Trydan

Trydan

Foltedd Cerrynt trydanol Gwrthiant Gwrthedd Amedr Foltmedr Gwahaniaeth potensial Joule

Trydan yw'r nodwedd a welir mewn gronynnau is-atomig (electronau a phrotonau) a'r rheswm dros yr atyniad sydd rhyngddynt. Mae trydan yn fath o ynni.

Trydan mewn ffiseg

Mewn ffiseg, mae disgyrchiant yn tynnu gwrthrychau o fan uchel i fan isel. Mae dŵr yn llifo o ardal uchel yn y wlad i'r môr sydd yn is. Mae hyn yn wir efo cerrynt trydanol; mae ynni yn symud o rywle uchel i rywle isel. Mae trydan yn fath arall o atyniad, fel disgyrchiant. Ond yn anhebyg i ddisgyrchiant, dim ond ar bethau eraill sydd hefyd â gwefr drydanol mae trydan yn cael effaith. Os yw rhywbeth wedi ei wefru, fe symudith tuag at wrthrych arall sydd â pholaredd i'r gwrthwyneb neu i ffwrdd o rywbeth sydd â'r un polaredd. Mae'r polareddau hyn yn rhai positif (+) a negatif (-).

Y Grid Cenedlaethol a dosbarthu trydan

Dosberthir trydan o orsafoedd pŵer i gwsmeriaid gan rwydwaith o geblau. Ym Mhrydain Fawr, gelwir y rhwydwaith yn y Grid Cenedlaethol. Mae'r diagram isod yn dangos rhwydwaith dosbarthu trydan sy'n debyg i'r grid cenedlaethol.

Egni cinetig sydd ei angen i greu trydan. Y ffordd fwyaf effeithlon o gynhyrchu egni cinetig ar hyn o bryd yw i wresogi dŵr i greu ager sydd wedyn yn gyrru tyrbin. Wrth i dua 25,000 V o drydan adael y pŵerdŷ mae'n troi'r foltedd i tua 400,000 V (400 kV) ar y peilonau uwchben oherwydd mae foltedd uchel yn lleihau'r cerrynt ac felly mae yna lai o wres yn cael ei golli. Mae newidydd gostwng yn newid y foltedd i lawr i 230 V yn nes at gartrefi'r cwsmeriad. Mae'r folteddau yn amrywio o wlad i wlad.

Enghreifftiau o drydan

Tyrbeini Gwynt wrth arfordir Gwlad Belg

• Crëir cerrynt trydanol pan symuda gwefr. Pan mae 1 coulomb o drydan yn pasio pwynt mewn 1 eiliad, fe'i gelwir yn 1 amper neu amp.
• Y foltedd yw'r gwthiad y tu ôl y cerrynt. Dyma faint o waith sydd tu ôl pob gwefriad trydanol. Mae un joule o waith ar 1 coulomb efo un folt o drydan potensial.
• Gwrthiant yw'r gallu i wrthrych wrthod cerrynt trydanol. Mae gan gopr sydd â thymheredd isel wrthiant isel ac mae gan blastig wrthiant uchel. Os rhoddir 1 folt drwy wifren â cherrynt o 1 amper, fe fydd y gwrthiant yn 1 ohm. Pan mae llif y cerrynt yn cael ei wrthod, collir yr egni drwy ffurfiau eraill megis gwres.
• Egni neu ynni trydanol yw'r gallu i wneud gwaith drwy ddefnyddio dyfeisiau trydanol. Gellir cadw trydan sy'n golygu y gall symud o un lle i'r llall. Mesurir trydan mewn jouleau neu gilowatt-oriau (kW h). Dyma faint o drydan y gellir ei ddefnyddio mewn hyd penodol o amser.
• Pŵer yw'r gyfradd y mae trydan yn cael ei ddefnyddio, storio neu ei drawsyrru. Mesurir y llif drydanol mewn wattiau (W), dyma faint o ynni a newidir o un ffurf i'r llall.

Cysylltiadau mathemategol rhwng foltedd, cerrynt a phŵer

Llinellau trydan uwchben yn Helsinki, Y Ffindir

Pan ceir foltedd ar draws gwrthydd (neu gydran arall) fe gynhyrchir cerrynt sy'n llifo drwy'r gwrthydd. Yn ôl Deddf Ohm, cysylltir y mesurau hyn gan y fformiwla:

$~V=IR$

lle:

• V yw'r foltedd ar draws y gydran,
• I yw'r cerrynt trwyddi,
• R yw ei gwrthiant.

Yn ogystal, mae gwrthydd yn troi ynni trydanol yn wres pan lifith gerrynt drwyddo. Rhoddir y pŵer (P) gan,

• $~P=IV$

neu, gan ddefnyddio Deddf Ohm.

• $~P=I^{2}R$

Un coulomb yw'r gwefriad trydanol a gludir mewn un eiliad pan mae yna gerrynt cyson o un amper.

• $1\mathrm {C} =1\mathrm {A} \cdot 1\mathrm {s}$

Gellir hefyd ddiffinio foltedd gan,

${\mbox{V}}={\dfrac {\mbox{W}}{\mbox{A}}}={\dfrac {\mbox{J}}{\mbox{C}}}$

lle:

• W yw'r gwaith neu egni ar draws y gydran,
• A yw'r amser,
• C yw'r gwefr.

Cerrynt eiledol

Symbol diogelwch rhyngwladol foltedd uchel

Yn achos cerrynt eiledol, rhaid ystyried y gwahaniaeth ffâs rhwng y foltedd â'r cerrynt hefyd. Mewn gwrthydd pur, bydd y fformiwlâu uchod yn gywir o hyd. Ond, mewn cynhwysydd gyda chynhwysiant C, os yw'r foltedd enydaidd yn amrywio gydag amser (t) fel:

• $~V(t)=V_{0}\sin(\omega t)$

bydd y cerrynt enydaidd yn:

• $~I(t)=CdV/dt=\omega CV_{0}\cos(\omega t)$,

a bydd y pŵer enydaidd (P) yn:

• $~P(t)=I(t)V(t)=\omega CV_{0}^{2}\sin(\omega t)\cos(\omega t)=\omega CV_{0}^{2}sin(2\omega t)/2$

Mewn rhannau o'r gylchred, mae'r cynhwysydd yn storio ynni trydannol, ac mewn rhannau eraill mae o'n ei ryddhau. Ond ni thröir ynni trydannol yn wres, ac ar gyfartaledd ni thynnir pŵer trydannol o'r amdaith.

Isdosbarthiad Trydan

Amedr · Batri (trydan) · Cerrynt trydanol · Dargludiad trydan · Foltedd · Foltmedr · Grym electromotif · Gwahaniaeth potensial · Gwrthedd · Gwrthiant · Gwrthiant Mewnol Batri · Joule · Ynni · Ynysydd

ak:Ɛlɛktrisiti