Веригата на енергията

Енергията сменя формата си

Енергията има различни форми: светлина, движение, топлина, електричество. Уредите я превръщат от една форма в друга: слънчевият панел прави от светлина електричество, генераторът — от движение електричество, електромоторът — от електричество движение.

Свързани един след друг, уредите правят верига: това, което излиза от едно звено, влиза в следващото. Затова звената трябва да пасват: генератор след слънчев панел не работи, защото идва електричество, а генераторът иска движение.

Енергията не изчезва

Нито едно звено не превръща цялата енергия в това, което искаме. Част от нея става топлина, която отива в стаята. Но енергията не изчезва и не се появява от нищото: топлината по пътя плюс полезното в края е точно колкото даде източникът. Това е законът за запазване на енергията.

100 W = 80 W топлина + 14 W топлина + 6 W светлина

Процентите се умножават

Колко процента от енергията звеното пропуска нататък, се нарича полезно действие. Слънчевият панел пропуска около 20 %, акумулаторът — около 90 %. По веригата процентите се умножават: всяко звено пропуска дял от това, което е получило.

20 % · 90 % = 18 %
50 % · 50 % · 50 % = 12,5 %

Затова още едно звено винаги дава по-малко в края, а не повече. Мотор и генератор, свързани един в друг, не могат да се въртят вечно: всеки от тях губи част като топлина. А редът на звената не променя колко стига до края — при умножение редът няма значение.

Кое е полезно, зависи от целта

При лампата полезна е светлината. Светодиодната лампа превръща в светлина около 30 % от електричеството, а лампата с нажежаема жичка — по-малко от 5 %. При нагревателя пък топлината е точно това, което искаме: там почти всичко е полезно.

Какво е опростено

• Всяко звено има едно число за полезното действие. Истинските уреди са по-добри или по-лоши според размера и натоварването; числата тук са типични и закръглени.
• Акумулаторът няма капацитет: приемаме, че енергията от деня стига за вечерта.
• Горенето, водното колело и мускулите на колоездача са „вътре“ в източника. Мускулите превръщат храната в движение само с около 14 … 27 %.
• Светлината на лампата накрая също се поглъща и става топлина в стаята. В симулацията тя остава „полезното“, за да се вижда целта на веригата.

Безопасност. Никога не гледай направо към Слънцето, нито през лупа или бинокъл. Не свързвай сам направени генератори, панели или акумулатори към контакта у дома. Акумулаторите не се отварят, не се пробиват и не се хвърлят в огън; подут или горещ акумулатор оставяш и казваш на възрастен. Нагревателите и лампите с жичка стават много горещи — не ги покривай. Горелка и открит огън — само с възрастен.