Od bardzo dawna zastanawiam się, dokąd idzie energia elektryczna po zużyciu? Kiedy korzystam z tabletu, działa z baterii. Gdzie idzie moc?
Odpowiedzi:
Gratulacje, odkryłeś największy oszustwo XX wieku. Przeczytaj to szybko, zanim przybędą mężczyźni w czerni.
Zastanów się, jak naprawdę działa zasilanie prądem przemiennym. „AC” oznacza prąd przemienny , co oznacza, że płynie tam iz powrotem. Firmy energetyczne dostarczają energię elektryczną w jednym półcyklu, a następnie wysysają ją z powrotem w następnym półcyklu. Co za rakieta!
Poważnie jednak, „elektryczność” nie jest rzeczą, bardziej koncepcją. „Ilość elektryczności” to nonsensowny bełkot. Możesz mieć określoną ilość mocy, napięcia, prądu lub innych mierzalnych właściwości, ale nie „elektryczność”. Dla tych, którzy nie do końca rozumieją prąd, napięcie i moc, najlepiej jest w ogóle unikać używania słowa „elektryczność”, ponieważ najprawdopodobniej użyją go nieprawidłowo.
W związku z tym, aby odpowiedzieć na twoje pytanie, elektryczność nigdzie nie „dociera”, ponieważ nie jest to rzecz ani rzecz, która kiedykolwiek była nigdzie indziej. Prąd i napięcie razem mogą służyć do przenoszenia energii. Gdy bateria zasila tablet, wytwarza napięcie i prąd, przenosząc w ten sposób moc z jego wnętrza na zewnątrz. Tablet wykorzystuje tę moc do obsługi komputera wewnątrz, oświetlenia ekranu, przesyłania danych przez fale radiowe itp.
Energia (a moc, energia jest tylko energią na czas) nie jest tworzona ani niszczona, tylko się porusza. W przypadku zasilania tabletu przez akumulator energia zaczyna się w postaci chemicznej wewnątrz akumulatora. Następnie przybiera formę elektryczną wychodzącą z akumulatora. Tablet używa go w formie elektrycznej, ale ostatecznie zamienia się w ciepło. Jeśli zostawisz tablet z uruchomionym siedzeniem, powinieneś być w stanie zauważyć, że jest nieco cieplej niż na czymkolwiek siedzi. Energia, która znajdowała się w akumulatorze w postaci chemicznej, jest teraz zawarta w materiale, z którego tablet jest wykonany w formie termicznej. W końcu ogrzeje powietrze w pomieszczeniu, które ogrzeje coś innego itp. Zanim stosunkowo niewielka ilość energii w baterii tabletu zostanie rozłożona na całe pomieszczenie, potrzebujesz czułych instrumentów naukowych, aby to wykryć.
Obwód elektryczny jest jak łańcuch rowerowy. Musi mieć kompletny obwód do przepływu. Łańcuch rowerowy przestaje się obracać, gdy rowerzysta przestaje wstrzykiwać energię do układu (gdy przestaje pedałować).
A przepływ prądu w tablecie (lub czymkolwiek innym) zatrzymuje się, gdy akumulator przestaje wstrzykiwać energię do systemu. Ponieważ wyczerpałeś proces chemiczny, który wytworzył elektryczność. Możesz wymienić wyczerpaną baterię na nową, która wciąż utrzymuje potencjał chemiczny, lub możesz naładować baterię i odwrócić proces chemiczny.
Odpowiedź laika: nigdzie nie „idzie”. Zmienia się w ciepło, światło, fale dźwiękowe i fale radiowe, a niektóre z nich są wykorzystywane do zmiany stanu pamięci flash wewnątrz tabletu. Przez większość czasu ciepło stanowi zdecydowanie największą część z powodu nieefektywności. Gdy aktywnie korzystasz z Wi-Fi lub GSM (używając urządzenia jako telefonu komórkowego), do wytworzenia fal radiowych zużywa się dużo energii. Możesz zauważyć, o ile szybciej wyczerpuje się bateria, gdy jesteś podłączony do Wi-Fi lub sieci komórkowej.
