Per molto tempo mi chiedevo, dove va l'elettricità dopo essere stata utilizzata? Quando uso il mio tablet, funziona a batteria. Dove va il potere?
Risposte:
Congratulazioni, hai scoperto la più grande truffa del 20 ° secolo. Leggi questo in fretta prima che gli uomini in nero vengano a prenderti.
Pensa a come funziona davvero l'alimentazione CA. "AC" sta per corrente alternata , il che significa che va avanti e indietro. Le compagnie elettriche ti danno l'elettricità in un mezzo ciclo, poi la risucchiano nel mezzo ciclo successivo. Che racchetta!
Scherzi a parte, "elettricità" non è una cosa, più come un concetto. "Quantità di elettricità" è ciarpame senza senso. Puoi avere una determinata quantità di potenza, tensione, corrente o altre proprietà misurabili, ma non "elettricità". Per coloro che non comprendono appieno la corrente, la tensione e la potenza, è meglio evitare di usare la parola "elettricità", poiché molto probabilmente la useranno in modo errato.
Per rispondere quindi alla tua domanda, l'elettricità non "va" da nessuna parte poiché non è una cosa o roba che sia mai stata ovunque in primo luogo. La corrente e la tensione insieme possono essere utilizzate per spostare l'energia. Quando una batteria alimenta il tablet, sta producendo tensione e corrente, trasferendo in tal modo l'alimentazione dall'interno all'esterno. Il tablet utilizza quell'energia per far funzionare il computer all'interno, illuminare lo schermo, trasmettere dati su onde radio, ecc.
L'energia (e il potere, il potere è solo energia per volta) non viene creata o distrutta, ma semplicemente spostata. Nel caso della batteria che alimenta il tablet, l'energia inizia in forma chimica all'interno della batteria. Quindi assume la forma elettrica che esce dalla batteria. Il tablet lo utilizza in forma elettrica, ma alla fine viene trasformato in calore. Se lasci un tablet in esecuzione seduto solo lì, dovresti essere in grado di notare che è un po 'più caldo di qualsiasi cosa sia seduto. L'energia che era nella batteria in forma chimica è ora nelle cose di cui è fatto il tablet in forma termica. Alla fine ciò riscalderà l'aria nella stanza, che riscalderà qualcos'altro, ecc. Quando la quantità relativamente piccola di energia in una batteria del tablet viene diffusa su un'intera stanza, avresti bisogno di strumenti scientifici sensibili per rilevarla.
Un circuito elettrico è come una catena di biciclette. Deve avere un circuito completo per fluire. Una catena di biciclette smette di girare quando il ciclista smette di iniettare energia nel sistema (quando smette di pedalare).
E il flusso di elettricità nel tablet (o qualsiasi altra cosa) si interrompe quando la batteria smette di iniettare energia nel sistema. Perché hai esaurito il processo chimico che ha prodotto l'elettricità. È possibile sostituire la batteria scarica con una nuova che conserva ancora il potenziale chimico, oppure è possibile ricaricare la batteria e invertire il processo chimico.
La risposta di un laico: non "va" da nessuna parte. Viene trasformato in calore, luce, onde sonore e onde radio e in parte viene utilizzato per modificare lo stato della memoria flash all'interno del tablet. Il più delle volte, il calore costituisce di gran lunga la maggior parte, a causa delle inefficienze. Quando si utilizza attivamente il wifi o il GSM (utilizzando il dispositivo come telefono cellulare), viene prodotta molta energia per produrre le onde radio. Puoi notare quanto più velocemente la batteria è scarica mentre sei connesso a una rete Wi-Fi o mobile.
Per essere un po 'più pedanti, non si tratta di "elettricità", ma di "energia elettrica".
Il concetto di elettricità che utilizziamo è una semplificazione. Di per sé non è sbagliato , ma è molto più complicato dei concetti che assumiamo.
Ecco una grande risorsa che ho trovato, che spiega in dettaglio cos'è l'elettricità e come funziona. È scritto da William J. Beaty, che è un ingegnere elettrico:
Ecco un estratto dal sito, rilevante per questa domanda:
Perché la compagnia elettrica ci addebita, dal momento che riprende tutti gli elettroni che ci dà?
La compagnia elettrica NON vende elettroni. Invece, pompa solo elettroni. Pompa gli elettroni mobili che riempiono i fili. Gli elettroni sono forniti dagli atomi del rame. Paghi per un servizio di pompaggio!
Inoltre, poiché le linee elettriche usano la corrente alternata, gli elettroni non si muovono molto. Invece si siedono in un punto all'interno dei fili e vibrano avanti e indietro. (È un po 'come il suono: le onde sonore si muovono velocemente, ma le molecole dell'aria vibrano avanti e indietro senza scorrere in avanti.)
Gli stessi elettroni si spostano dal terminale negativo della batteria, attraverso qualunque percorso corrente si trovino, e infine ritornano al terminale positivo.
La potenza che trasferiscono viene dissipata come calore (spreco), luce (ad es. Display), energia cinetica (ad es. Altoparlante) e così via.
L'elettricità non viene utilizzata, invece l'energia viene trasferita utilizzando gli elettroni. È l'energia che stai usando. Se immaginiamo un mondo senza elettricità, possiamo creare una configurazione simile a come viene utilizzata l'elettricità ma con qualcosa che conosciamo meglio.
