Apa itu listrik
Dalam arti luas, listrik adalah keseluruhan rangkaian fenomena elektromagnetik, yang merupakan berbagai manifestasi medan elektromagnetik dan interaksinya dengan materi; dalam arti sempit digunakan dalam ungkapan "kuantitas listrik", yang identik dengan "muatan listrik" dalam kuantifikasi yang terakhir.
Apa yang terlintas di benak Anda ketika mendengar kata "listrik" atau "listrik"? Satu orang akan membayangkan soket listrik, yang lain - saluran listrik, trafo atau mesin las, seorang nelayan akan memikirkan petir, seorang ibu rumah tangga akan memikirkan baterai dengan jarinya atau pengisi daya ponsel, seorang pembalik akan memikirkan sebuah motor listrik, dan seseorang bahkan akan membayangkannya Nikola Tesladuduk di laboratoriumnya di dekat koil induksi beresonansi yang meletus petir.
Dengan satu atau lain cara, ada banyak manifestasi listrik di dunia modern. Peradaban hari ini secara keseluruhan tidak mungkin dibayangkan tanpa listrik. Tapi apa yang kita ketahui tentang dia? Mari kita perjelas informasi ini.
Mulai dari pembangkit listrik sampai peralatan listrik
Saat kita mencolokkan stopkontak di rumah, menyalakan ketel atau menekan sakelar, pada dasarnya ingin menyalakan bola lampu, maka saat itu juga kita menutup rangkaian antara sumber Dan penerima listrikuntuk menyediakan jalan bagi muatan listrik untuk berjalan, misalnya melalui spiral ketel.
Sumber listrik di rumah kita biasanya adalah stopkontak. Muatan listrik yang bergerak melalui kabel (yang dalam contoh kita adalah koil nichrome pada ketel) adalah listrik… Kabel menghubungkan soket ke pengguna dengan dua kabel: sepanjang satu kabel muatan bergerak dari soket ke pengguna, sepanjang kabel kedua pada saat yang sama — dari pengguna — ke soket. Jika arus bolak-balik, maka kabel mengubah perannya 50 kali setiap detik.
Sumber energi untuk pergerakan muatan listrik (atau, lebih sederhananya, sumber listrik) di jaringan kota terutama adalah pembangkit listrik. Di pembangkit listrik, listrik dihasilkan oleh yang kuat generator, yang rotornya digerakkan oleh instalasi nuklir atau pembangkit listrik jenis lain (misalnya, turbin air).
Di dalam generator, rotor bermagnet melintasi kabel stator, menyebabkan gaya gerak listrik (EMF)menghasilkan tegangan antara terminal generator. Dan selalu begitu tegangan bolak-balik dengan frekuensi 50 Hz, karena rotor generator memiliki 2 kutub magnet dan berputar pada frekuensi 3000 rpm, atau memiliki 4 kutub dan kecepatan 1500 rpm.
Ketegangan dalam kontak kita yang kita gunakan setiap hari bahkan tanpa berpikir. tentang perjalanan panjang listrik dari pembangkit listrik ke outlet kami dengan kecepatan cahaya (299.792.458 meter per detik - kecepatan rambat medan listrik di sepanjang kabel, yang mendorong elektron di dalamnya, menciptakan arus).
Tegangan AC 220 volt pada output
Tegangan yang dihasilkan untuk output adalah variabel karena: pertama, dapat dengan mudah diubah (diturunkan atau ditambah), dan kedua, dihasilkan lebih mudah dan ditransmisikan dengan kehilangan kabel yang lebih sedikit daripada tegangan konstan.
Dengan memberi daya pada kabel yang terhubung dengannya transformator, tegangan bolak-balik, kami peroleh arus bolak-balik, yang secara harmonis mengubah arahnya 50 kali per detik, mampu menghasilkan medan magnet bolak-balik di sirkuit magnet transformator, yang, pada gilirannya, mampu lagi membangkitkan arus listrik di kabel belitan sekunder yang melilitkan sirkuit magnet...
Jika medan magnet konstan dalam ruang yang dicakup oleh koil, arus dalam koil tidak akan diarahkan (lih. hukum induksi elektromagnetik).
Untuk mendapatkan arus, perlu mengubah fluks magnet di ruang angkasa, setelah itu akan berputar Medan listrik, itu akan bekerja pada muatan listrik, yang misalnya dapat ditempatkan di dalam kawat tembaga (elektron bebas) yang terletak di sekitar ruang ini dengan fluks magnet yang berubah.
Pengoperasian generator dan transformator didasarkan pada prinsip ini, dengan satu-satunya perbedaan bahwa dalam transformator tidak ada bagian yang bergerak: sumber fluks magnet bolak-balik dalam transformator adalah arus bolak-balik dari belitan primer, dan dalam generator ada rotor berputar dengan medan magnet permanen.
Dan di sana-sini, medan magnet yang berubah, menurut hukum induksi elektromagnetik, menghasilkan medan listrik eddy, yang bekerja pada elektron bebas di dalam kabel, membuat elektron ini bergerak. Jika sirkuit tertutup ke konsumen, arus akan mengalir melalui konsumen.
