Электроэнергия как вырабатывается: Как вырабатывается электрическая энергия в промышленных масштабах

Содержание

КАК ПОЛУЧАЮТ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО.

КАК ПОЛУЧАЮТ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО.

Верходанов И.А. 1


1

Литвиновская Н.Ю. 1


1


Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Введение


Электричество имеет большое значение в нашей жизни. Почти все, что нас окружает, работает на электричестве. Например, бытовая техника у нас дома: телевизоры, стиральные машины, холодильники, компьютеры, лампочки для освещения. На улице за счет электрического тока ездят троллейбусы, трамваи, электрички, и, даже машины, используют электричество для управления и освещения дороги фарами. На заводах на электричестве работают станки, печи и другие сложные механизмы.



Так откуда же берется электричество, которое поступает к нам в дом по проводам?



В своей работе я изучу, как вырабатывается электричество на электростанциях: ТЭЦ, АЭС, гидроэлектростанция, ветроэлектростанция. Как по электрическим проводам, закрепленным на специальных опорах, электричество направляется в город, затем в каждый дом, в каждую квартиру.



В экспериментальной части докажу, как «маленький» генератор вырабатывает ток, которого будет достаточно для освещения домика.



Тема «Как получают электричество» мне особенно интересна, потому что, чтобы изготовить макеты, надо паять настоящие схемы.



Цель исследования: изучение возникновения электричества.



Задачи исследования:



  1. Изучить, как появляется электричество за счет преобразования энергии воды, ветра, солнца и газа.



  2. Понять, как устроен генератор, который вырабатывает электричество.



  3. Рассмотреть, как устроена батарейка (переносной источник энергии).



  4. Провести эксперименты: подключить игрушечный домик к генератору, который будет вырабатывать электрический ток, чтобы включить в домике освещение. Затем, таким же образом включить вентилятор.



  5. Изготовить самодельную батарейку из соленой воды и металлических пластинок.



Содержание работы:



Первое, что необходимо сделать: проанализировать учебную литературу. Из нее я узнал следующее: Электричество вырабатывается на электростанциях, затем по электрическим проводам, закрепленным на специальных опорах, направляется в город, затем в каждый дом, в каждую квартиру.



Электростанции



Электричество вырабатывается на электростанциях за счет преобразования энергии воды, ветра, солнца и газа в электрическую энергию (рис.1).



а б



в г



Рис.1 Электростанции: а – теплоэлектроцентраль (ТЭЦ), б — атомная электростанция, в – гидроэлектростанция, г – ветроэлектростанции.



Теплоэлектроцентраль (рис.1а), одна из самых распространенных станций, дает городу не только электричество, но и тепло для отопления домов зимой. Таких станций построено очень много. Как она работает? В большой печке сжигают газ, тот самый газ, на котором мы готовим еду в кухне, см. схему на рис.2. Газ нагревает котел с водой. Вода, нагреваясь, превращается в пар. Пар вращает турбину, а она в свою очередь вращает генератор, который и вырабатывает электрический ток. Электричество по линиям электропередачи направляется к нам в город. Дым от сгоревшего газа выходит в трубу, а пар охлаждаясь в градирне, превращаясь обратно в воду, возвращается в котел. Зимой эта горячая вода направляется в наши дома, для отопления квартир. Теперь мы видим, что механическая энергия вращения, превращается в электрическую энергию, в генераторе . [1, 4]



Рис.2. Схема работы ТЭЦ



Атомная электростанция (АЭС) сложнее предыдущей электростанции, см. рис.1б. Их меньше у нас в стране. Все дело в том, что в них не сжигают газ, а используют тепло от ядерной реакции (рис. 3). Получение такой ядерной энергии очень сложный процесс. На АЭС внутри реактора циркулирует обычная вода, очищенная от всех примесей. Реактор запускается, когда из его активной зоны извлекаются стержни, поглощающие нейтроны. Во время цепной реакции высвобождается большая тепловая энергия. Вода, циркулируя через активную зону, омывая топливные элементы, нагревается до 320 0С. Проходя внутри теплообменных трубок парогенератора, вода первого контура отдает тепло воде второго контура, не соприкасаясь с ней, что исключает попадание радиоактивных веществ за пределы реакторного зала. В остальном схема точно такая же, как и предыдущая. Вода второго контура превращается в пар. Пар с бешеной скоростью вращает турбину, а турбина приводит в движение электрогенератор, который вырабатывает электрический ток. Электричество по линиям электропередачи направляется к нам в город [1, 4].



Рис. 3 Схема работы АЭС



Гидроэлектростанция есть у нас в Перми (рис.1-в). В таких электростанциях используют энергию падающей воды. Для этого — строят поперек реки плотину. С ее высоты вода падает вниз и вращает турбину, а турбина вращает генератор, который вырабатывает электричество. Схема работы гидроэлектростанции показана на рис.4 [1, 4].



Рис. 4 Схема работы гидроэлектростанции



Ветроэлектростанции используют энергию ветра (рис.1-г). Такие электростанции не очень мощные. Ветер вращает лопасти вентилятора, похожие на лопасти самолета, только очень большие. А они уже вращают генератор (рис.5) [4].



Рис. 5 Схема работы ветроэлектростанции



Есть и другие электростанции, в которых ничего не вращается, и в них нет генератора. Это солнечные электростанции [4]. Энергия солнечного света преобразуется в электрическую в солнечных панелях, изготовленных из специального материала, который под воздействием солнечной энергии начинает вырабатывать электрический ток (рис.6).



Рис. 6 Схема работы солнечной электростанции



Устройство генератора



Так как же устроен генератор, который вырабатывает электричество?



Все мы знаем, что такое магнит, любой с ним сталкивался и играл. Магнит притягивает к себе металлические предметы. Магниты бывают разные: большие и маленькие, сильные и слабые [1].