Aby być nieco bardziej pedantycznym, nie jest to „elektryczność”, ale „energia elektryczna”.
Używana przez nas koncepcja energii elektrycznej jest uproszczeniem. Nie jest to samo w sobie złe , ale jest znacznie bardziej skomplikowane niż założenia, które zakładamy.
Oto świetny zasób, który znalazłem, który szczegółowo wyjaśnia, czym jest energia elektryczna i jak działa. Jest napisany przez Williama J. Beaty, który jest inżynierem elektrykiem:
Oto fragment strony związany z tym pytaniem:
Dlaczego firma elektryczna rozlicza nas, skoro odbiera nam wszystkie elektrony, które nam daje?
Firma elektryczna NIE sprzedaje elektronów. Zamiast tego pompuje tylko elektrony. Pompuje ruchome elektrony wypełniające przewody. Elektrony są dostarczane przez atomy miedzi. Płacisz za usługę pompowania!
Ponadto, ponieważ linie energetyczne używają prądu przemiennego, elektrony naprawdę wcale się nie poruszają. Zamiast tego siedzą w jednym miejscu wewnątrz drutów i wibrują tam iz powrotem. (To trochę jak dźwięk: fale dźwiękowe poruszają się szybko, ale cząsteczki powietrza po prostu wibrują tam iz powrotem bez płynięcia do przodu.)
Same elektrony dryfują od ujemnego bieguna akumulatora przez dowolną ścieżkę prądu, na której się znajdują, a następnie ostatecznie wracają do dodatniego bieguna.
Przenoszona przez nie energia zostaje rozproszona w postaci ciepła (zmarnowanego), światła (np. Wyświetlacza), energii kinetycznej (np. Głośnika) i tak dalej.
Elektryczność się nie zużywa, zamiast tego energia jest przenoszona za pomocą elektronów. To energia, której używasz. Jeśli wyobrażamy sobie świat bez elektryczności, możemy wymyślić podobny układ do tego, w jaki sposób elektryczność jest zużywana, ale z czymś, co jest nam bardziej znane.
Wyobraź sobie, że miałeś specjalną linię wodną wchodzącą do domu z linią powrotną z powrotem do firmy wodociągowej. Cały system został zamknięty i pompowano wodę w kółko. Możesz jednak skorzystać z tego kręgu, wkładając do niego wtyczkę. Po podłączeniu przewodu jedna strona wtyczki będzie miała ciśnienie z dopływającej wody, a druga strona nie będzie miała ciśnienia. Jeśli na przykład masz mikser, którego chcesz użyć, twój mikser będzie miał dwie rurki. Podłączasz jedną rurkę do wysokiego ciśnienia, a drugą do rury powrotnej. Ciśnienie wody (napięcie) naciska na zawór w twoim blenderze. Kiedy zmienisz stopień otwarcia zaworu (opór), woda zacznie płynąć do twojego blendera, popycha koło wodne i wychodzi rurą powrotną z powrotem do firmy wodociągowej. Firma wodociągowa dba o to, by ciśnienie nie spadało, ale nalicza opłaty za przepływ wody. Woda nie byłaby „zużywana”. Mogliby nawet zmieniać kierunek wody w jedną i drugą stronę zamiast zmuszać się do zataczania pełnego koła.
W przypadku akumulatora można było umieścić wodę pod ciśnieniem w cylindrze podzielonym na pół. Zwiększysz ciśnienie o połowę, a następnie woda przepłynie do drugiej połowy. W końcu zużyjesz całą wodę z połówki ciśnieniowej i musisz ją naładować lub wepchnąć z powrotem do połówki ciśnieniowej.
Energia elektryczna jest jednym ze sposobów wykonywania pracy. Aby lepiej to zrozumieć, porozmawiajmy o innym sposobie wykonywania pracy.
Gdy koło wodne w rzece skręca, do pracy służą maszyny przymocowane do niej w sterówce. W tym scenariuszu woda jest analogiczna do elektronów poruszających się przez drut / urządzenia. Ani woda, ani elektrony nie znikają, po prostu przechodzą z wyższego stanu energetycznego do niższego stanu energetycznego, a ta różnica energii jest wykorzystywana do pracy.
