Τι είναι η ηλεκτρική ενέργεια;
Τάση και ρεύμα είναι δύο βασικές παραμέτροι ενός ηλεκτρικού περιβάλλοντος. Ωστόσο, μόνο το τάση και το ρεύμα δεν είναι αρκετά για να εκφράσουν τη συμπεριφορά ενός στοιχείου ηλεκτρικού περιβάλλοντος. Είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε, πόση ηλεκτρική ισχύς μπορεί να χειριστεί ένα στοιχείο περιβάλλοντος. Όλοι έχουμε δει ότι μια 60 ηλεκτρική λαμπτήρα δίνει λιγότερο φως από μια 100 ηλεκτρική λαμπτήρα. Όταν πληρώνουμε το λογαριασμό μας για την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας, πληρώνουμε πραγματικά τις δαπάνες για ηλεκτρική ισχύ για μια συγκεκριμένη περίοδο χρόνου. Έτσι, η ηλεκτρική ισχύ είναι πολύ σημαντική για την ανάλυση ενός ηλεκτρικού περιβάλλοντος ή δικτύου.
Υποθέτουμε ότι ένα στοιχείο παρέχει ή καταναλώνει ενέργεια dw joules για χρόνο dt δευτερόλεπτα, τότε η ισχύς του στοιχείου μπορεί να αναπαρασταθεί ως,
Αυτή η εξίσωση μπορεί επίσης να αναδιατυπωθεί ως,
Επομένως, από την έκφραση της τάσης και του ρεύματος στην εξίσωση, οι οποίες είναι αμέσιες, η ισχύς είναι επίσης αμέσια. Η εκφρασμένη ισχύς είναι μεταβαλλόμενη στο χρόνο.
Άρα, η ισχύς ενός στοιχείου περιβάλλοντος είναι το γινόμενο της τάσης στο στοιχείο και του ρεύματος μέσω αυτού.
Όπως έχουμε ήδη πει, ένα στοιχείο περιβάλλοντος μπορεί είτε να απορροφήσει είτε να παράγει ισχύ. Αναπαριστούμε την απορρόφηση ισχύος θέτοντας ένα θετικό σημείο (+) στην έκφραση της ισχύος. Ομοίως, θέτουμε ένα αρνητικό σημείο (-) όταν αναπαριστούμε την ισχύ που παράγεται από το στοιχείο περιβάλλοντος.
Σύμβαση Παθητικού Σημείου
Υπάρχει μια απλή σχέση μεταξύ της κατεύθυνσης του ρεύματος, της πολικότητας της τάσης και του σημείου της ισχύος ενός στοιχείου περιβάλλοντος. Καλούμε αυτή την απλή σχέση σύμβαση παθητικού σημείου. Όταν ένα ρεύμα εισέρχεται σε ένα στοιχείο μέσω του τερματικού του με θετική πολικότητα τάσης, θέτουμε ένα θετικό σημείο (+) πριν από το γινόμενο της τάσης και του ρεύματος. Αυτό σημαίνει ότι το στοιχείο απορροφά ή καταναλώνει ισχύ από το ηλεκτρικό περιβάλλον. Αντίθετα, όταν το ρεύμα μέσω του στοιχείου αποχωρεί από το τερματικό του με θετική πολικότητα τάσης, θέτουμε ένα αρνητικό σημείο (-) πριν από το γινόμενο της τάσης και του ρεύματος. Αυτό σημαίνει ότι το στοιχείο παράγει ή παρέχει ισχύ στο ηλεκτρικό περιβάλλον.
Ας λάβουμε ένα αντίσταση συνδεδεμένη με δύο τερματικά περιβάλλοντος. Παρ' όλα αυτά, το υπόλοιπο του περιβάλλοντος δεν εμφανίζεται εδώ στο σχήμα. Η πολικότητα της πτώσης τάσης μέσω της αντίστασης και η κατεύθυνση του ρεύματος μέσω της αντίστασης είναι δείκτης στο σχήμα παρακάτω. Η αντίσταση καταναλώνει ισχύ vi watts ως ρεύμα i ampere εισέρχεται στην αντίσταση μέσω της θετικής πλευράς της πτώσης τάσης v volt, όπως φαίνεται.