Если в магнитное поле поместить рамку, сделанную из электрического провода, закрепить ее так, чтобы можно было вращать за ручку, то получится простейший генератор [1, 3]. Если вращать рамку, в ней возникнет электрический ток. И, если ток будет достаточно мощный, то им можно будет зажечь электрическую лампочку (рис.7). В настоящих генераторах используют вместо рамки очень длинный провод, намотанный на специальные катушки и за счет этого, генераторы получаются очень мощные.



Рис.7 Схема устройства генератора



Но что будет, если к генератору подвести электрический ток?



Если к генератору подвести электрический ток, то рамка начнет сама вращаться, то есть произойдет обратный эффект (рис.8). Такие устройства называются электродвигатели [1, 3]. Они так же бываю большими и маленькими, мощными и слабыми.



Рис.8 Схема устройства двигателя



Что делать, если источник энергии нужен переносной, а не связанный с розеткой проводами? Для этого существуют, всем нам знакомые, батарейки.



Батарейки



Батарейка — это, емкость в которой происходит химическая реакция. Самая простая батарейка состоит из цинкового стаканчика, графитового стержня и электролита между ними (рис.9).



Рис.9 Устройство батарейки



В процессе использования батарейки, химическая реакция разрушает ее изнутри и батарейка «садится», то есть разряжается. Чем больше мы нагружаем батарейку, тем сильнее химическая реакция и тем быстрее она разрядится [1, 2].



Самую простую батарейку можно изготовить дома [2]. Для этого необходимо взять два разных «металла»: гвоздик и монетка — это будут электроды (рис.10), а в качестве электролита можно использовать лимон.



Рис.10 Самодельная батарейка



Но надо учесть, что такая батарейка будет очень слабая и ее не хватит даже для того, чтобы загорелась лампочка. То, что электричество появилось, мы видим только на приборе, который называется вольтметр.



Еще самодельную батарейку можно изготовить из соленой воды и металлических пластинок (рис.11). Ее устройство очень простое. Имеется три баночки, наполненные простой соленой водой. В каждую из них опускаем по два электрода, изготовленных из металлических пластинок. Одна пластинка покрыта медью, а вторая — цинком.



Рис. 11 Самодельная батарейка



Вот такую батарейку я и продемонстрирую в экспериментальной части моей работы. А также проведу другие эксперименты: подключу игрушечный домик к генератору, который будет вырабатывать электрический ток, чтобы включить в домике освещение. И докажу следующее: механическая энергия вращения преобразуется в электрическую энергию, в генераторе.



Экспериментальная часть:



В первом эксперименте я подключу игрушечный домик к маленькой электростанции (рис.12). Буду вращать ручку, и маленький генератор будет вырабатывать ток, которого хватит, чтобы в домике заработало освещение.



Материалы для изготовления макета: картон, деревянные фанерки размером 90х170 мм, 70х165 мм, розетка, механизм от фонарика, провода, вилка, лампочки (5 шт.), клей.



Рис. 12 Первый эксперимент



Во втором эксперименте я подключу к электростанции вентилятор (рис.13). Мы увидим, как механическая энергии вращения в генераторе, преобразуется в электрическую, бежит по проводам к вентилятору, и в его двигателе, преобразуется обратно в энергию вращения.



Материалы для изготовления макета: картон, деревянные фанерки размером 95х210 мм, 70х165 мм, розетка, провода, вилка, клей, вентилятор, электродвигатель.



Рис.13 Второй эксперимент



В третьем эксперименте я подключу к батарейкам, по-очереди, все тот же домик и вентилятор (рис.14-а,-б).



Материалы для изготовления макета: картон, деревянные фанерки размером 95х210 мм, 70х165 мм, 90х170 мм, розетка, провода, вилка, клей, вентилятор, электродвигатель, лампочки (5 шт.), батарейки.



а б



Рис.14 Третий эксперимент



В следующем – четвертом эксперименте я продемонстрирую самодельную батарейку (рис.15-а). Берем баночки заполненные соленой водой. В каждую из них опускаем по два электрода, изготовленные из металлических пластинок. Одна пластинка покрыта медью, а вторая цинком.



Материалы для изготовления макета: картон Ø 20 мм, часовой механизм, лампочка (1 шт.), провода, три баночки с соленой водой, деревянная фанерка 75х330 мм для основания, медные и цинковые пластинки длиной 75 мм, клей.



а б



Рис.15 Четвертый эксперимент



Энергии этих трех батареек хватило, чтобы загорелась лампочка и пошли часы (рис.15-б).



Выводы



В своей работе я рассмотрел, как работают: ТЭЦ, АЭС, гидроэлектростанция, ветроэлектростанция. Схема работы ТЭЦ и АЭС в целом похожи: нагревается котел с водой, вода превращается в пар. Пар вращает турбину, а турбина вращает генератор, который и вырабатывает электрический ток. Электричество по линиям электропередачи направляется к нам в город. В одном случае сжигают газ, а, во втором — используют тепло от ядерной реакции. В гидроэлектростанциях используют энергию падающей воды для вращения турбины, а турбина вращает генератор, который вырабатывает электричество. В ветроэлектростанциях ветер вращает лопасти вентилятора, а они уже вращают генератор.



Во всех электростанциях реализуется следующее: механическая энергия вращения превращается в электрическую энергию, в генераторе. Но есть и другие электростанции, в которых ничего не вращается, и, в них нет генератора. Это — солнечные батареи. Они изготовлены из специального материала, и, под воздействием солнца вырабатывают электрический ток.



Далее в работе я рассмотрел устройство батарейки — переносного источника энергии. И как можно самую простую батарейку изготовить дома.



В практической части я провел несколько экспериментов. В первом эксперименте подключил игрушечный домик к «маленькой электростанции». «Маленький» генератор вырабатывает ток, которого достаточно для включения в доме электричества. Во втором — подключил к электростанции вентилятор. Механическая энергия вращения в генераторе, преобразуется в электрическую, бежит по проводам к вентилятору, и в его двигателе, преобразуется обратно в энергию вращения. В третьем эксперименте я подключил к батарейкам, по очереди, все тот же домик и вентилятор. В четвертом эксперименте я продемонстрировал самодельную батарейку. В каждую из трех баночек с соленой водой опустил по два электрода, изготовленные из металлических пластинок из меди и цинка.



