Buzz
Nguồn điện (tiếng Anh: electrical energy), hay còn gọi là điện năng, là khả năng sử dụng điện để thực hiện công việc dưới nhiều hình thức khác nhau. Điện năng không chỉ là một nguồn năng lượng hiệu quả, sạch sẽ và dễ kiểm soát, mà còn là sản phẩm đặc thù được cung cấp bởi các cơ quan điện lực cho các hộ gia đình, với chất lượng được ba bên sản xuất, cung cấp và sử dụng bảo đảm (nó có các đặc điểm của sản phẩm đồng nhất, như khả năng đo lường, dự đoán, bảo đảm và cải thiện).
Điện năng được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như động lực, chiếu sáng, hóa học, dệt may, thông tin, phát thanh,... và là động lực chính thúc đẩy sự phát triển của khoa học - công nghệ cũng như sự phát triển kinh tế. Điện năng có vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta.
Việc khai thác điện năng đánh dấu bước chuyển quan trọng trong cách mạng công nghiệp lần thứ hai, đưa nhân loại vào kỷ nguyên điện khí. Điện năng là đại lượng vật lý đo lường công việc thực hiện bởi dòng điện; nó chỉ khả năng sử dụng điện để thực hiện công việc dưới nhiều hình thức (do đó, đôi khi còn được gọi là công điện - electric work).
Loại hình
Điện năng có thể được phân loại thành nhiều dạng khác nhau như điện một chiều, điện xoay chiều, điện tần số cao, điện tần số trung bình, và điện tần số thấp. Các dạng điện năng này có thể được chuyển đổi lẫn nhau một cách dễ dàng.
Chuyển đổi năng lượng
Điện năng sử dụng trong sinh hoạt hàng ngày chủ yếu được tạo ra từ việc chuyển đổi các dạng năng lượng khác, như năng lượng nước (thủy điện), năng lượng nhiệt (nhiệt điện), năng lượng hạt nhân (điện hạt nhân), năng lượng gió (gió điện), năng lượng hóa học (pin) và năng lượng ánh sáng (pin mặt trời).
Điện năng cũng có thể được chuyển đổi thành các dạng năng lượng khác theo nhu cầu, chẳng hạn như nhiệt năng, quang năng, động năng,...
Điện năng có khả năng truyền tải qua khoảng cách xa, bằng cả phương pháp hữu tuyến và vô tuyến.
Đơn vị
Điện năng được đo bằng kilôwat giờ, ký hiệu là kW·h hoặc kWh. Trong vật lý, đơn vị phổ biến hơn để đo năng lượng là Joule, hay còn gọi là Jun, ký hiệu là J.
Mối quan hệ giữa chúng là: .
Công thức tính điện năng: .
Theo định luật Ohm , ta có thể suy ra rằng:
Chất lượng
Chất lượng điện năng đề cập đến độ ổn định và hiệu quả của năng lượng điện trong hệ thống điện. Nó được định nghĩa là mức độ điện năng cung cấp cho thiết bị nhạy cảm và hệ thống nối đất của thiết bị có sự đồng đều và ổn định. Để thiết bị hoạt động bình thường, điện năng lý tưởng cần có sóng sin hoàn toàn đối xứng. Tuy nhiên, nhiều yếu tố có thể làm biến dạng sóng sin, gây ra vấn đề chất lượng điện năng. Chúng ta cần xác định các yếu tố gây ra vấn đề và tìm cách khắc phục để đảm bảo điện năng gần gũi với sóng sin nhất có thể.
Trong kỹ thuật điện, từ 'power' (công suất điện) chỉ tốc độ truyền tải năng lượng điện, tỉ lệ với tích của điện áp và dòng điện. Do đó, khái niệm chất lượng không thể chỉ định rõ cho đại lượng vật lý này. Hệ thống điện chỉ có thể kiểm soát mức độ điện áp, không thể điều chỉnh lượng dòng điện mà tải tiêu thụ. Thực tế, chất lượng điện thường được thảo luận dựa trên điện áp. Mặc dù máy phát có thể cung cấp điện áp gần như sóng sin thuần, dòng điện qua trở kháng hệ thống có thể gây ra nhiễu loạn điện áp tại điểm chung (PCC), ví dụ như:
- Dòng điện ngắn mạch có thể gây ra sụt giảm điện áp hoặc hoàn toàn loại bỏ điện áp;
- Dòng điện sấm sét có thể làm tăng điện áp đột ngột, gây ra hiện tượng phóng điện bên ngoài lớp cách điện và có thể dẫn đến các sự cố ngắn mạch điện lực;
- Dòng điện có sóng hài khi đi qua trở kháng hệ thống cũng có thể gây ra biến động điện áp tại điểm nối, khiến các thiết bị sử dụng điện ở điểm nối đó bị ảnh hưởng bởi điện áp không chuẩn.
Từ những phân tích trên, rõ ràng việc nghiên cứu chất lượng điện năng là rất quan trọng do yêu cầu của các khu công nghiệp và người tiêu dùng. Do đó, tiêu chuẩn và phương pháp đánh giá chất lượng điện năng cần được ưu tiên trong các nghiên cứu và ứng dụng.