Potrzeba więcej energii, aby przywrócić wodę / elektrony do wyższego stanu energetycznego.
Chociaż twoje główne pytanie brzmi „elektryczność”, popraw je, zmieniając brzmienie pytania na „Dokąd zmierza moc ?” Odpowiedź jest prosta: najczęściej zamienia się w ciepło . Nawet część, która zamienia się w dźwięk, fotony i promieniowanie, jest uważana za „formę ciepła” („ogrzewa” ona pewną część wszechświata).
Weź analogię z przepływem wody. (Aktualny => Przepływ czegoś)
Jeśli zatrzymasz pompę ręczną, woda nie przepłynie, a transfer energii w postaci przepływu wody zatrzyma się.
Ale woda nadal tam pozostanie.
Podobnie prąd elektryczny jest przepływem ładunku .
Jeśli przerwiemy obwód, prąd naładowanej cząstki zostanie zatrzymany;
ale naładowane cząstki (i są chemicznym składnikiem materii) nadal tam pozostały.
Po prostu zatrzymaliby się w tym miejscu (ruch netto).
Nie byliby również w stanie przenosić energii.
Kiedy bateria się skończy ; wszystkie reagenty w akumulatorze przekształcane są w produkt w jak największym stopniu (pozostałe reagenty, jeśli takie istnieją, nie mogą być uzyskane w równoważnej ilości). więc nie może już dalej pompować elektronów.
Gdy bateria się skończy, elektrony pozostają w materiale składowym zespołu obwodów.
Podczas gdy bateria działa i stopniowo się kończy, energia (która była zgromadzona w baterii), wydostaje się do otoczenia Energia (= niestabilność; lub zdolność do pracy), która była przechowywana w nowej baterii, wychodzi (gdy prąd elektryczny robi trochę praca w gadżecie). Energia, stopniowo tracona w otoczeniu podczas działania gadżetu. Powiedzmy, że w przypadku komputera typu tablet energia jest tracona w wyniku wychodzenia światła z wyświetlacza , dźwięku z głośników , ciepła z ścieżek elektrycznych itp.
Pozostałe pytania mówią o przepływie elektronów, nie odpowiadając na konkretne pytanie. W przypadku tabletu zasilanego baterią zaczyna się od energii chemicznej zmagazynowanej w baterii. Gdy urządzenie jest aktywne, ta energia chemiczna jest uwalniana w celu przemieszczania elektronów wokół różnych obwodów. Niektóre są konwertowane na fotony i uwalniane jako światło z ekranu (niewiele, może kilka%). Prawie cała energia jest przekształcana w ciepło. Wszystko, co robi procesor, wytwarza tylko ciepło, praca obliczeniowa nie magazynuje energii. Wydajniejszy procesor może wykonać więcej obliczeń dla tej samej ilości wytworzonego ciepła. Często nie zauważysz tego ciepła wytwarzanego przez urządzenia zasilane bateryjnie, ponieważ tempo wytwarzania ciepła jest niskie, a przyrost temperatury jest często niewielki.
Podoba mi się to pytanie, ponieważ pokazuje tak wiele różnych punktów widzenia - oto moje.
Elektryczność (w tym przypadku energia z baterii tabletu @ EthanT) jest trudna do zdefiniowania jako ogólny termin, ponieważ od początku ma tak wiele form; został wydobyty lub przechwycony, a następnie przetworzony, przesłany, ponownie przekonwertowany chemicznie w akumulatorze, a następnie wykonał pracę na tablecie. Na każdym kroku na tej ścieżce pojawiają się straty, ponieważ wszystko przechodzi na wyższy poziom entropii. Kiedy wszystko jest zrobione, materia i energia są jeszcze gdzieś obecne, ale są w bardziej losowym stanie, co czyni je mniej przydatnymi do wykonywania określonej pracy. Więc nic nie jest stracone, jest tylko coraz bardziej nieuporządkowane, aż stanie się tak losowe, jak to możliwe.
Coś jak moje biurko.
W każdym razie jeden punkt widzenia.