В проведенных двух экспериментах, я подтвердил и наглядно продемонстрировал следующее: механическая энергия вращения в генераторе, преобразуется в электрическую. А также изготовил самодельную батарейку, энергии которой хватило, чтобы загорелась лампочка и пошли часы.



Но, у меня остались вопросы, на которые мне предстоит найти ответы:



Как протекает ядерная реакция? Какие АЭС есть у нас в стране? А еще мне интересно почему произошла авария в Чернобыле.



О, сколько нам открытий чудных



Готовит просвещенья дух,



И опыт – сын ошибок трудных,



И гений, парадоксов друг.



А.С. Пушкин



Список литературы



1 Ю.И. Дик, В. А. Ильин, Д.А. Исаев и др. /Физика: Большой справочник для школьников и поступающих в вузы / Издательство «Дрофа», 2000 год.



2 «Энциклопедия для детей от А до Я» / Издательство «Махаон», Москва, 2010.



3 А.А. Бахметьев/ Электронный конструктор «Знаток»/ Практические занятия по физике. 8, 9, 10, 11 классы.// Москва, 2005 год.



4 Получение и использование электрической энергии: [электронный ресурс] // Мир знаний. URL: http://mirznanii.com/info/id-9244

Просмотров работы: 7302

Как производят и транспортируют электроэнергию от электростанций до дома

Лечение скатами

Как-то в Древнем Риме сын богатого архитектора и начинающий врач, Клавдий Гален прогуливался по берегу Средиземного моря. И тут его глазам предстало весьма странное зрелище – навстречу ему шли два жителя близлежащих деревушек, к головам которых были привязаны электрические скаты! Так история описывает первый известный нам случай применения физиотерапии при помощи живого электричества. Метод был взят Галеном на заметку, и столь необычным способом он спасал от боли после ранений гладиаторов, и даже излечил больную спину самого императора Марка Антония, который вскоре после этого назначил его личным врачом.

После этого человек не раз сталкивался с необъяснимым явлением «живого электричества». И опыт не всегда был положительный. Так, однажды, в эпоху великих географических открытий, у берегов Амазонки, европейцы столкнулись с местными электрическими угрями, которые генерировали электрическое напряжение в воде до 550 вольт. Горе было тому, кто случайно попадал в трехметровую зону поражения.

Что такое электрическая система

С общей точки зрения, электроэнергетическая система обычно понимается как очень большая сеть, которая связывает электростанции (большие или малые) с нагрузками с помощью электрической сети, которая может охватывать целый континент, такой как Европа или Северная Америка.

Производство электроэнергии

Производство электроэнергии

Структура электроэнергетических систем, которые вы ДОЛЖНЫ полностью понять (фото: Carla Wosniak via Flickr)

Таким образом, энергосистема, как правило, простирается от электростанции прямо до гнезд внутри помещений клиентов. Они иногда называются системами полной мощности, поскольку они являются автономными.

Меньшие энергетические системы могут быть изготовлены из частей или секций большей, полной системы. На рисунке 1 показаны несколько элементов, которые работают вместе и подключены к сети питания.

Подсистема, представленная на рисунке 1 (а), может быть одним из конечных пользователей электрической энергии системы полной мощности . Подсистема, представленная на рисунке 1 (b), может быть одной из малых электростанций, работающих как распределенная генерация (DG). Большинство этих энергосистем работают только при подключении к полной системе питания.

Системы электропитания, которые поставляются внешним источником электроэнергии или которые производят (путем преобразования из других источников) электричество и передают его в большую сетку, называются системами частичной энергетики.

Рисунок 1 (a, b) — Подсистемы питания специального назначения

Энергосистемы, которые представляют интерес для наших целей, представляют собой широкомасштабные полномасштабные энергосистемы, которые охватывают большие расстояния и были развернуты на протяжении десятилетий энергетическими компаниями.

Генерация — это производство электроэнергии на электростанциях или генерирующих единицах, где форма первичной энергии преобразуется в электричество. Передача — это сеть, которая перемещает власть от одной части страны или региона к другому. Обычно это хорошо взаимосвязанная инфраструктура, в которой несколько линий электропередач соединяют разные подстанции, которые изменяют уровни напряжения, предлагая улучшенную избыточность.

Распределение, наконец, обеспечивает мощность (можно сказать, локально по сравнению с системой передачи) до конечных нагрузок (большая часть которых подается при низком напряжении) через промежуточные этапы, на которых напряжение преобразуется вниз (преобразуется) на более низкие уровни.

Есть части мира, в которых дерегулирование и приватизация отрасли уже полностью изменили индустриальный ландшафт, в то время как в других проблемах еще предстоит увидеть.

Много ли мы производим ватт

Энергия человека как альтернативный источник питания уже давно перестала быть мечтой фантастов. У людей большие перспективы в качестве генераторов электричества, его можно вырабатывать практически из любого нашего действия. Так, от одного вдоха можно получить 1 Вт, а спокойного шага хватит, чтобы питать лампочку в 60 Вт, да и зарядить телефон будет достаточно. Так что проблему с ресурсами и альтернативными источниками энергии, человек может решить, в буквальном смысле, сам.

Дело за малым – научиться передавать энергию, которую мы столь бесполезно растрачиваем, «куда надо». И у исследователей уже есть предложения на этот счет. Так, активно изучается эффект пьезоэлектричества, который создает напряжение из механического воздействия. На его основе еще в 2011 году австралийские ученые предложили модель компьютера, который заряжался бы от нажатия клавиш. В Корее разрабатывают телефон, который будет заряжаться от разговоров, то есть от звуковых волн, а группа ученых из Georgia Institute of Technology создала действующий прототип «наногенератора» из оксида цинка, который вживляется в человеческое тело и вырабатывает ток от каждого нашего движения.

Но это еще не все, в помощь солнечным батареям в некоторых городах собираются получать энергию из часа пик, точнее от вибраций при ходьбе пешеходов и машин, а потом использовать ее для освещения города. Такую идею предложили лондонские архитекторы из фирмы Facility Architects. По их словам: «В часы пик через вокзал Виктория за 60 минут проходит 34 тысячи человек. Не нужно быть математическим гением, чтобы понять — если удастся применять эту энергию, то может фактически получиться очень полезный источник энергии, которая в настоящее время расходуется впустую». Кстати, японцы уже используют для этого турникеты в Токийском метро, через которые каждый день проходят сотни тысяч человек. Все-таки железные дороги – основные транспортные артерии Страны Восходящего солнца.

Освещение России

Русские ученые внесли огромный практический вклад в историю развития электричества, начиная с М. В. Ломоносова. Многие их идеи были заимствованы европейскими коллегами, однако в плане внедрения изобретений в практическую работу на пользу людям Россия всегда опережала другие страны.

Производство электроэнергии

Производство электроэнергииНапример, уже в 1879 году лампы фонарей на Литейном мосту были заменены на электрические, что было прогрессивным и смелым решением для того времени. В 1880 году был открыт отдел по делам электрификации городских районов при Русском техническом обществе. Первым населенным пунктом в мире, в котором было введено повсеместное освещение в вечернее и ночное время, стало Царское Село в 1881 году.

Весной 1883 года на Софийской набережной построили электростанцию и успешно провели праздничное освещение центра города, приуроченное к церемонии коронации нового императора — Александра ІІІ.

В этом же году был полностью электрифицирован центр Петербурга и его сердце — Зимний дворец. Небольшой отдел при техническом обществе вырос за пару лет в Ассоциацию электроосвещения Российской империи, стараниями которой было проведено множество работ по установке фонарей на улицах Москвы и Петербурга, включая отдаленные районы. Всего через два года по всей стране начнут строить электростанции, и население России око

Откуда берется электричество? Источники электроэнергии

Жизнь современного человека организована таким образом, что ее инфраструктурное обеспечение задействует множество компонентов с разными технико-функциональными свойствами. К таким относится и электроэнергия. Рядовой потребитель не видит и не ощущает, как именно она выполняет свои задачи, но конечный результат вполне заметен в работе бытовой техники, да и не только. При этом вопросы, касающиеся того, откуда берется электричество, в представлении многих пользователей тех же домашних приборов остаются нераскрытыми. Для расширения знаний в этой области стоит начать с понятия об электроэнергии как таковой.

откуда берется электричество

Что такое электричество?

Сложность данного понятия вполне объяснима, так как энергию невозможно обозначить как обычный предмет или явление, доступное визуальному восприятию. При этом существуют два подхода к ответу на вопрос о том, что такое электричество. Определение ученых гласит, что электричество является потоком заряженных частиц, который характеризуется направленным движением. Как правило, под частицами понимаются электроны.

В самой же отрасли энергетики чаще рассматривают электроэнергию как продукт, вырабатываемый подстанциями. С этой точки зрения имеют значение и элементы, которые непосредственно участвуют в процессе формирования и передачи тока. То есть в данном случае рассматривается энергетическое поле, создаваемое вокруг проводника или другого заряженного тела. Чтобы приблизить такое понимание энергии к реальному наблюдению, следует разобраться с таким вопросом: откуда берется электричество? Существуют разные технические средства для производства тока, и все они подчинены одной задаче — снабжению конечных потребителей. Впрочем, до момента, когда пользователи смогут обеспечить свои приборы энергией, она должна пройти несколько этапов.

потребители электроэнергии

Выработка электричества

На сегодняшний день в сфере энергетики применяется порядка 10 видов станций, которые обеспечивают генерацию электричества. Это процесс, в результате которого происходит преобразование определенного вида энергии в токовый заряд. Иными словами, электричество формируется в ходе переработки другой энергии. В частности, на специализированных подстанциях используют в качестве основного рабочего ресурса тепловую, ветреную, приливную, геотермальную и другие виды энергии. Отвечая на вопрос относительно того, откуда приходит электричество, стоит отметить инфраструктуру, которой обеспечена каждая подстанция. Любой электрогенератор обеспечен сложной системой функциональных узлов и сетей, которые позволяют аккумулировать вырабатываемую энергию и готовить ее для дальнейшей передачи на узлы распределения.

альтернативные источники

Традиционные электростанции

Хотя за последние годы тенденции в энергетике меняются быстрыми темпами, можно выделить основные виды электростанций, работающих по классическим принципам. В первую очередь это объекты тепловой генерации. Выработка ресурса производится в результате сгорания органического топлива и последующего преобразования выделяемой тепловой энергии. При этом существуют разные виды таких станций, в числе которых теплофикационные и конденсационные. Главным отличием между ними является возможность объектов второго типа также генерировать и тепловые потоки. То есть при ответе на вопрос о том, откуда берется электричество, можно отметить и станции, которые параллельно производят и другие виды энергии. Кроме тепловых объектов выработки, достаточно распространены гидро- и атомные станции. В первом случае предполагается преобразование энергии от движения воды, а во втором — в результате деления атомов в специальных реакторах.

электричество в доме

Альтернативные источники энергии

К данной категории источников энергии принято относить солнечные лучи, ветер, земельные недра и т. д. Особенно распространены различные генераторы, ориентированные на аккумуляцию и преобразование в электричество солнечной энергии. Подобные установки привлекательны тем, что их может использовать любой потребитель в объемах, требуемых для снабжения его дома. Впрочем, широкому распространению подобных генераторов мешает высокая стоимость оборудования, а также нюансы в эксплуатации, обусловленные зависимостью рабочих фотоэлементов от интенсивности света.

На уровне крупных энергетических компаний активно развиваются ветряные альтернативные источники электричества. Уже сегодня целый ряд стран использует программы постепенного перехода на этот вид энергообеспечения. Впрочем, и в данном направлении есть свои препятствия, обусловленные маломощностью генераторов при высокой стоимости. Относительно новым альтернативным источником энергии является естественное тепло Земли. В данном случае станции преобразуют тепловую энергию, полученную из глубин подземных каналов.

