Effekt, tid och energi

Effekt är hur snabbt

Vi vill skilja effekt från energi och se vart energin tar vägen. Energi är det som behövs för att något ska lysa, bli varmt eller röra sig. Energi mäts i joule, J. Effekt beskriver hur snabbt energin överförs, och den mäts i watt, W. Titta på lampan i bilden. En lampa på 5 W överför 5 J varje sekund.

Räkna ut energin

Ju längre lampan lyser, desto mer energi överför den. Vid konstant effekt gäller E = P · t. E betyder energi, P effekt och t tid. Titta på stapeln i bilden. Lampan på 5 W lyser i 20 s, och 5 · 20 = 100. Den överför alltså 100 J.

Två lampor lika länge

Titta på de två lamporna i bilden. De lyser lika länge, 6 s. Lampa A har 10 W och lampa B har 5 W. A har dubbelt så stor effekt och överför därför dubbelt så mycket energi. Lägre effekt betyder mindre energi under samma tid. Men effekten säger inte ensam hur mycket ljus lampan ger.

Energi försvinner aldrig

Vart tar lampans energi vägen? Energi kan inte förstöras och inte skapas. Den kan bara omvandlas till andra former eller flöda till andra föremål. Titta på bilden. Lampan får 10 J elektrisk energi och ger kanske 2 J ljus och 8 J värme. 2 + 8 = 10 J, så ingen energi har försvunnit.

Vad betyder förbrukad energi?

När vi säger att energi förbrukas menar vi att den har blivit mindre användbar. Titta på skateboardåkaren i bilden, med friktion på. Rörelseenergin blir till slut inre energi, alltså värme i hjul och ramp. Summastapeln är lika hög hela tiden. Men värmen är utspridd och kan inte lyfta åkaren igen. Därför har utspridd värme låg kvalitet, och elektrisk energi hög kvalitet.

Var kommer elen ifrån?

Elen kommer från olika energikällor: vattenkraft, kärnkraft, vind, sol och fossila bränslen. Kol, olja och gas släpper ut koldioxid som förstärker växthuseffekten. Vind och sol ger el utan utsläpp, men bara när det blåser eller är ljust. Vattenkraft kan sparas i dammar men påverkar livet i älvarna. Kärnkraft ger mycket el utan koldioxid, men lämnar radioaktivt avfall. Tryck på energikällorna i bilden och jämför dem.

Ett bra argument om energi

Ett bra argument om energi bygger på fysik och mätningar, inte på känslor. Tryck på Vindkraft i bilden och följ elen till huset. Vindkraftverket skapar ingen ny energi. Det omvandlar vindens rörelseenergi till el. Det ger el utan koldioxid, men bara när det blåser. Det påverkar också landskapet och kan skada fåglar och fladdermöss. Väg fördelar mot nackdelar innan du tar ställning.

Sammanfattning

Effekt beskriver hur snabbt energi överförs. Sambandet E = P · t gäller vid konstant effekt. Med watt och sekunder blir energin joule.

En 5 W-lampa överför 5 joule varje sekund. Lägre effekt betyder mindre energi för samma tid, men säger inte ensam hur mycket användbart ljus lampan ger.

Vi vill förstå vart energin tar vägen. Energi kan inte förstöras och inte skapas. Den kan bara omvandlas till andra former eller flöda till andra föremål. En lampa som får 10 J elektrisk energi ger kanske 2 J ljus och 8 J värme. 2 + 8 = 10 J, så ingen energi har försvunnit.

När vi säger att energi förbrukas menar vi att den har blivit mindre användbar. Elektrisk energi är lätt att omvandla till ljus, rörelse eller värme. Värmen som sprids ut i rummet går nästan inte att använda igen. Därför säger man att elektrisk energi har hög kvalitet och utspridd värme låg kvalitet.

Elen kommer från olika energikällor: vattenkraft, kärnkraft, vind, sol och fossila bränslen. Kol, olja och gas släpper ut koldioxid som förstärker växthuseffekten. Vind och sol ger el utan utsläpp, men bara när det blåser eller är ljust. Vattenkraft kan sparas i dammar men påverkar livet i älvarna. Kärnkraft ger mycket el utan koldioxid men lämnar radioaktivt avfall som måste förvaras säkert länge.

Ett bra argument om energi bygger på fysik och mätningar, inte på känslor. Ett vindkraftverk skapar ingen ny energi: det omvandlar vindens rörelseenergi till el. Det ger el utan koldioxid, men bara när det blåser. Det påverkar också landskapet och kan skada fåglar och fladdermöss. Väg fördelar mot nackdelar innan du tar ställning.

En lampa med effekten 5 W lyser i 20 s. E = 5 · 20 = 100 J.

Vanliga missförstånd

• Många tror: Dubbel effekt ger dubbelt så mycket ljus.

  Men effekt säger hur snabbt energi överförs, inte hur mycket som blir ljus. En glödlampa gör om det mesta till värme, så en LED-lampa med lägre effekt kan lysa lika starkt.

• Många tror: Förnybar energi påverkar inte naturen alls.

  Men vattenkraft påverkar livet i älvarna, och vindkraftverk påverkar landskapet och kan skada fåglar och fladdermöss. Förnybar betyder att källan inte tar slut.

• Många tror: Ett kraftverk skapar ny energi.

  Men energi kan varken skapas eller förstöras. Ett vindkraftverk omvandlar vindens rörelseenergi till el, det gör ingen ny energi.

Källor

1. Effekt (energi per tid, 1 W = 1 J/s), Nationalencyklopedin
2. Joule (SI-enhet för energi), Nationalencyklopedin
3. 7.7 Power (1 W = 1 J/s, energi = effekt · tid, kWh), OpenStax College Physics 2e
4. Från watt till lumen (watt säger inte hur mycket ljus en lampa ger), Energimyndigheten
5. 7.6 Conservation of Energy (energi kan inte skapas eller förstöras, bara omvandlas), OpenStax College Physics 2e
6. Om el och elsäkerhet (så blir el till: vattenkraft, kärnkraft, vind och sol, fossila bränslen), Elsäkerhetsverket
7. Vindkraftens påverkan på fåglar och fladdermöss, syntesrapport från forskningsprogrammet Vindval (rapport 6740), Naturvårdsverket
8. SI-broschyren: Internationella måttenhetssystemet, BIPM
9. Energi, Wikipedia på svenska
10. Kursplan i fysik, Lgr22, Skolverket