta gailu elektriko eta elektronikoak lokien bitartez elikatzen dira.

Denbora unitateko sortu edo xahutzen den energia elektriko kopuruari potentzia elektriko deitzen zaio, eta Wattetan neurtzen da.

Energia elektriko iturriak

Naturan ia ez dago energia elektrikorik era baliagarrian. Elektrizitatearen manifestazio garrantzitsu eta ohikoena tximistak dira. Elektrizitateak gainera ez dauka erabilpen biologiko zuzenik gizakiarentzat, erabilpen oso konkretu batzutan ezik, desfibrilazioan adibidez. Ostera, orokorrean ezatsegina da, eta arriskutsua izan daiteke.

Hala ere, mota desberdinetako aparatu eta prozesuetan energia elektrikoa erabilienetakoa da, batez ere bere garbitasunagatik, eta sortu, garraiatu, banatu eta beste energia mota batzutan bihurtzeko duen erraztasunagatik. Alde txartzat bateriatan gordetzeko zailtasuna aipatu daiteke.

Energia elektrikoa sortzeko teknika desberdinak erabiltzen dira. Potentzia haundiena lortzen duten teknikak mugimendu birakor baten energia mekanikoaz baliatzen dira, dinamo baten bitartez korronte zuzena lortzeko edo alternadore baten bitartez korronte alternoa lortzeko. Mugimendu birakorraren energia mekanikoa zuzenean lor daiteke, ur-jauzi baten edo haizearen energia zinetikoaz baliatuz, edo ziklo termodinamiko batez baliatuz. Kasu honetan fluido bat berotu, eta turbina bat mugiarazten da. Fluidoa berotzeko behar den energia termikoa, erregai fosilak erreta, fisio nukleararen bitartez edo beste prozesu batzuen bitartez lor daiteke.

Beste iturri batzuk, eskala askoz txikiagoan, pila eta bateriak dira.

Potentzia elektrikoa

Sakontzeko, irakurri: «Potentzia (elektrizitatea)»

Potentzia elektrikoa sortzen duen gailua

Potentzia elektrikoa xahutzen duen gailua

Potentzia elektrikoa energia elektrikoaren transferentzia abiadura da, hau da, elementu batek denbora tarte baten sortu edo xahutzen duen energia elektriko kopurua.

Potentzia elektrikoa orokorrean sorgailu elektrikoek sortzen dute, baina bateria elektriko eta beste iturri batzuk ere sortu dezakete. Energia elektrikoaren industriak sare elektrikoaren bitartez etxebizitza eta fabrikak potentzia elektrikoz hornitzen ditu.

Zirkuitu elektriko batetik igarotzen den korronte elektriko batek energia transferentzia bat egin dezake; energia elektrikoa beste energia mota batzutan bihurtu daiteke. Gailu elektrikoek potentzia elektrikoa xurgatuz beroa, argia (bonbillak), higidura (motor elektrikoak), soinua (bozgorailua) eta elektrolisia sortu dezakete, adibidez.

Potentzia elektrikoa, potentzia mekanikoa bezala, denbora unitatean egindako lana da. P letrarekin adierazten da, eta wattetan neurtzen da. Q coulombez osatzen den I korronte elektriko batek, V potentzial diferentzia bat t denbora batez zeharkatzerakoan, sortutako edo xahututako P potentzia elektrikoa hurrengoa da:

P={\text{denbora unitatean eginiko lana}}={\frac {VQ}{t}}=VI\,

Korronte alternoan, induktantzia edo kapazitantzia dauzkaten elementuek energia metatzen dute, eta honek potentziaren norantza periodikoki alderantzizkatzea eragin dezake. KAko uhin-formaren ziklo oso batean, potentziaren parte bat metatu egiten da eta beste bat lan bihurtzen da. Lan bihurtzen den potentzia erabilgarria potentzia aktiboa da; Kondentsadore eta solenoideetan metatzen den energia ez da erabilgarria, potentzia erreaktiboa da. Zirkuitu elektriko batek sorgailu elektrikotik kontsumitu duen energia osoa, erabilgarria eta ez erabilgarria, itxurazko potentzia da.

Gailu batek xahautzen duen potentzia aktiboa (P), wattetan (W) hurrengoa da:

P={1 \over 2}V_{p}I_{p}\cos \theta =V_{rms}I_{rms}\cos \theta \,

θ tentsio eta korronte uhinen arteko desfasea izanik, sortutako potentzia osotik ahalik eta potentzia aktibo gehien eta erraktibo gutxien lortzeko, instalazio haundietan kondentsadore edo solenoideak gehitzen dira, θ ahalik eta gehien 0ra hurbiltzeko kalkulatuak.

Joule efektua

Sakontzeko, irakurri: «Joule efektua»

Energia elektrikoaren erabilpen garrantzitsuenetako bat beroa sortzea da. Eroale elektriko batetik korronte bat igarotzerakoan beroa askatzen da, elektroien talken ondorioz hauen energia zinetikoa bero bihurtzen delako. Fenomeno honi Joule efektua deitzen zaio, eta efektuaren erabilpen praktikoaren adibide batzuk bonbilletan harizpia berotuz argia sortzea eta labe elektrikoetan beroa sortzea dira. Efektuaren nahigabeko ondorio adibide bat energia elektrikoa garraiatzeko aireko lineatan energia elektrikoa galtzea da.

Askatutako bero kopurua korrontearen intentsitatearen karratuarekiko eta eroalearen erresistentziarekiko zuzenki proportzionala da, korrontearen norantzarekiko menpekotasunik gabe:

Q=I^{2}\cdot R\cdot t

non Q beroa Jouletan, I intentsitatea anperetan, R erresistentzia ohmetan eta t denbora segundutan diren. Beroa kaloriatan (cal) kalkulatzeko 1 J = 0,24 cal baliokidetasuna erabiliko da.

Korronte zuzenean, Ohmen legea ere erabili daitekeenean,

P=VI=I^{2}R=V^{2}/R

non P potentzia elektrikoa —denbora unitatean bero energia bihurtutako energia elektriko kopurua— wattetan, I intentsitatea anperetan, V potentzial diferentzia voltetan, eta R erresistentzia elektrikoa ohmetan diren.

Korrontea aldakorra denean, korronte alternoko zirkuituetan gertatzen den kasua,

P_{avg}=I_{rms}V_{rms}=I_{rms}^{2}R=V_{rms}^{2}/R

non avg batazbesteko balioa den, eta rms balio efikaza den.

Ikus, gainera

Kanpo estekak

Energia elektrikoa eta Joule efektua

Datuak: Q206799
Multimedia: Electricity / Q206799