что такое электричество определение

Распределение электроэнергии

После выработки электроэнергии начинается этап ее передачи и распределения, который обеспечивается энергосбытовыми компаниями. Поставщики ресурса организуют соответствующую инфраструктуру, основу которой составляют электрические сети. Существует два вида каналов, по которым реализуется передача электричества, — воздушные и подземные кабельные линии. Данные сети являются конечным источником и главным ответом на вопрос о том, откуда берется электричество для разных нужд пользователей. Организации-поставщики прокладывают специальные трассы для организации сетевого распределения электроэнергии, используя при этом разные виды кабелей.

Потребители электричества

Электроэнергия требуется для самых разных задач как в бытовом хозяйстве, так и в промышленном секторе. Классическим примером использования данного носителя энергии является освещение. Однако в наши дни электричество в доме служит для обеспечения работы более широкого спектра приборов и оборудования. И это лишь небольшая часть потребностей общества в энергоснабжении.

выработка электричества

Данный ресурс также требуется для поддержания работы транспортной инфраструктуры: для обслуживания линий троллейбусов, трамваев и метро и т. д. Отдельно стоит отметить промышленные предприятия. Заводы, комбинаты и перерабатывающие комплексы зачастую требуют подключения огромных мощностей. Можно сказать, это самые крупные потребители электроэнергии, использующие данный ресурс для обеспечения работы технологического оборудования и местной инфраструктуры.

Управление объектами электроэнергетики

Помимо организации электросетевого хозяйства, которое технически обеспечивает возможность передачи и распределения энергии для конечных потребителей, работа данного комплекса невозможна без систем управления. Для реализации этих задач поставщики используют оперативно-диспетчерские пункты, сотрудники которых реализуют централизованный контроль и управление работой вверенных им объектов электроэнергетики. В частности, подобные службы контролируют параметры сетей, к которым подключаются потребители электроэнергии на разных уровнях. Отдельно стоит отметить и отделы диспетчерских пунктов, которые выполняют техобслуживание сетей, предотвращая износы и восстанавливая повреждения на отдельных участках линий.

откуда приходит электричество

Заключение

За все время существования энергетическая отрасль претерпела несколько этапов своего развития. В последнее время наблюдаются новые перемены, обусловленные активным освоением альтернативных источников энергии. Успешное развитие этих направлений уже сегодня дает возможность использовать электричество в доме, полученное от индивидуальных бытовых генераторов независимо от центральных сетей. Впрочем, и в этих отраслях есть определенные сложности. В первую очередь они связаны с финансовыми затратами на закупку и монтаж соответствующего оборудования — тех же солнечных панелей с аккумуляторами. Но поскольку энергия, вырабатываемая от альтернативных источников, является полностью бесплатной, то перспективы дальнейшего продвижения этих областей сохраняют актуальность для разных категорий потребителей.

Как производят и передают электроэнергию: от электростанций до дома

Электричество, как основополагающий двигатель развития цивилизации, вошло в жизнь человечества сравнительно недавно. Активное использование электроэнергии началось чуть более ста лет назад.

Производство электроэнергии

Производство электроэнергии

История мировой электроэнергетики

Электроэнергетика – стратегическая отрасль экономической системы любого государства. История возникновения и развития ЭЭ берёт своё начало с конца XIX столетия. Предтечей появления промышленной выработки электроэнергии являлись открытия основополагающих законов о природе и свойствах электрического тока.

Отправной точкой, когда возникли производство и передача электроэнергии, считают 1892 год. Именно тогда была построена первая электростанция в Нью-Йорке под руководством Томаса Эдисона. Станция стала источником электрического тока для ламп уличного освещения. Это был первый опыт перевода тепловой энергии от сгорания угля в электричество.

С тех пор началась эра массового строительства тепловых электростанций (ТЭС), работающих на твёрдом топливе – энергетическом угле. С развитием нефтяной промышленности появились огромные запасы мазута, которые образовывались в результате переработки нефтепродуктов. Были разработаны технологии получения носителя тепловой энергии (пара) от сжигания мазута.

С тридцатых годов прошлого века получили широкое распространение гидроэлектростанции (ГЭС). Предприятия стали использовать энергию ниспадающих потоков воды рек и водохранилищ.

В 70-е годы началось бурное строительство атомных электростанций (АЭС). Одновременно с этим стали разрабатываться и внедряться альтернативные источники электроэнергии: это ветровые установки, солнечные батареи, щелочно-кислотные геостанции. Появились мини установки, использующие тепло для получения электричества в результате химич

Об электричестве простыми словами или что такое электроэнергия

Современный мир невозможно представить без такого явления, как электричество. Оно позволяет людям жить со всеми удобствами в теплых и светлых домах и квартирах, приводить в движение различные механизмы и электрические агрегаты. Без электричества невозможно существование и функционирование такого информационного глобального пространства, как сеть интернет.

Электричество – это одна из основ научно-технического прогресса

Электричество – это одна из основ научно-технического прогресса

Данная статья будет посвящена тому, что собой представляет это явление, из чего  состоит  понятие электричества, кем оно было открыто, где применяется и какое влияние оказывает на человеческий организм.

Что такое электричество

Электричество – ряд явлений, связанных с движением и различного рода взаимодействием заряженных тел (электрических зарядов). Термин и определение электричества были впервые введены английским физиком и естествоиспытателем Уильямом Гилбертом в 1600 году в его научном труде «О магните, магнитных телах и о большом магните – Земле».

На заметку. Если объяснить простыми словами, что такое электричество, то под ним в первую очередь понимают электрический ток, а также отталкивание одноименных и притягивание разноименных полюсов магнита.

История открытия

История изучения данного явления уходит своими корнями в очень далекое прошлое. Так, первым, кто упомянул о нем, был античный философ Фалес Милетский. Именно он еще в VII веке до нашей эры заметил, что потертый о кусочек шерсти янтарь начинает притягивать к себе имеющие небольшой вес предметы. Однако на этом развитие исследований в данной сфере почти на 2,5 тысячелетия остановилось. Только в XVII веке сначала был введен термин, обозначающий обнаруженное греческим философом явление (1600 год, У. Гилберт), затем начались активные изыскания по изучению природы электричества, возможностей его применения на благо человечества.

