Elektri?na energija
je
energija
, ki se kot elektri?no
delo
prena?a z elektri?nim tokom v
tokokrogu
in se kot pojem lahko nana?a na ve? tesno povezanih oblik energije:
Merilna enota
nomenklature
SI
za elektri?no energijo je
d?ul
(J), vendar se v fiziki uporablja tudi
elektronvolt
(eV), za obra?un tokovine v elektroenergetski mre?i pa so ustaljene sestavljene enote
vatna ura
(Wh), npr.
kilovatna ura
(kWh) in
megavatna ura
(MWh).
Elektri?na energija
je med najbolj uporabnimi oblikami energije. V vsakdanji praksi vzpostavimo tokokrog za prejemanje elektri?ne energije tako, da napravo, ki porablja elektri?no energijo, priklju?imo v vti?nico elektri?ne napeljave.
Elektri?no omre?je
, s katerim je povezana vti?nica, mora imeti dovolj virov elektri?ne energije, da pokrije vse trenutne zahteve po elektri?ni energiji. Viri elektri?ne energije so
stroji
, ki razli?ne oblike
prvotne energije
(energija vodnega padca, goriv, jedrska energija) pretvorijo v energijo elektri?nega toka. V javnih elektri?nih mre?ah so vir elektri?ne energije
elektrarne
razli?nih vrst in zmogljivosti.
Z elektri?no energijo napajamo elektri?ne stroje, ki so vse bolj raz?irjeni pripomo?ki za ?ivljenje. Z elektri?nimi
stroji
elektri?no energijo pretvarjamo v mehansko delo skoraj brez izgub. Prav tako se brez ostanka v termi?nih aparatih lahko pretvori v
toploto
. Elektri?na energija je potrebna za nekatere kemijske in metalur?ke procese, na primer pridobivanje
klora
in
aluminija
. Elektri?na energija je postala nepogre?ljiva za razsvetljavo.
Elektri?no energijo je z daljnovodi razmeroma gospodarno prena?ati na razdaljah do nekaj sto
kilometrov
. Zaradi splo?ne uporabnosti elektri?ne energije je elektri?no omre?je zelo razvejano.
Slaba stran elektri?ne energije je, da je neposredno ne moremo skladi??iti. Gre za prehodno obliko energije (delo!). Skladi??imo jo v obliki kemi?ne energije v
akumulatorjih
, manj pogosto kot mehansko kineti?no energijo (
vztrajniki
) in na druge na?ine. Problemi gospodarnosti naprav za skladi??enje elektri?ne energije so nizek izkoristek, visoka cena, te?a. Kljub temu so akumulatorji pogost sestavni del elektri?nih aparatov, zlasti prenosnih, in vozil.
Metode generiranja elektri?ne energije
[
uredi
|
uredi kodo
]
Elektri?ni tok s pretakanjem skozi snov proizvaja toplotni u?inek oz. segreva tvarino, skozi katero se pretaka. Prav tako lahko ustvarja tudi
magnetni
, kemi?ni ali
mehanski u?inek
? ta u?inek bo toliko mo?nej?i, kolikor je ve?ji zmno?ek jakosti toka in napetosti, ki je ta tok pognal skozi tokokrog. Ta zmno?ek se zato imenuje
mo?
ali elektri?ni u?inek toka.
Veli?ino mo?i ozna?ujemo s
P
, enote mo?i pa se izra?ajo v
vatih
(kraj?ava
W
). Vat se mestoma imenuje tudi
voltamper
(
VA
), ?eprav naziva glede na pomen nista povsem istovetna.
Mo? 1 W proizvaja tok mo?i 1 A tedaj, ko je ustvarjena s pomo?jo napetosti 1 V ? oz. porabnik, ki je skozenj pod napetostjo 1 V pretekel tok jakosti 1 A, tro?i 1 W mo?i.
Iz tega izreka izhaja obrazec za izra?un mo?i:
P = U · I
,
- P = mo? porabnika oz. elektri?na energija, porabljena v 1 uri [W]
- U = napetost [V]
- I = jakost toka [A]
Vat (W) je majhna enota za mo?, zato se navadno uporabljajo:
- kilovat
: 1 kW = 1000 W
- megavat
: 1 MW = 1000 kW = 1.000.000 W = 10? W
- gigavat
: 1 GW = 1000 MW = 1.000.000 kW = 1.000.000.000 W = 10? W
Zelo majhne mo?i (elektronika) se merijo v milivatih:
- milivat
: 1 mW = 1/1000 W = 10^?3 W
Umevno je, ?e tok dalj ?asa deluje, bodo ve?ji tudi skupni u?inki njegovega delovanja oz. bo ve?ja skupna koli?ina porabljene
elektri?ne energije
. Ta se navadno izra?a v
kilovatnih urah
(
kWh
), izra?una pa se z matemati?nim obrazcem:
A = P · t
,
- A = koli?ina dela oz. energija [kWh]
- P = mo? porabnika [kW]
- t = ?as delovanja [h]
Mnogo manj?a enota za energijo bi bila
vatsekunda
. Velja razmerje:
1 kWh = 1000 W ? 60 s ? 60 min =
3.600.000 Ws
?e mo? izrazimo kot zmno?ek toka in napetosti, dobimo:
A = U · I · t
[kWh]
Mo? je energija, porabljena v enoti ?asa.
ZGLED ZA IZRA?UN PORABE TOKOVINE
ZNESEK = P (stroja)
[kW]
· t (delovanja)
[h]
· urna postavka
- Porabnik je npr. elektri?na pe?ica z mo?jo 2 kW. ?e je pe?ica vklju?ena eno uro, bo v tem ?asu porabila 2 kWh energije. Znesek, ki ga bomo pla?ali, izra?unamo tako, da kWh pomno?imo z veljavno ceno elektri?ne energije, ?e postavka za 1 kWh zna?a npr. 0,05 €, bomo za delovanje pe?ice pla?ali 2 kWh ? 0,05 € = 0,10 €.
- Porabnik je npr. elektri?na ?arnica z mo?jo 30 W ali 0,03 kW, ?e je vklopljena eno uro in petnajst minut ali 1,25 h, bo v tem ?asu porabila 0,03 kW ? 1,25 h = 0,0375 kWh oz. bomo za to delovanje ?arnice pla?ali 0,0375 kWh ? 0,05 € = 0,002 €.
Elektri?na energija je najprimernej?a oblika energije za proizvodno in doma?o porabo. ?e zanemarimo male zalogovni?ke vire, kot so baterije in akumulatorji, energijo ustvarjamo s pretvarjanjem drugih vrst energije v tokovno energijo, in sicer v razli?nih vrstah elektroproizvodnih zmogljivosti:
Neobnovljivi viri:
Obnovljivi viri: