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電從何而來?

來源:新能源網(wǎng)
時間:2024-08-17 09:34:20
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電從何而來?【專家解說】:日常生活中使用的電能主要來自其他形式能量的轉(zhuǎn)換,包括水能(水力發(fā)電)、內(nèi)能(俗稱熱能、火力發(fā)電)、原子能(原子能發(fā)電)、風(fēng)能(風(fēng)力發(fā)電)、化學(xué)能(電池)及

【專家解說】:日常生活中使用的電能主要來自其他形式能量的轉(zhuǎn)換,包括水能(水力發(fā)電)、內(nèi)能(俗稱熱能、火力發(fā)電)、原子能(原子能發(fā)電)、風(fēng)能(風(fēng)力發(fā)電)、化學(xué)能(電池)及光能(光電池、太陽能電池等)等。電能也可轉(zhuǎn)換成其他所需能量形式。它可以有線或無線的形式作遠(yuǎn)距離的傳輸。(小資料:2000年我國火電、水電、核電的發(fā)電總量達(dá)13556億千瓦時,居世界第二。
泛指與電相聯(lián)系的能量,嚴(yán)格地應(yīng)指電場能。 電荷之間存在著相互作用力,因此形成一定的電荷系統(tǒng)需要作一定的功。將分離在無限遠(yuǎn)的兩個點電荷搬運(yùn)到一起形成兩個電荷的靜體系所需作的功為 電能
此稱為相互作用能。n個點電荷組成的靜電系統(tǒng)的相互作用能則為電能式中嗞i為第i個點電荷qi所在處的電位。帶電系統(tǒng)的靜電能與電荷之間的相互作用能有所不同,因為在電荷相互作用能中,沒有計及形成每個電荷的那部分能量。這部分能量稱為電荷的自能。如果計入形成每個電荷的這份能量,即電荷系統(tǒng)全部自能和相互作用能的總和則是電荷系統(tǒng)的靜電能。將式(2)推廣到連續(xù)帶電情形,可直接寫出連續(xù)帶電系統(tǒng)的相互作用能公式 電能式中ρ 和σ 分別為連續(xù)帶電體的電荷體密度和電荷面密度,積分遍及體電荷以及面電荷存在的區(qū)域。由于這里的連續(xù)帶電系統(tǒng)是搬運(yùn)無窮多個無限小電荷元素聚集而成的,因此相互作用能中包括了電荷的自能,式(3)即為電荷系統(tǒng)的靜電能。 上述表述靜電能的形式并不意味著靜電能與電荷相聯(lián)系??梢酝ㄟ^電場公式將上述靜電能公式改寫成另一種表達(dá)形式 電能, 有介質(zhì)存在時,上式則為 電能式中E為場強(qiáng),D為電位移,這兩個積分都是遍及整個場。這表明可將電場存在的空間分成無數(shù)體積元,每個體積元的靜電能為 電能總的靜電能則是它們的求和(積分)。 電能為電場能量密度。 在靜電情形,電荷與電場總是相伴存在的,將電能看成與電荷聯(lián)系起來還是儲存在電場中,效果完全相同。然而科學(xué)實踐證明電場是一種特殊形態(tài)的物質(zhì),它可以脫離電荷而存在。變化的磁場亦產(chǎn)生電場,這種變化磁場產(chǎn)生的電場亦具有電能,其場能密度與上相同。在一般情形下,變化的電磁場以波的形式傳播,傳播過程中伴隨著能量傳遞。