Электр энергиясы және электр қуаты
Электр энергиясы мен электр қуаты - электр және электроникадағы өте маңызды екі шама. Бұл мақалада екі ұғым салыстырылады және осы екі шама арасындағы ұқсастықтар мен айырмашылықтар көрсетіледі.
Электр энергиясы дегеніміз не?
Электр энергиясы – электрлік потенциалдық энергияның атқаратын жұмысын атайды. Электр энергиясы түсінігін түсіну үшін электрлік потенциалды түсіну қажет. Электр өрісін барлық электр зарядтары қозғалатын немесе қозғалмайтын болса да тудырады. Кез келген уақытта өзгеретін магнит өрістерін пайдаланып электр өрісін де жасауға болады. Электр өрісінің бірнеше маңызды факторлары бар. Бұл электр өрісінің қарқындылығы, электр өрісінің потенциалы және электр ағынының тығыздығы. Электр өрісінің қарқындылығы электр өрісінен бірлік нүктелік зарядқа түсетін күш ретінде анықталады. Бұл E=Q/4πεr2 формуласымен берілген, мұндағы Q – заряд, ε – ортаның электр өткізгіштігі, r – нүктенің нүктелік зарядтан қашықтығы. Q. Осы нүктеге қойылған q нүктелік зарядқа әсер ететін күш тең F=Qq/4πεr2 Егер q 1 кулон болса, F электр өрісінің қарқындылығына тең. Нүктенің электрлік потенциалы 1 кулондық нүктелік зарядты шексіздіктен потенциал өлшенетін нүктеге жеткізу үшін қажетті энергия ретінде анықталады. Бұл энергия зарядты шексіздіктен нүктеге жеткізген кезде зарядпен жасалған жұмысқа тең. Егер зарядтардың екеуі де оң болса, сынақ зарядын шексіздіктен нүктеге дейін алу үшін қолданылатын күш әрқашан екі заряд арасындағы тебілу күшіне тең және қарсы параллель болады. F-ны шексіздіктен r-ге, dr-ға қатысты интегралдасақ, нүктенің электрлік потенциалын (V) Q/4πεr түрінде аламыз. r әрқашан оң болғандықтан, заряд теріс болса, электрлік потенциал да теріс болады. Электр потенциалының өлшем бірліктері - кулонға арналған джоуль. Статикалық электр өрісі консервативті өріс болып табылады. Демек, статикалық электр өрісінің электрлік потенциалы жолға тәуелсіз. Мұндай өрістің электрлік потенциалы тек позицияға байланысты. Электр өрісіне орналастырылған бос заряд ең төменгі потенциалдық энергияға қарай жылжиды. Зарядтардың бұл ағыны төмен әлеуетті ұшының әлеуетін жоғарылатады, осылайша потенциалдар айырмасын азайтады. Бұл төмендетілген потенциалдық энергия зарядтар ағынын тоқтатады. Электр энергиясы - бұл потенциалдар айырмасын екі нүктеде ұстау үшін қажет энергия. Электр энергиясы джоульмен өлшенеді. Электр энергиясын электр өрісіндегі зарядты жылжыту үшін қажетті жұмыс көлемі ретінде де түсіндіруге болады.
Электр қуаты дегеніміз не?
Электр қуаты – электр энергиясын өндіру жылдамдығы. Бұл секундына ватт немесе джоульмен өлшенеді. Электр энергиясы неғұрлым іргелі шама болса да, электр қуаты энергия жүйесін басқарудағы пайдалы шама болып табылады. Электр қуаты электр энергиясын тасымалдау жылдамдығы болғандықтан, бұл шама төзімді жүйелерді жобалау үшін өте маңызды.
Электр қуаты мен электр энергиясының айырмашылығы неде?
• Электр энергиясы – энергияның бір түрі, бірақ электр қуаты – секундына өндірілетін немесе бөлінетін электр энергиясы.
• Электр энергиясы джоульмен өлшенеді, бірақ электр қуаты ваттпен өлшенеді.
