Elektrická energie na mechanickou energii: Jak převádět, často kladené otázky a fakta

Techniky přeměny energie jsou pro civilizaci přínosem. Tento článek hluboce pojednává o tom, jak přeměnit elektrickou energii na mechanickou energii.

Většina zařízení, která přeměňují elektrickou energii na mechanickou energii, obsahuje v sobě zabudovaný elektromotor, který funguje na základě interakce magnetického pole motoru s elektrickým proudem procházejícím drátem. Tato interakce generuje točivý moment, který způsobuje rotaci hřídele, tj. mechanickou energii.

Další pohled na přeměnu energie lze získat v následujících podkapitolách.

Přečtěte si více o 8+ příkladech elektrické energie k mechanické energii: podrobné vysvětlení 

Jak přeměnit elektrickou energii na mechanickou?

Elektromotor je součástí několika strojů a zařízení, která napomáhá přeměně elektrické energie na mechanickou energii. Elektrická energie dodávaná elektrickým proudem protékajícím drátem interaguje s magnetickým polem. Tato interakce má za následek točivý moment, který otáčí cívkou, a tím vzniká mechanická energie.

Přečtěte si více o 10+ příkladech elektrické energie ke zvukové energii: Podrobné vysvětlení

Zařízení elektrické energie na mechanickou energii

Několik zařízení, se kterými se denně setkáváme, přeměňuje elektrickou energii na mechanickou energii. Zde je několik:

Elektrický větrák

Když je ventilátoru přiváděna elektrická energie ve formě AC (střídavého proudu), kondenzátor ve ventilátoru ukládá energii a využívá ji k otáčení ventilátoru. Kondenzátor dodává energii do vinutí statoru, která vyvine točivé magnetické pole a nutí rotor (elektromotor) otáčet se ve směru magnetického pole. Tato energie se tak přenáší na lopatky ventilátoru a dochází tak k mechanické přeměně energie.

Mixér nebo mlýnek

Mixér obsahuje motor, který přeměňuje dodávanou elektrickou energii na mechanickou energii rotujících lopatek. Když je motor aktivní, hřídel spojky připojený k motoru se otáčí jeho rychlostí a ta se následně přenáší na lopatky.

Pokud je do motoru dodáváno více energie, nože se otáčejí vysokou rychlostí a naopak.

Přečtěte si více o 17+ příkladech mechanické energie k zářivé energii: podrobné vysvětlení

Pračka

Elektromotor přítomný v pračce přeměňuje elektrickou energii na rotační kinetickou energii (tj. mechanickou energii), která pomáhá při praní prádla.

Myčka

Myčky nádobí se v dnešní době staly elektrickým spotřebičem, který běžně najdeme téměř v každé domácnosti.

Nádobí je umýváno myčkou, která obsahuje čerpadlo, které rozstřikuje vysokotlakou vodu. Čerpadlo pohání elektrický stejnosměrný motor. Voda je recirkulována pomocí filtračního systému.

Transformaci energie z elektrické na mechanickou energii napomáhá vysokonapěťový stejnosměrný motor v myčce.

Zastřihovač na holení

V zastřihovači na holení, stejnosměrný motor přeměňuje elektrickou energii na mechanickou energii, díky které se nože zastřihovače, které jsou pohyblivé, rychle kmitají. Existují stacionární břity, které se při stříhání vlasů překrývají s pohyblivými břity.

Jak motor přeměňuje elektrickou energii na mechanickou energii?

Jak bylo uvedeno výše, elektromotor nachází širokou škálu aplikací v elektrických ventilátorech, domácích spotřebičích, strojích atd.

Elektrický motor může být napájen střídavým (střídavým) zdrojem nebo stejnosměrným (stejnosměrným) zdrojem. Elektromotor pracuje na principu elektromagnetismu, kde el pole a magnetické interakce pole generují točivý moment, který způsobuje otáčení motoru.

Motor (stejnosměrný motor) se skládá ze statoru (magnetu), rotoru (osy s cívkou, která se otáčí vysokou rychlostí a působí jako elektromagnet), komutátoru nebo klíče, zdroje energie (DC) a kartáčů . Kdykoli elektrický proud protéká cívkou (na rotoru), generuje a magnetické pole, jak vímeelektrická pole přenášející proud generují magnetické pole. Toto generované magnetické pole interaguje s magnetickým polem díky statoru, což zase vede k vytváření točivého momentu. Točivý moment způsobuje roztočení rotoru a tím vzniká mechanická energie.

Princip zachování mechanické energie

Výrok o principu zachování mechanické energie:

„Pokud pracují pouze konzervativní síly, celková mechanická energie systému se v žádném procesu nezvyšuje ani nesnižuje. Zůstává konstantní – je zakonzervovaná.“

Konzervativní síla obecně znamená, že práce vykonaná silou při pohybu objektu z jednoho bodu do druhého nezávisí na dráze působení, ale pouze na počáteční a konečné poloze objektu. Příklady zahrnují gravitační sílu, elektrickou sílu atd.

Princip zachování mechanické energie lze jednoduše popsat takto: Součet kinetické energie a potenciální energie během jakékoli části pohybu tělesa je stejný jako součet kinetické energie a potenciální energie během jakéhokoli jiného pohybu. Celková mechanická energie je zde součtem kinetické energie a potenciální energie uvažovaného tělesa.

Přečtěte si více o 17+ příkladech mechanické energie: Podrobné vysvětlení, několik faktů

Elektrická energie k mechanické energii: Často kladené otázky

Uveďte stručný příklad demonstrující princip zachování mechanické energie.

Víme, že princip zachování mechanické energie platí pouze pro tělesa v pohybu pod vlivem konzervativních sil.

Představte si pohyb horské dráhy v dobrodružném zábavním parku. Bez ohledu na tření nebo vliv jakýchkoli jiných nekonzervativních sil je gravitační síla jedinou konzervativní silou, která na ni působí.

V nejvyšší poloze by jeho potenciální energie byla maximální a kinetická energie by byla minimální. Zatímco v nejnižší poloze by kinetická energie horské dráhy byla maximální, protože by měla vysokou rychlost a potenciální energie by byla minimální. V jakékoli poloze mezi tím by kinetická a potenciální energie byly takové, že jejich součet, tzn. celková mechanická energie by byla konstantní.

Uveďte krátké poznámky o elektromagnetické indukci.

• Elektromagnetickou indukci lze popsat jako proces, při kterém je emf (elektromotorická síla) generována přes vodič umístěný v měnícím se magnetickém poli.
• Michael Faraday byl ten, kdo objevil elektromagnetickou indukci.
• Princip elektromagnetické indukce nachází několik aplikací v každodenním životě v několika zařízeních, jako jsou elektrické generátory, transformátory, motory atd.

Přečtěte si více o příkladech zachování mechanické energie: Podrobný náhled

Také čtení:

• Jak vypočítat mechanickou energii v automobilových systémech
• Jak optimalizovat hospodaření s tepelnou energií při kontrole klimatu ve skleníku
• Jaderná energie na mechanickou energii
• Proč je skladování energie v systémech obnovitelné energie kritické
• Jak optimalizovat využití zvukové energie v akustických stavebních materiálech
• Příklad gravitační energie na mechanickou energii
• Jak optimalizovat potenciální rekuperaci energie při sjezdu na horském kole
• Energetické základy energie ano
• Zvuková energie na mechanickou energii
• Jak optimalizovat spotřebu energie ve vysoce výkonných počítačích