Apakah Elektrik dan Bagaimana Elektrik Dihasilkan dan Digunakan

Terdapat beberapa penemuan yang mengubah peradaban manusia. Penemuan pertama adalah roda, penemuan kedua adalah elektrik, penemuan ketiga adalah telekomunikasi, dan penemuan keempat adalah komputer. Kita akan membincangkan pengenalan asas elektrik. Setiap zat di alam semesta ini terdiri daripada banyak atom dan setiap atom mempunyai jumlah elektron negatif dan proton positif yang sama.

Oleh itu, kita boleh katakan bahawa setiap zat neutral mempunyai jumlah elektron dan proton yang sama. Proton tidak dapat bergerak dan melekat dengan kuat pada nukleus atom. Elektron juga terikat pada atom dan mengorbit di sekitar nukleus pada tahap yang berbeza. Tetapi, beberapa elektron boleh bergerak bebas atau keluar dari orbit mereka disebabkan oleh pengaruh luar. Elektron bebas serta yang lemah terikat menyebabkan elektrik.

Dalam keadaan neutral, jumlah elektron dan proton adalah sama dalam sebarang bahan. Tetapi jika somehow jumlah elektron dalam suatu bahan menjadi lebih daripada jumlah proton, bahan tersebut menjadi bercas negatif kerana cas bersih setiap elektron adalah negatif. Jika jumlah elektron dalam suatu bahan menjadi kurang daripada jumlah proton, bahan tersebut menjadi bercas positif.

Konsentrasi elektron bebas sentiasa cuba menjadi seragam. Ini adalah sebab utama untuk elektrik. Mari kita jelaskan secara terperinci. Jika dua badan konduktif yang dibebankan berbeza datang dalam hubungan, elektron dari badan yang mempunyai konsentrasi elektron yang lebih tinggi akan bergerak ke badan yang mempunyai konsentrasi elektron yang lebih rendah untuk menyeimbangkan konsentrasi elektron kedua-dua badan. Pergerakan cas (kerana elektron adalah zarah yang bercas) adalah elektrik.

Terminologi berkaitan dalam elektrik

1. Muatan Elektrik: Seperti yang telah dinyatakan sebelumnya, jumlah elektron dan jumlah proton adalah sama dalam badan neutral. Jumlah muatan negatif dan positif juga sama dalam badan neutral kerana muatan elektrik elektron dan proton adalah sama secara numerik tetapi polaritinya bertentangan. Tetapi, jika sebab tertentu, keseimbangan jumlah elektron dan proton dalam badan terganggu, badan tersebut menjadi bercas elektrik. Jika jumlah elektron lebih daripada proton, badan tersebut menjadi bercas negatif dan jumlah cas bergantung pada jumlah elektron yang berlebihan. Dengan cara yang sama, kita boleh menerangkan cas positif badan. Di sini, jumlah elektron menjadi kurang daripada proton. Keberadaan positif badan bergantung pada perbezaan antara proton dan elektron dalam badan.

2. Arus Elektrik: Apabila muatan bergerak dari satu titik ke titik lain untuk membuat taburan muatan yang seragam, kadar muatan yang mengalir dipanggil arus elektrik. Kadar ini bergantung pada perbezaan keadaan muatan dua titik dan keadaan laluan melalui mana muatan mengalir. Unit arus elektrik adalah Ampere dan ia adalah Coulomb per saat.

3. Potensial Elektrik: Tahap keadaan muatan suatu badan dikenali sebagai potensial elektrik. Apabila badan bercas, ia mendapat keupayaan untuk melakukan sesuatu kerja. Potensial elektrik adalah pengukuran keupayaan badan bercas untuk melakukan kerja. Arus yang mengalir melalui konduktor adalah langsung proporsional kepada perbezaan potensial elektrik di kedua-dua hujung konduktor. Potensial elektrik boleh divisualisasikan sebagai perbezaan aras air dalam dua tangki air yang disambung dengan paip. Kelajuan air yang mengalir dari tangki yang lebih tinggi ke tangki yang lebih rendah bergantung pada perbezaan aras atau perbezaan kepala air dalam tangki, bukan pada jumlah air yang disimpan dalam tangki. Dengan cara yang sama, arus elektrik antara dua badan bergantung pada perbezaan potensial antara dua badan, bukan pada jumlah muatan yang disimpan dalam badan.