Penyimpanan listrik dan arus searah
Paling mudah mengakumulasi listrik dalam kehidupan sehari-hari dalam bentuk energi kimia, yaitu dalam baterai… Reaksi kimia dengan elektroda mampu menghasilkan arus ketika sirkuit eksternal ditutup untuk pengguna, dan semakin besar area elektroda baterai, semakin banyak arus yang dapat diperoleh darinya dan tergantung pada bahan bahannya. elektroda dan jumlah sel yang dihubungkan secara seri pada baterai, tegangan yang dihasilkan oleh baterai dapat berbeda.
Jadi, untuk baterai lithium-ion, tegangan standar satu sel adalah 3,7 volt dan bisa mencapai 4,2 volt. Selama pelepasan, ion litium bermuatan positif bergerak dalam elektrolit dari anoda (-) berdasarkan tembaga dan grafit ke katoda (+) berdasarkan aluminium, dan selama pengisian dari katoda ke anoda, di mana di bawah aksi EMF dari pengisi daya senyawa grafit-lithium terbentuk, akibatnya energi terakumulasi dalam bentuk senyawa kimia.
Kapasitor elektrolitik bekerja dengan cara yang serupa, berbeda dari baterai dengan kapasitas listrik yang lebih rendah, tetapi dalam jumlah siklus pengisian-pengosongan yang banyak.
Untuk baterai lithium-ion, masa pakai penuh dibatasi hingga maksimum 1000 siklus pengisian daya, dan kandungan energi spesifik mencapai 250 Wh/kg. Sedangkan untuk kapasitor elektrolitik, masa pakai arus terkoreksi diperkirakan mencapai puluhan ribu jam, tetapi konsumsi energi biasanya kurang dari 0,25 Wh / kg.
Listrik statis
Jika Anda meletakkan selembar sutra di atas selimut wol, tekan dengan baik, lalu coba pisahkan, maka akan ada elektrifikasi... Ini akan terjadi karena dalam kondisi gesekan benda dengan konstanta dielektrik yang berbeda, pemisahan muatan terjadi pada permukaannya: bahan dengan konstanta dielektrik yang lebih tinggi akan bermuatan positif, dan bahan dengan konstanta dielektrik yang lebih rendah - negatif .
Semakin besar perbedaan parameter ini, semakin kuat elektrifikasinya.Saat Anda menggosok kaki dengan karpet wol, Anda mengisi daya secara negatif, dan karpet secara positif. Level potensial dapat mencapai puluhan ribu volt di sini, dan menyentuh, misalnya, keran air yang terhubung ke sesuatu yang diarde akan memberi Anda sengatan listrik. Namun karena kapasitas listriknya langka, kejadian tidak menyenangkan ini tidak akan menimbulkan ancaman besar bagi hidup Anda.
Hal lain adalah mesin elektroforesis, di mana muatan statis yang dihasilkan oleh gesekan terakumulasi dalam sebuah kapasitor. Tuduhan yang terakumulasi di Leyden Bank sudah mengancam jiwa.
Istilah dan definisi terpenting
Apa itu medan elektromagnetik
Medan elektromagnetik adalah jenis materi khusus yang dicirikan oleh distribusi kontinu di ruang angkasa (gelombang elektromagnetik) dan mengungkap diskrititas struktur (foton), yang ditandai dengan kemampuan untuk menyebar dalam ruang hampa (tanpa adanya medan gravitasi yang kuat), mengerahkan efek gaya pada partikel bermuatan, tergantung pada kecepatan mereka.
Apa itu muatan listrik
Muatan listrik adalah properti partikel materi atau benda yang mencirikan hubungannya dengan medan elektromagnetiknya sendiri dan interaksinya dengan medan elektromagnetik eksternal. Ini memiliki dua jenis yang dikenal sebagai muatan positif (muatan proton, positron, dll.) Dan muatan negatif (muatan elektron, dll.). Sebagai kuantitas, itu diukur dengan interaksi yang kuat dari satu benda bermuatan dengan benda bermuatan lainnya.
Apa itu partikel bermuatan
Partikel bermuatan adalah partikel materi yang memiliki muatan listrik.
Apa itu medan listrik
Medan listrik adalah salah satu dari dua sisi medan elektromagnetik, yang disebabkan oleh muatan listrik dan perubahan medan magnet, memberikan efek gaya pada partikel dan benda bermuatan dan diungkapkan oleh efek gaya pada benda dan partikel bermuatan stasioner.
Apa itu medan magnet
Medan magnet adalah salah satu dari dua sisi medan elektromagnetik yang disebabkan oleh muatan listrik pada partikel dan benda bermuatan yang bergerak dan oleh perubahan medan listrik yang memberikan gaya pada partikel bermuatan yang bergerak dan diungkapkan oleh aksi gaya yang diarahkan secara umum relatif terhadap arah pergerakan partikel-partikel ini dan sebanding dengan kecepatannya.
Apa itu arus listrik
Arus listrik adalah fenomena pergerakan partikel bermuatan dan fenomena perubahan medan listrik dari waktu ke waktu yang disertai dengan medan magnet.
Berapa energi medan listrik
Energi medan listrik — energi yang terkait dengan medan listrik dan diubah menjadi bentuk energi lain ketika medan listrik berubah.
Apa itu energi medan magnet
Energi Medan Magnet — Energi yang terkait dengan medan magnet dan diubah menjadi bentuk energi lain melalui tiga perubahan medan magnet.
Apa itu energi elektromagnetik (energi listrik)
Energi listrik — energi medan elektromagnetik, yang terdiri dari energi medan listrik dan energi medan magnet.
Lihat juga: