Hur fungerar en elektrisk ström

Elektricitet, ifrån grekiska "elektron", 'bärnsten'^[1], existerar en fysikaliskt fenomen. Grunden mot elektricitet existerar för att ämne förmå äga ett elektrisk laddning. Fenomenet tar sig formulering inom välkända former likt blixtar samt statisk elektricitet liksom inom elektromagnetiska fält samt elektromagnetisk induktion.

termen elektricitet kommer från detta grekiska termen till bärnsten, ηλεκτρον (elektron) samt slutligen ifrån latinets ēlectricus (bärnstensliknande). termen myntades från britten William Gilbert kalenderår 1600 nära hans experiment tillsammans statisk elektricitet.

I dagligt anförande räcker termen elektricitet alternativt energi till för att förklara en antal fysikaliska effekter.

inom vetenskaplig terminologi existerar däremot denna begrepp vag, samt detta existerar förbättrad för att prata angående nästa inbördes relaterade dock distinkta fenomen:

• Elektrisk laddning — enstaka egenskap hos vissa subatomära partiklar samt såsom bestämmer deras elektromagnetiska interaktioner, mätt inom coulomb. Elektriskt laddad ämne både skapar samt påverkas från elektromagnetiska fält.
• Elektrisk ström — ett rörelse alternativt flöde från elektriskt laddade partiklar, likt mäts inom ampere.
• Elektromagnetiskt fält — en kraftfält liksom skapas från ett elektrisk laddning vid laddningar inom dess närhet.
• Elektrisk potential — förmågan hos en elektriskt fält för att utföra jobb, vilket mäts inom volt.
• Elektromagnetism — enstaka primär interaktion mellan magnetfältet samt närvaron samt rörelsen hos enstaka elektrisk laddning.

Elektriska fenomen besitter studerats sedan antiken, även angående vetenskapliga framsteg inom området ej gjordes innan 16- samt 1700-talen.

Praktiska användningsområden till elektriciteten förblev dock erhålla mot dess för att ingenjörer beneath detta senare 1800-talet lärde sig för att nyttja elektricitet inom bostad samt inom industrin. Den snabba expansionen från elektrisk teknik nära den tiden transformerade samhället inom grunden. Elektricitetens ovanliga flexibilitet såsom energikälla betyder för att den är kapabel användas inom ett rad kontext, inklusive till försändelse, uppvärmning, ljus, informationsutbyte samt kalkyl.

Elektriciteten förmå förväntas utgöra ryggraden hos detta fabriksrelaterade samhället ovan enstaka överskådlig framtid.^[2]

Historia

[redigera | redigera wikitext]

För några hundra kalenderår sedan använde man ej elektricitet.

Strömmen existerar just enstaka ström tillsammans elektroner, vilket rör sig inom ett ledning.

Gatlamporna plats gaslampor, transportmedlet fanns ridhäst samt vagn samt maten kokades vid vedspisar.

Statisk elektricitet plats känd redan beneath antiken.

beneath 600-talet f Kr upptäckte grekerna för att angående man gnuggade päls mot bärnsten, således kunde bärnstenen dra mot sig lätta objekt. detta grekiska termen till bärnsten existerar e'lektron. Efterhand upptäckte man flera andra ämnen tillsammans med identisk egenskap. Den inledande likt studerade detta mer detaljerad plats den engelska fysikern William Gilbert (1544–1603).

han kallade attraktionen likt bildades till elektrisk kraft efter detta grekiska termen elektron, vilket betyder just bärnsten.

Idag redogör oss elektriska fenomen tillsammans med begreppet elektrisk laddning. Fransmannen Charles Dufay (1698–1739) fanns den inledande liksom visade för att detta finns numeriskt värde sorts laddningar, dock detta fanns Benjamin Franklin likt införde begreppet positiv samt negativ laddning.

Omkring 1820 upptäckte Hans Christian Ørstedelektromagnetismen, till vilken André-Marie Ampère omgående formulerade matematiska ekvationer. Detta ledde mot ökad försöksmässig handling bland vetenskapsman beneath 1800-talet.

På 1900-talet blev detta uppenbart för att positiv laddning existerar knut mot protonen samt negativ laddning mot elektronen.

Teori

[redigera | redigera wikitext]

Man brukar förklara elektricitet tillsammans med klassisk elektrodynamik. i enlighet med denna teori består elektricitet från rörliga laddningar, vilket förmå artikel positiva alternativt negativa. Lika laddningar stöter försvunnen - repellerar - varandra, medan olika laddningar drar mot sig - attraherar - varandra.

angående positiva samt negativa laddningar finns vid identisk område förintar dem varandra inom enstaka elektrostatisk urladdning. Laddningarna påverkas även från ämne - ämne delas vanligen in inom elektriska chef, var laddningarna kunna röra sig samt vid därför sätt forma ett elektrisk ström, samt isolatorer, vilket laddningarna ej kunna röra sig genom.

En elektrisk ström räknas vilket positiv mot sin riktning på grund av en flöde från positivt laddade partiklar ifrån ett punkt tillsammans högre elektrisk potential (spänning) mot ett punkt tillsammans lägre elektrisk potential.

Strömstyrka förmå bestämmas från potentialskillnaden mellan punkterna (spänningsfall såsom räknas inom volt) samt motståndet mellan dem (resistans ifall strömmen existerar likström, dock impedans ifall strömmen existerar växelström). nära likström kunna strömstyrkan räknas ut tillsammans formeln (där I existerar ström, Uspänning samt Rresistans.

ifall strömmen periodiskt växlar riktning (växelström) blir formeln (där Z existerar impedans).

Elektrisk laddning

[redigera | redigera wikitext]

Elektrisk laddning alternativt elmängd^[3] (Q, q) existerar den fysikaliska betydelse liksom påverkas från elektromagnetisk interaktion, enstaka från dem fyra fundamentala krafterna.

inom Coulombs team äger laddning identisk roll vilket massa inom Newtons gravitationslag, dock skillnaden existerar för att laddning förekommer inom numeriskt värde varianter, positiv samt negativ.

Att detta finns numeriskt värde samt endast numeriskt värde typer från statisk elektricitet äger varit känt sedan 1700-talet. ni Fay myntade termerna vitreös samt resinös, till "glaselektricitet" samt "kådaelektricitet".^[4] Laddningar från identisk typ repellerar varandra, medan interaktion mellan laddningar från olika typ existerar attraktiv.

Benjamin Franklin upptäckte för att man kunde betrakta dessa likt positiva samt negativa laddningar, vars algebraiska summa existerar konserverad.

Genom för att avsluta kretsen börjar enstaka ström vandra ifrån pluspolen mot minuspolen.

Detta betyder för att den totala laddning varken förmå förnyas alternativt förintas, vilket utför den mot enstaka från dem elementära attribut ämne besitter.

Elektrisk laddning kvantifieras mot negativa alternativt positiva multipler från elementarladdningene.

Elektrisk ström

[redigera | redigera wikitext]

Elektrisk ström uppstår då ett elektrisk laddning förflyttas.

Ström definieras likt laddning per tidsenhet. dem laddade partiklarna existerar vanligtvis elektroner dock kunna även artikel joner. inom ett elektrisk krets säger man från historiska skäl för att strömmen går ifrån högre mot lägre potential även ifall elektronerna rör sig inom motsatt riktning.

Det får elektronerna för att röra sig, enstaka elektrisk ström uppstår.

Elektriskt fält

[redigera | redigera wikitext]

Detta del existerar ett beskrivning från Elektriskt fält.

Ett elektriskt fält existerar en vektorfält liksom beskriver skillnader inom den elektriska potentialen inom rummet. detta förmå beskrivas tillsammans med "pilar" inom rummet, likt pekar ifrån positiva laddningar mot negativa.

Elektriska fält påverkar andra laddningar tillsammans enstaka kraft. Man kunna även, möjligen mer precis, yttra för att detta elektriska fältet medierar kraftverkan mellan laddade objekt. Konceptet elektriskt fält introducerades från Michael Faraday.

Den elektriska fältstyrkan existerar ett vektor tillsammans SI-enhetennewton per coulomb (N C⁻¹), alternativt ifall man således önskar (och helt ekvivalent), volt per meter (V m⁻¹).

Riktningen på grund av fältet inom ett given punkt definieras liksom riktningen vid den kraft likt fås vid enstaka positiv testladdning inom punkten. Beloppet från fältet definieras såsom kvoten mellan kraftens belopp samt laddningens storlek. en elektriskt fält innehåller elektrisk energi, tillsammans ett energitäthet proportionell mot kvadraten vid fältstyrkan.

inom ett ofta använd jämförelse mellan elektriska samt mekaniska storheter är kapabel man yttra för att detta elektriska fältet existerar på grund av laddning vad acceleration existerar på grund av massa.

En laddning inom rörelse omger sig ej bara tillsammans med en elektriskt fält, utan även tillsammans med en magnetiskt fält, samt inom enstaka allmännare teori existerar dessa numeriskt värde fält ej längre separata fenomen – vad ett observatör uppfattar likt en elektriskt fält kunna ett observatör inom en annat referenssystem uppfatta liksom enstaka blandning från elektriska samt magnetiska fält.

Därför talar man inom fysiken ofta angående ”elektromagnetism” samt ”elektromagnetiska fält”. Inom kvantelektrodynamiken benämns detta elektromagnetiska fältkvantat foton, ett elementarpartikel tillsammans kvantiserad energi.

Elektrisk spänning

[redigera | redigera wikitext]

Elektrisk spänning existerar enstaka skillnad inom elektrisk potential mellan numeriskt värde punkter.

ifall punkterna skulle anlända inom förbindelse tillsammans varandra genom enstaka elektrisk chef såsom mot modell enstaka metalltråd alternativt resistor, uppstår enstaka elektrisk ström vilket strävar för att utjämna potentialskillnaden mellan punkterna. Strömmen består från enstaka förflyttning från laddade partiklar, vanligtvis elektroner. ett sammankoppling likt praktiskt taget saknar motstånd kallas kortslutning.

Elektrisk spänning mäts inom SI-enhetenvolt likt förkortas V. eftersom 1 V = 1 J/As, existerar elektrisk spänning den energi liksom laddningen 1 As avger alternativt upptar då den rör sig genom en elektriskt fält. Enheten volt existerar ingen grundenhet inom SI utan definieras liksom den spänning vilket behövs ovan mot modell enstaka resistans till för att strömstyrkan 1 A bör generera effekten 1 W i enlighet med effektformeln konsekvens = spänning • ström.

ett betydelse likt anger den elektriska spänningen mellan numeriskt värde punkter brukar betecknas U (av ty.Unterschied likt betyder 'differens', 'skillnad'). en modell existerar Ohms team U=R • I vilket ger oss sambandet mellan spänningen, resistansen inom sammankopplingen samt styrka hos den ström vilket därvid uppstår.

För för att förbättrad förstå hur enstaka växelspänning uppkommer beskrivs denna plats hur enstaka lätt elektrisk maskin fungerar, titta bilden nedan.

Elektromagnetism

[redigera | redigera wikitext]

Varje elektriskt fylld med energi eller spänning objekt omges från en elektriskt fält. inom varenda punkt besitter fältet enstaka viss styrka, samt enstaka viss riktning. då en elektriskt fylld med energi eller spänning objekt placeras inom en elektriskt fält, påverkas detta från enstaka elektrisk kraft, liksom existerar proportionell dels mot styrka från fältet, dels mot den egna laddningen.

då en elektriskt fylld med energi eller spänning objekt rör sig genom en elektriskt fält, påverkas detta från ett magnetisk kraft.

Elektrisk laddning samt magnetism existerar numeriskt värde sidor från identisk kraft, elektromagnetism. Enkelt uttryckt existerar elektromagnetism detta såsom uppstår ur för att enstaka foton växelverkar tillsammans med ett laddad partikel.

varenda rörelse från elektriska laddningar ger upphov mot en område runt en magnet där magnetiska krafter verkar, samt varenda område runt en magnet där magnetiska krafter verkar påverkar elektriska laddningar för att röra sig. Den fundamentala kraften förmedlas från fotoner samt växelverkar tillsammans varenda laddade partiklar. Den elektromagnetiska kraften ligger på baksidan inom princip samtliga fenomen inom vår dagligt liv likt ej orsakas från gravitationen.

Den skapar bland annat kemiska bindningar, normalkrafter (som hindrar objekt ifrån för att flyta in inom varandra), friktion samt ytspänning.

Elektricitet såsom naturfenomen

[redigera | redigera wikitext]

Elektriska spänningar samt urladdningar uppstår vid flera håll inom naturen. Urladdningar inom atmosfären kallas åska.

Elektricitet agerar även massiv roll inom levandeorganismer, titta elektrisk aktivitet i levande organismer.

Elektroteknik

[redigera | redigera wikitext]

Den industrialiserade delen från världen existerar fullständigt präglad från elektrotekniska struktur. Några former från detta existerar elkraftteknik samt elektronik.

Elkraftteknik

[redigera | redigera wikitext]

Användning

[redigera | redigera wikitext]

Elektricitet används bland annat på grund av uppvärmning, kylning, belysning samt motorer. Elektriciteten besitter kemiska verkningar nära elektrolys.

Produktion

[redigera | redigera wikitext]

Elektrisk energi omvandlas från andra energiformer.

Elektrisk ström existerar en flöde från elektriska laddningar.

ett elektrisk maskin använder kinetisk energi. enstaka solcell använder ljus. ett energiomvandlare använder kemisk energi. Elektricitet produceras vanligen inom kraftverk, mot modell kärnkraftverk alternativt vattenkraftverk.

Denna rörelse från elektroner skapar ett elektrisk ström.

Överföring

[redigera | redigera wikitext]

Elöverföring, detta önskar yttra transaktion från elektrisk energi långa sträckor, sker tillsammans högspänningsledningar. Eldistribution existerar transaktion från el mot hushåll.

Se kraftledning samt transformator.

Handel tillsammans elektricitet

[redigera | redigera wikitext]

Då trygg försörjning från kraft existerar ett förutsättning på grund av en modernt samhälle samt då ingen förmå garantera problemfri utskick uppstår en behov från för att producera en gemensamt elnät liksom kopplar samman varenda producenter samt konsumenter inom en större sektor.

inom norra samt centrala Europa, ursprungligen endast land samt Norge, samordnas elhandeln via enstaka elbörs vilket kallas Nord Pool. detta man sätter en kostnad vid existerar elektrisk energi, vanligtvis inom valuta per kilowattimme. land samt Norge exporterar ofta mot sina grannländer, samt importerar sällan, samt äger en förhållandevis lågt kostnad samt många upphöjd andel fossilfri el.

Elektrisk ström — ett rörelse alternativt flöde från elektriskt laddade partiklar, likt mäts inom ampere.

Eloriset äger vid senare kalenderår höjts då grannländernas kostnad äger höjts, mot resultat från elexporten samt för att priset inom en nation sätts från detta nation likt betalar maximalt. Överskottet (skillnaden mellan ländernas börspris) går mot distributören, inom Sveriges fall oftast statliga Svenska Kraftnät.

Kundens elpris inom bland annat land består från nästa komponenter:

• det börspris elhandelsföretaget betalat till hur elen vid Nord Pool
• elhandelsföretagets påslag (regleras inom elavtalet)
• miljöpåslag, angående elavtal endast tillåter förnybar energi
• elhandelsföretagets utgift på grund av elcertifikat
• ev administrativa kostnader till hantering från elcertifikat (regleras inom elavtalet)
• kostnader på grund av volymvägning
• avgifter mot distributören (Svenska kraftnät) samt Nord Pool samt balanskostnader

Sverige besitter tidigare haft en enhetligt kostnad ovan bota landet trots för att resurser från kraft jämfört tillsammans med efterfrågan kunna äga stora kraftiga skillnader ifrån ställe mot lokal.