4. Medan Elektrik: Sentiasa ada daya antara dua badan bercas yang diletakkan berdekatan. Daya tersebut mungkin menarik atau tolak bergantung pada sifat cas dua badan. Apabila badan bercas memasuki zon dekat badan bercas lain, daya tersebut dialami secara praktikal. Ruang yang mengelilingi badan bercas di mana badan bercas lain boleh mengalami daya dipanggil medan elektrik badan tersebut.

Empat istilah di atas adalah parameter utama elektrik.

Terdapat tiga cara asas yang biasanya kita gunakan untuk menghasilkan elektrik.

1. Proses Elektromekanikal: Apabila konduktor bergerak dalam medan magnetik dan konduktor memotong garis fluks medan, elektrik dihasilkan dalam konduktor. Berdasarkan prinsip ini, semua janaan elektrik seperti janaan DC, alternator, dan semua jenis dinamo berfungsi.

2. Proses Elektrokimia: Dalam semua jenis bateri, elektrik dihasilkan disebabkan oleh reaksi kimia. Di sini, tenaga kimia ditukar menjadi tenaga elektrik.

3. Pembangkitan Elektrik Negeri Padat: Ini adalah proses paling moden untuk pembangkitan elektrik. Di sini, elektron bebas dan lubang dihasilkan di persimpangan PN dan taburan pengendali muatan menjadi tidak seimbang di seluruh persimpangan PN apabila persimpangan tersebut terdedah kepada cahaya. Elektron bebas dan lubang ini serta taburan yang tidak seimbang di seluruh persimpangan menyebabkan elektrik dalam litar luar. Berdasarkan prinsip ini, sel suria PV berfungsi.

Jenis-jenis Elektrik

1. Apabila elektrik dihasilkan dalam armatur janaan, ia sentiasa bersilih. Ini bermaksud polariti elektrik berubah dalam selang masa berkala. Dalam janaan DC, elektrik yang dihasilkan dalam armatur direktif melalui komutator. Dalam alternator, AC yang dihasilkan dalam armatur disalurkan ke litar luar melalui slip rings.

2. Apabila elektrik tidak menukar arahnya, ia dipanggil elektrik DC. Bateri dan sel suria menghasilkan elektrik DC.

Pembangkitan, Penghantaran, dan Pengedaran Elektrik

Selepas elektrik dihasilkan di sebuah loji pembangkit elektrik, ia ditingkatkan oleh transformer peningkat untuk tujuan penghantaran. Pembangkitan elektrik pada voltan rendah adalah praktikal dan ekonomik. Tetapi, penghantaran voltan rendah tidak ekonomik. Tetapi untuk penghantaran elektrik, elektrik yang dihasilkan terlebih dahulu ditingkatkan, dan selepas penghantaran, ia diturunkan oleh transformer penurun untuk tujuan pengedaran elektrik.

Pembangkitan elektrik, penghantaran elektrik, dan pengedaran elektrik biasanya menggunakan sistem tiga fasa. Penghantaran AC voltan sangat tinggi tidak selalu ekonomik, dan itulah sebabnya penghantaran DC kadang-kadang digunakan. Sistem bekalan rumah domestik mungkin adalah AC satu fasa, tetapi semua bekalan komersial, industri, dan rumah besar adalah sistem tiga fasa.

Sumber: Electrical4u

Penyataan: Hormati asal, artikel yang baik patut kongsi, jika terdapat pelanggaran silakan hubungi untuk dihapus.