Электрическая энергия и тепло

Если в проводнике протекает электрический ток, то электроны сталкиваются с атомами проводниками и стимулируют их к большим колебаниям температуры. Электроны теряют при этом энергию. Произведенное количество тепла, с одной стороны, повышает температуру тела, с другой стороны, оно рассеивается в окружающую среду. Оно должно различаться между полезным и рассеянным теплом. В электрических тепловых приборах (кипятильников, утюгов, обогревателей и т.д.), отопление необходимо, и к этому стремятся, по возможности, полностью преобразовывая электрическую энергию в тепловую энергию. Иначе это, например, в линиях электропередач и двигателях, где ставшая свободной тепловая энергия является нежелательным побочным эффектом и часто там, где необходимо принять меры к ее выбросу.

В результате возникшего повышения температуры тепло выбрасывается в окружающую среду. Эта теплоотдача может быть осуществлена за счет проводимости, конвекции и излучения.

Если вдоль проводника тепла сохраняется разность температур, то тепловая энергия будет распространяться от более высокой температур к месту низких температур. Тепловых колебаний молекул распространяется от частицы к частице, так что в этом случае тепловыделение в материи производится самостоятельно.

При конвекции тепловая энергия проходит одновременно через путем перемещающийся газ или жидкость. Так, например, воздух на поверхности раздела нагретого тела принимает определенное количество тепла, а затем поднимется из-за снижения его плотности вверх. Он также может быть перемещен дальше вентилятором.

Передача тепла излучением не привязан ни к какой среде, это происходит через пустое пространство. Мощность излучения в значительной степени зависит от абсолютной температуры тела.

Возникшее тепло в электрических проводниках ограничивает их ток нагрузки. Допустимая температура соприкосновения определяется температурой сопротивления изоляции.

Преобразование энергии

Термин «энергия» является общим во всех науках, и известно, что каждое тело содержащее энергию имеет способность, совершать работу. Закон о сохранении энергии гласит, что энергия не может быть ни потеряна, ни быть создана с нуля, а выступает лишь только в различных формах (например, тепловая энергия, механическая энергия, электрическая энергия, энергия света и т.д.).

Таким образом, определенная форма энергии может быть преобразована в другую, при этом выполняются точные количественные соотношения. В целом, при преобразовании энергии одна форма энергии однако не может полностью быть преобразована в другую, а появляются все новые, в основном нежелательные формы. Так, например, электродвигатель выпускает не только механическую энергию, но и в то же время вырабатывается тепло (Джоулевы потери, потери на трение). Этот факт учитывается в КПД.

Электрическая энергия имеет преимущество, она может транспортироваться на большие расстояния легко и с малыми потерями и может быть легко адаптироваться к многим потребностям. Она в дальнейшем легко управляема и хранится в определенном объеме. В энергетическом балансе страны она играет решающую роль.