Наиболее значимыми открытиями и изобретениями при этом были следующие:

Откуда берётся электричество — видео | ЭлектроАС

Дата: 17 июня, 2009 | Рубрика: Видео по электрике, Электромонтаж
Метки: Электричество

Этот материал подготовлен специалистами компании «ЭлектроАС».

Нужен электромонтаж или электроизмерения? Звоните нам!

Человек в современном мире настолько привык к достижениям науки и техники, что трудно представить, как можно обойтись без электричества. Электрическим током мир начал пользоваться с 1800 года, тогда итальянский физик Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта изобрёл первую в мире батарею и тем самым дал первый надёжный постоянный источник электроэнергии. Алессандро Вольта с 1774 года по 1779 год преподавал физику в гимназии в Комо, в 1779 году стал профессором университета в Павии, а с 1815 года — директор философского факультета в Падуе. Алессандро Вольта впервые поместил пластины из цинка и меди в кислоту, чтобы получить непрерывный электрический ток, создав первый в мире химический источник тока (Вольтов столб). В честь этого события фамилию учёного увековечили, и с того времени напряжение тока измеряется в вольтах. Подумать только, если бы не было электричества, то человеку пришлось бы отказаться от большинства благ цивилизации и пересесть с шикарных автомобилей на одну лошадиную силу. Откуда же берётся электричество, и каким образом оно попадает к потребителю электроэнергии?

Электрический ток, который попадает в розетки и светильники вырабатывается на электростанции с помощью специальной машины – турбоэлектрогенератора. Давайте разберёмся, как он работает. Неподвижная часть турбоэлектрогенератора называется статором, он представляет собой двухполярный магнит, внутри статора вращается ротор, который обмотан медной проволокой. Вращение ротора внутри статора приводит к постоянной смене полярности, и электроны приходят в движение. По законам физики в данном устройстве появляется магнитное поле и в обмотке провода ротора возникает (индуцируется) направленное движение заряженных частиц. Так рождается электрический ток. Но чтобы электрический ток вырабатывался, какая-то механическая сила должна постоянно вращать ротор. Давайте разберёмся, как это происходит на теплоэлектростанции.

В котле нагревают воду до температуры 450 градусов, вода превращается в пар и под высоким давлением пар поступает из котла на лопатки турбины, что приводит в движение вал турбины, который вращается с частотой в 3000 оборотов в минуту, приводя в движение вал электрогенератора. Кстати, первая в мире электростанция общественного пользования была построена в Нью-Йорке в 1882 году. Она вырабатывала постоянный ток и питала 10000 ламп. Современные электростанции вырабатывают в 1000 раз больше электроэнергии. Одна электростанция спокойно может осветить и обогреть город с населением в 100000 человек.

По кабелю электрический ток поступает на распределительные подстанции для измерения и преобразования. Трансформаторы повышают напряжение тока до 10000 вольт и более. Вы спросите, зачем? При высоком напряжении происходит меньше потерь при транспортировке электроэнергии от трансформаторов до потребителя электроэнергии по проводам. 10000 вольт по линиям электропередачи (провода), со скоростью до 3000 километров в секунду, пройдут немалый путь, прежде чем попадут к потребителю (заводы, фабрики, офисы, квартиры, дачи). Далее электрический ток поступает на понижающие трансформаторные подстанции. Трансформатор должен уменьшить поступившее напряжение до 220 вольт. Почему уменьшается до 220 вольт? Такой в России стандарт. Только после понижения, электричество поступит по проводам и кабелям в распределительные сети, а затем к потребителям электроэнергии.

Энергетические компании, поставляющие электроэнергию, заинтересованы в модернизации и расширении рынка сбыта электроэнергии. Они нанимают подрядные организации (электромонтажная организация), которые в свою очередь выполняют электромонтажные работы по прокладке линий электропередач. Так как доставка электроэнергии к потребителю в удалённые населённые пункты является первостепенной задачей энергетических компаний, прокладка кабеля или провода воздушной линии электропередач является единственным способом качественной и надёжной передачи электроэнергии на большие расстояния. От скорейшего развития и модернизации систем электроснабжения зависит экономическое благосостояние нашей страны.

Прочая и полезная информация


Прочая и полезная информация

Откуда берется электричество? Как и чем вырабатывается электричество? Как поступает ток в розетки, как устроены электростанции?

Автор: Максим Поташев

Краткое содержание статьи:

 

По десятку раз на дню, включая и выключая свет и пользуясь бытовой техникой, мы даже не задумываемся, откуда берется электричество и какова его природа. Понятно конечно, что по ЛЭП (линия электропередач) оно поступает от ближайшей электростанции, но это весьма ограниченное представление об окружающем мире. А ведь если выработка электроэнергии во всем мире прекратится хотя бы на пару дней, количество погибших будет измеряться сотнями миллионов.

 

Откуда берется электричество дома

 

Как возникает ток?

Из курса физики мы знаем, что:

  • Вся материя состоит из атомов, мельчайших частиц.
  • По орбите вокруг ядра атома вращаются электроны, они имеют отрицательный заряд.
  • В ядре располагаются положительно заряженные протоны.
  • В норме эта система находится в состоянии равновесия.

А вот если хоть один атом потеряет всего один электрон:

  1. Его заряд станет положительным.
  2. Положительно заряженный атом начнет притягивать к себе электрон, из-за разности зарядов.
  3. Чтобы получить для себя недостающий электрон, его придется «сорвать» с чьей-то орбиты.
  4. В результате еще один атом станет положительно заряженным и все повторится, начиная с первого пункта.
  5. Такая цикличность приведет к образованию электрической цепи и линейному распространению тока.

Так что с точки зрения ядерной физики все предельно просто, атом пытается получить то, чего ему больше всего не хватает и таким образом запускает начало реакции.

