50ohm-contents-dl/contents/sections/laddning_energi.md

Den elektriska laddningen (även kallad elektricitetsmängd) är en grundläggande fysikalisk storhet. Den beskriver en egenskap hos partiklar och kroppar och är orsaken till elektriska och elektromagnetiska växelverkningar. Säkert har du på batterier eller ackumulatorer sett en uppgift som till exempel \qty{3000}{\milli\ampere\hour} för den elektriska laddningen.

Den elektriska laddningen har formelbeteckningen $Q$ och enheten coulomb ($\unit{\coulomb}$). Ett coulomb är definierat som den laddningsmängd som transporteras av en ström på $\qty{1}{\ampere}$ under $\qty{1}{\second}$: $\qty{1}{\coulomb} = \qty{1}{\ampere} \cdot \qty{1}{\second}$

Elektrisk laddning ensam beskriver ännu ingen energi. Först tillsammans med en elektrisk spänning blir det tydligt hur mycket energi som kan överföras eller lagras med en viss laddningsmängd. Just detta samband utnyttjas till exempel i batterier och ackumulatorer: De lagrar elektrisk energi genom att skilja elektrisk laddning åt på olika elektriska potentialer.

---

Den lagrade eller överförda elektriska energin W följer av den transporterade laddningen Q och den pålagda spänningen U:

W = U \cdot Q

Allmänt definieras effekt som energi per tid. Energin blir därmed produkten av effekt och tid:

W = P \cdot t

Enheten för energi är joule ($\unit{\joule}$). Ett joule är definierat som:

\qty{1}{\joule} = \qty{1}{\watt\second} = \qty{1}{\volt\ampere\second} = \qty{1}{\newton\meter} = \qty{1}{\kilogram\cdot\meter\squared\per\second\squared}

I praktiken används joule oftast för små energimängder, medan större energimängder – till exempel för ackumulatorer, nätaggregat eller elförbrukning – ofta anges i wattimmar (\unit{\watt\hour}) eller kilowattimmar (\unit{\kilo\watt\hour}). Låt oss återvända till exemplet med ackumulatorn på \qty{3000}{\milli\ampere\hour}. Har den spänningen \qty{3,6}{\volt} blir energiinnehållet \qty{3000}{\milli\ampere\hour} \cdot \qty{3,6}{\volt} = \qty{10,8}{\watt\hour}.

Energi kan inte bara lagras utan också omvandlas från en form till en annan. Ett typiskt exempel är omvandlingen av elektrisk energi till termisk energi i ett motstånd som har en spänning över sig under en viss tid. Hur mycket energi omvandlas till värme i ett motstånd (R=\qty{100}{\ohm}) med spänningen U=\qty{10}{\volt} över sig under en timme?

W = P \cdot t = \frac{U^2}{R} \cdot t = \qty{1}{\watt} \cdot \qty{1}{\hour}= \qty{1}{\watt\hour}

Ett exempel till: En apparat drar I = \qty{0,63}{\ampere} vid U = \qty{230}{\volt} under t = \qty{7}{\hour}. Energin är W = U\cdot I\cdot t = \qty{230}{\volt} \cdot \qty{0,63}{\ampere} \cdot \qty{7}{\hour} = \qty{1,01}{\kilo\watt\hour}.