Elektrisk energi vs. elektrisk kraft
Elektrisk energi og elektrisk kraft er to svært viktige størrelser innen elektrisitet og elektronikk. Denne artikkelen vil sammenligne de to konseptene og presentere likhetene og forskjellene mellom disse to mengdene.
Hva er elektrisk energi?
Elektrisk energi er navnet på arbeidet som utføres av den elektriske potensielle energien. Forståelse av elektrisk potensial er nødvendig for å forstå begrepet elektrisk energi. Et elektrisk felt sies å produseres av alle elektriske ladninger enten de er i bevegelse eller stasjonære. Et elektrisk felt kan også produseres ved å bruke til enhver tid varierende magnetiske felt. Det er flere fremtredende faktorer ved elektriske felt. Disse er elektrisk feltintensitet, elektrisk feltpotensial og elektrisk flukstetthet. Den elektriske feltintensiteten er definert som kraften på en enhetspunktladning fra det elektriske feltet. Dette er gitt av formelen E=Q/4πεr2, der Q er ladningen, ε er den elektriske permittiviteten til mediet, og r er avstanden til punktet fra punktladningen Q. Kraften på en punktladning q plassert på det punktet er lik F=Qq/4πεr2 Hvis q er 1 coulomb, er F lik den elektriske feltintensiteten. Det elektriske potensialet til et punkt er definert som energien som kreves for å bringe en punktladning på 1 coulomb fra uendelig til punktet potensialet måles. Denne energien er lik arbeidet som gjøres på ladningen når ladningen bringes fra uendelig til punktet. Hvis begge ladningene er positive, er kraften som må påføres for å ta testladningen fra uendelig til punktet alltid lik og antiparallell med frastøtningskraften mellom de to ladningene. Ved å integrere F fra uendelig til r, med hensyn til dr, får vi det elektriske potensialet (V) til punktet som Q/4πεr. Siden r alltid er positiv, hvis ladningen er negativ, er det elektriske potensialet også negativt. Enhetene for elektrisk potensial er joule per coulomb. Et statisk elektrisk felt er et konservativt felt. Derfor er det elektriske potensialet til et statisk elektrisk felt baneuavhengig. Det elektriske potensialet til et slikt felt avhenger bare av posisjonen. En gratis ladning plassert i et elektrisk felt har en tendens til å bevege seg mot lavest mulig potensiell energi. Denne strømmen av ladninger vil føre til at potensialet til lavpotensialenden økes, og dermed redusere potensialforskjellen. Denne reduserte potensielle energien vil til slutt stoppe strømmen av ladninger. Elektrisk energi er energien som kreves for å holde potensialforskjellen på to punkter. Elektrisk energi måles i joule. Elektrisk energi kan også tolkes som mengden arbeid som kreves for å flytte ladningen i det elektriske feltet.
Hva er elektrisk kraft?
Elektrisk kraft er hastigheten for generering av elektrisk energi. Dette måles i watt eller joule per sekund. Selv om elektrisk energi er den mer grunnleggende kvantiteten, er elektrisk kraft den nyttige mengden i kraftsystemstyringen. Siden elektrisk kraft er hastigheten for overføring av elektrisk energi, er denne mengden avgjørende for utforming av motstandsdyktige systemer.
Hva er forskjellen mellom elektrisk kraft og elektrisk energi?
• Elektrisk energi er en form for energi, men elektrisk kraft er den elektriske energien som genereres eller forsvinner per sekund.
• Elektrisk energi måles i joule, men elektrisk effekt måles i watt.