Электрическая подстанция

 

«Золотой век» электроэнергии

Под свои нужды человек приспособил законы Вселенной относительно недавно. А произошло это примерно два века назад, когда изобретатель по фамилии Вольт разработал первый аккумулятор, способный на длительное время сохранять заряд достаточной мощности.

Попытки использовать ток себе во благо имеют древнюю историю. Археологические раскопки показали, что еще в римских святилищах, а потом и в первых христианских храмах были кустарные «батарейки» из меди, которые давали минимальное напряжение. Такая система подключалась к алтарю или его оградке и как только верующий прикасался к сооружению, он тут же получал «божественную искру». Скорее это изобретение одного умельца, чем повсеместная практика, но факт любопытный, в любом случае.

Двадцатый век стал периодом расцвета электроэнергии:

  1. Появлялись не только новые виды генераторов и аккумуляторов, но и разрабатывались уникальные концепции добычи этой самой энергии.
  2. Электрические приборы за несколько десятилетий плотно вошли в жизнь каждого человека на планете.
  3. Не осталось стран, кроме наименее развитых, где не были бы построены электростанции и проведены линии электропередач.
  4. Весь дальнейший прогресс опирался на возможности электричества и устройств, которые от него работают.
  5. Эпоха компьютеризации сделала человека зависимым от тока, в прямом смысле этого слова.

Электропровод замкнут

 

Как получить электричество?

Представлять человека в виде наркомана, которому регулярно необходима «живительная доза электричества» немного наивно, но попробуйте полностью обесточить свое жилище и спокойно прожить хотя бы сутки. Отчаянье может заставить вспомнить оригинальные способы добычи тока. На практике это мало кому пригодится, но может кому-то пара Вольт спасет жизнь или поможет произвести впечатление на ребенка:

  • Разрядившийся аккумулятор телефона можно потереть об одежду, подойдут джинсы или шерстяной свитер. Статического электричества надолго не хватит, но это уже хоть что-то.
  • Если рядом есть морская вода, можно налить ее в две банки или стакана, соединить их медным проводом, предварительно обмотав его оба конца фольгой. Конечно для всего этого, помимо соленой воды, понадобятся еще емкости, медь и фольга. Не лучший вариант для экстремальных ситуаций.
  • Куда реалистичнее наличие железного гвоздя и небольшого медного прибора. Два куска металла следует использовать как анод и катод – гвоздь в ближайшее дерево, медь в землю. Между ними натянуть любую нить, незамысловатая конструкция даст примерно один Вольт.
  • Если использовать драгоценные металлы – золото и серебро, получится добиться большего напряжения.

Электростанция в Сургуте вырабатывает ток

 

Как экономить электричество?

У экономии электроэнергии могут быть разные причины – желание сохранить экологию, попытка уменьшить ежемесячные счета или что-то другое. Но способы всегда примерно одни:

 





Ограничения

Разумное планирование

Выключение света во всех комнатах кроме той, в которой вы находитесь.

Убрать с окон плотные шторы, обеспечить максимальный доступ солнечным лучам.

Экономное пользование техникой, в особенности компьютером, телевизором и кондиционером.

Провести перестановку в комнате, с целью увеличения освещенности. Рассчитать оптимальное расположение ламп.

Снижение уровня активности в темное время суток.

Следить за чистотой осветительных приборов.

 

Не всегда следует себя в чем-то сурово ограничивать, чтобы снизить расходы. Есть еще один неплохой совет – отключайте от сети все приборы, пока вы ими не пользуетесь.

Холодильник, естественно, не в счет. Даже находясь в «ждущем» режиме техника потребляет некоторое количество электричества. Но если хоть на секунду задуматься, то можно прийти к мысли, что почти все приборы большую часть суток вам не нужны. И все это время они продолжают сжигать ваше электричество.

Современные технологии тоже нацелены на то, чтобы снизить общий уровень потребления электроэнергии. Чего стоят хотя бы энергосберегающие лампочки, которые могут уменьшить расходы на освещение помещения, раз так в пять. Совет жить по «солнечным часам» может показаться диким и абсурдным, но уже давно доказано, что искусственное освещение повышает риск развития депрессии.

Линии электропередач в Москве

 

Как вырабатывается электричество?

Если углубляться в научные детали:

  1. Ток появляется за счет потери атомом электрона.
  2. Положительно заряженный атом притягивает к себе отрицательно заряженные частицы.
  3. Происходит потеря другим атомом своих электронов с орбиты и история повторяется снова.
  4. Это объясняет направленное движение тока и наличие вектора распространения.

А вообще электричество вырабатывается электростанциями. Там либо сжигают топливо, либо используют энергию расщепления атомов, а может даже пускают в ход природные стихии. Речь идет о солнечных батареях, ветряках и ГРЭС.

Полученную механическую или тепловую энергию, за счет генератора, переводят в ток. Он накапливается в аккумуляторах и по ЛЭП поступает в каждый дом.

Подстанция преобразовывает электричество

Сегодня не обязательно знать, откуда берется электричество, чтобы пользоваться всеми благами, которое оно предоставляет. Люди уже давно отошли от первоначальной сути вещей и потихоньку начинают о ней забывать. 

 

Видео: откуда поступает электричество к нам?

В этом видео наглядно будет показан путь электричества от электростанции до нас, откуда оно берется и как поступает в наш дом:

Как производится электричество — Управление энергетической информации США (EIA)

Как вырабатывается электроэнергия

В 1831 году ученый Майкл Фарадей обнаружил, что когда магнит перемещается внутри катушки с проволокой, в ней течет электрический ток. Генератор электричества — это устройство, преобразующее форму энергии в электричество. Генераторы работают благодаря взаимосвязи между магнетизмом и электричеством. Генераторы, преобразующие кинетическую (механическую) энергию в электрическую, производят почти всю электроэнергию, которую используют потребители.