Elområden

[redigera | redigera wikitext]

På bas från bristande kapacitet inom detta svenska stamnätet likt medfört exportbegränsningar anmäldes detta svenskstatliga Svenska kraftnät tid 2006 mot EU-kommissionen från detta danska elföretaget Dansk Energi. registrering resulterade inom för att EU-kommissionen beneath våren 2010 fordrade för att Svenska kraftnät måste hantera överföringsbegränsningar inom detta svenska stamnätet vid en sådant sätt för att ej brukare inom andra delar från Europa diskrimineras.

Lösningen blev för att den 1 november 2011 dela in land inom fyra elområden. Indelningen utför för att detta nära kapacitetsbrister uppstår prisskillnader, vilket bör ge incitament på grund av för att tillföra produktions- samt överföringskapacitet var detta bäst behövs.^[5] dem senaste år äger prisskillnader inom land blivit allt vanligare mot resultat från förändringar inom elsystemet.

2021 samt 2022 rådde t.ex. kapacitetsbrist mellan norra samt södra land (vilket ledde mot olika kostnader inom elområde 2 samt 3) beneath hälften från årets timmar, jämfört tillsammans med 4 % från årets timmar beneath 2012.^[6]

Skador från elektricitet

[redigera | redigera wikitext]

Det kunna artikel farligt för att erhålla elektriska strömmar genom kroppen.

Strömstyrkor vid knappt 1 strömmängd brukar behärska förnimmas likt kittlande, samt strömmar ovan cirka 10–15 mA ger kramp inom muskler likt ej kunna hävas förrän strömmen bryts. Elektrisk ström förmå dessutom ge brännskador både vid ytan, nervbanor samt inre kroppsdel. Även strömgenomgångar liksom ej orsakat några synliga skador förmå orsaka nervdöd inom detta perifera nervsystemet likt ej visar sig förrän långt (månader) senare, tillsammans smärta, domningar samt känslebortfall likt följd.^[7] Spänningar likt överstiger klenspänning anses artikel farliga, ej till för att dem ger större skador, utan på grund av för att den högre spänningen enklare passerar hudens resistens, samt risken till ljusbågar ökar.

Det finns flera viktiga faktorer på grund av hur kroppen påverkas då enstaka elektrisk ström passerar igenom den:

• Vilka kroppsdelar likt blir utsatta
• Tiden man blir exponerad på grund av strömmen.
• Storleken vid strömstyrkan (vilket beror vid spänningen samt hur fuktig man är)
• Hur den elektriska strömmen passerar igenom kroppen.
• Vågform beroende angående detta existerar lik- alternativt växelström samt inom detta senare fallet växelströmmens frekvens.

Farligast existerar angående strömmen passerar bröstkorgen samt hjärtat (till modell genom för att man tillsammans med en handen rör en strömförande objekt samt tillsammans den andra ett jordad diskbänk).

Kramper inom hjärtat leder mot hjärtflimmer alternativt hjärtstillestånd. Flimmer uppstår nära några tiotals strömmängd, stillestånd nära något hundratal alternativt mer.^[8]

Skadeverkan avtar nära högre frekvenser, nära 10 kilohertz äger känseltröskeln ökat mot den tiodubbla, samt strömmar vid 1 ampere nära 1 megahertz är kapabel passera utan för att man känner något alternativt får skador.

Detta utnyttjas bland annat nära elektrokirurgi var den värme likt utvecklas får blodet för att koagulera.^[8]

Se även

[redigera | redigera wikitext]

Referenser

[redigera | redigera wikitext]

Vidare läsning

[redigera | redigera wikitext]

• David Bodanis: Elektricitet: historien ifall universums mäktigaste kraft (The electric universe: the shocking true story of electricity) (översättning Margareta Eklöf, 2005)

Externa länkar

[redigera | redigera wikitext]