Immagina se avessi una speciale linea di galleggiamento in arrivo in casa con una linea di ritorno alla compagnia idrica. L'intero sistema è stato chiuso e ha pompato acqua in tondo. Tuttavia, puoi attingere a questo cerchio inserendo una spina. Dopo aver collegato la linea, un lato della presa avrebbe la pressione dall'acqua in entrata e l'altro lato non avrebbe avuto pressione. Se, ad esempio, avessi un frullatore che desideri utilizzare, il frullatore avrebbe due provette. Si collega un tubo all'alta pressione e l'altro al tubo di ritorno. La pressione dell'acqua (tensione) spinge contro una valvola nel frullatore. Quando cambi quanto è aperta la valvola (resistenza) l'acqua inizia a fluire nel tuo frullatore, spinge una sorta di ruota idraulica ed esce dal tubo di ritorno alla compagnia idrica. La compagnia idrica si sta assicurando che mantenga la pressione, ma ti addebiterà il flusso d'acqua. L'acqua non si "consumerebbe". Potrebbero anche far alternare la direzione dell'acqua avanti e indietro invece di dover spingere in un cerchio completo.
Per una batteria avresti potuto pressurizzare l'acqua in un cilindro che era diviso a metà. Avresti pressurizzato una metà e poi l'acqua sarebbe fluita nell'altra metà. Alla fine consumeresti tutta l'acqua nella metà pressurizzata e dovrai ricaricare o spingere l'acqua nella metà pressurizzata.
L'elettricità è un modo di lavorare. Per capirlo meglio parliamo di un altro modo di lavorare.
Quando una ruota idraulica in un fiume gira, i macchinari ad essa collegati all'interno della timoneria vengono utilizzati per fare il lavoro. In questo scenario, l'acqua è analoga agli elettroni che si muovono attraverso fili / dispositivi. Né l'acqua né gli elettroni scompaiono, passano da uno stato di energia superiore a uno stato di energia inferiore e quella differenza di energia viene utilizzata per fare il lavoro.
È necessaria più energia per riportare l'acqua / elettroni a uno stato di energia superiore.
Anche se la tua domanda principale dice "elettricità", la correggi riformulando la domanda come "Dove va il potere ?" La risposta è semplicemente, per lo più viene convertita in calore . Anche la parte che viene convertita in suono, fotoni e radiazione, è considerata una "forma di calore" ("riscaldano" una parte dell'universo).
Prendi un'analogia con il flusso d'acqua. (Attuale => Flusso di qualcosa)
Se si arresta la pompa manuale, l'acqua non fluirà e il trasferimento di energia sotto forma di flusso d'acqua si arresterebbe.
Ma l'acqua rimarrebbe ancora lì.
Allo stesso modo, la corrente elettrica è il flusso di carica .
Se interrompiamo il circuito, la corrente della particella carica si arresterà;
ma le particelle cariche (e sono componenti chimici delle materie) rimarrebbero comunque lì.
Si fermerebbero semplicemente lì (netto) movimento.
Inoltre non sarebbero in grado di trasportare l'energia.
Al termine della batteria ; tutti i reagenti nella batteria vengono convertiti il più possibile in prodotto (i rimanenti reagenti, se presenti, non possono essere ottenuti in quantità equivalente ). quindi non può più continuare a pompare elettroni.
Al termine della batteria, gli elettroni rimangono all'interno del materiale costituente dei circuiti.
Mentre la batteria funziona e termina gradualmente, l'energia (che è stata immagazzinata nella batteria), esce nell'ambiente L'energia (= instabilità; o capacità di fare il lavoro) che è stata immagazzinata nella nuova batteria, viene fuori (quando la corrente elettrica fa un po ' lavorare nel gadget). L'energia, gradualmente persa nell'ambiente circostante quando il gadget funziona. Ad esempio, per il tuo tablet, l'energia persa quando le luci escono dal display , il suono degli altoparlanti , il calore dei percorsi elettrici, ecc.
Le altre domande parlano del flusso di elettroni, non rispondendo proprio alla domanda specifica. Nel caso di un tablet alimentato a batteria, inizia con l'energia chimica immagazzinata nella batteria. Quando il dispositivo è attivo, questa energia chimica viene rilasciata per spostare gli elettroni attorno ai vari circuiti. Alcuni vengono convertiti in fotoni e rilasciati come luce dallo schermo (non molto, forse un po 'di%). Quasi tutta l'energia viene convertita in calore. Tutto ciò che fa il processore produce solo calore, il lavoro computazionale non immagazzina energia. Un processore più efficiente può eseguire più calcoli per la stessa quantità di calore generato. Spesso non si noterà questo calore generato da dispositivi alimentati a batteria perché il tasso di generazione di calore è basso e l'aumento di temperatura è spesso piccolo.
Mi piace questa domanda perché mostra tanti punti di vista diversi: ecco il mio.
L'elettricità (in questo caso, l'energia della batteria del tablet di @ EthanT) è difficile da definire come un termine generale perché ha così tante forme dal suo inizio; è stato estratto o catturato e convertito, trasmesso, convertito di nuovo chimicamente nella batteria, quindi eseguito il lavoro sul tablet. Ad ogni passo lungo questo percorso ci sono perdite mentre tutto va a un livello più alto di entropia. Quando tutto è fatto, la materia e l'energia sono ancora presenti da qualche parte, ma sono in uno stato più casuale, il che le rende meno utili per svolgere un lavoro specifico. Quindi nulla è perso, è solo progressivamente più disordinato fino a quando non è il più casuale possibile.
Un po 'come la mia scrivania.
Un punto di vista comunque.