Обычный метод производства электричества — это генератор с электромагнитом — магнит, производимый электричеством, а не традиционный магнит. Генератор имеет серию изолированных витков провода, образующих неподвижный цилиндр. Этот цилиндр окружает вращающийся электромагнитный вал. Когда электромагнитный вал вращается, он индуцирует небольшой электрический ток в каждой секции катушки с проволокой. Каждая секция проволочной катушки становится небольшим отдельным электрическим проводником.Небольшие токи отдельных секций объединяются в один большой ток. Этот ток представляет собой электричество, которое перемещается по линиям электропередач от генераторов к потребителям.

Электрогенератор

Источник: по материалам Energy for Keeps (общественное достояние)

Большая часть электроэнергии в США вырабатывается электростанциями, которые используют турбину или аналогичную машину для привода генераторов электроэнергии.

Турбина преобразует потенциальную и кинетическую энергию движущейся жидкости (жидкости или газа) в механическую энергию. В турбогенераторе движущаяся жидкость, такая как вода, пар, газообразные продукты сгорания или воздух, толкает ряд лопастей, установленных на валу, который вращает вал, соединенный с генератором. Генератор, в свою очередь, преобразует механическую энергию в электрическую на основе взаимосвязи между магнетизмом и электричеством.

Различные типы турбин включают паровые турбины, турбины внутреннего сгорания (газовые), водяные (гидроэлектрические) турбины и ветряные турбины.В паровых турбинах горячая вода и пар производятся путем сжигания топлива в котле или использования теплообменника для улавливания тепла от жидкости, нагретой, например, солнечной или геотермальной энергией. Пар приводит в движение турбину, которая приводит в действие генератор. Топливо или источники энергии, используемые для паровых турбин, включают биомассу, уголь, геотермальную энергию, нефтяное топливо, природный газ, ядерную энергию и солнечную тепловую энергию. Большинство крупнейших электростанций США имеют паровые турбины.

Газовые турбины внутреннего сгорания, аналогичные реактивным двигателям, сжигают газообразное или жидкое топливо для получения горячих газов для вращения лопаток турбины.

Двигатели внутреннего сгорания, такие как дизельные двигатели, также используются для производства механической энергии для работы генераторов электроэнергии. Дизель-генераторы используются во многих отдаленных деревнях на Аляске и широко используются для электроснабжения на строительных площадках, а также для аварийного или резервного электроснабжения зданий и электростанций. Дизель-генераторы могут использовать различные виды топлива, включая нефтяное дизельное топливо, биодизель, природный газ, биогаз и пропан. Небольшие генераторы с двигателями внутреннего сгорания, работающие на бензине, природном газе или пропане, обычно используются строительными бригадами и торговцами, а также для аварийного электроснабжения домов.

ТЭЦ, иногда называемые когенераторами , используют тепло, которое не преобразуется напрямую в электричество в паровой турбине, турбине внутреннего сгорания или генераторе с двигателем внутреннего сгорания, для других целей, например для космоса. отопление или промышленное тепло. Некоторые электростанции используют неиспользованное тепло или газы сгорания от одной турбины, такой как газовая турбина, для выработки большего количества электроэнергии в другой турбине, такой как паровая турбина. Эта система из двух отдельных генераторов, использующих один источник топлива, называется комбинированным циклом.ТЭЦ и электростанции комбинированного цикла — одни из наиболее эффективных способов преобразования топлива в полезную энергию.

Гидроэлектрические турбины используют воду для вращения лопастей турбин, а ветряные турбины используют ветер.

Электрогенераторы, в которых не используются турбины, включают солнечные фотоэлектрические элементы, которые преобразуют солнечный свет непосредственно в электричество, и топливные элементы, которые преобразуют топливо, такое как водород, в электричество с помощью химического процесса.

  • паровые турбины61%
  • турбины внутреннего сгорания 24%
  • гидроэлектрические турбины 7%
  • ветряные турбины 7%
  • солнечные фотоэлектрические системы1%
  • двигатели внутреннего сгорания <1%

Последнее обновление: 5 ноября 2019 г.

.

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Электричество — это наличие и поток электрического заряда. Используя электричество, мы можем передавать энергию способами, которые позволяют нам выполнять простые домашние дела. [1] Самая известная его форма — поток электронов через проводники, такие как медные провода.

Слово «электричество» иногда используется для обозначения «электрической энергии». Это не одно и то же: электричество — это среда передачи электроэнергии, как морская вода — среда передачи энергии волн.Предмет, через который проходит электричество, называется проводником. Медные провода и другие металлические предметы являются хорошими проводниками, позволяя электричеству проходить через них и передавать электрическую энергию. Пластик — плохой проводник (также называемый изолятором) и не пропускает много электричества через него, поэтому он остановит передачу электрической энергии.

Передача электроэнергии может происходить естественным путем (например, молния) или производиться людьми (например, в генераторе).Его можно использовать для питания машин и электрических устройств. Когда электрические заряды неподвижны, электричество называется статическим электричеством. Когда заряды движутся, они представляют собой электрический ток, иногда называемый «динамическим электричеством». Молния — самый известный и опасный вид электрического тока в природе, но иногда статическое электричество заставляет вещи слипаться и в природе.

Электричество может быть опасным, особенно вблизи воды, потому что вода является хорошим проводником, поскольку в ней есть примеси, такие как соль.Соль может способствовать протеканию электричества. С девятнадцатого века электричество использовалось во всех сферах нашей жизни. До этого это было просто любопытство, увиденное в молнии грозы.

Электрическая энергия может быть создана, если магнит проходит близко к металлической проволоке. Это метод, используемый генератором. Самые большие генераторы находятся на электростанциях. Электроэнергия также может быть высвобождена путем объединения химикатов в банке с двумя разными видами металлических стержней. Это метод, используемый в батарее.Статическое электричество может быть создано за счет трения между двумя материалами — например, шерстяной шапочкой и пластиковой линейкой. Это может вызвать искру. Электрическая энергия также может быть создана с использованием энергии солнца, как в фотоэлектрических элементах.

Электроэнергия поступает в дома по проводам от мест, где она производится. Он используется в электрических лампах, электрических обогревателях и т. Д. Многие приборы, такие как стиральные машины и электрические плиты, используют электричество. На фабриках машины работают от электроэнергии.Людей, которые имеют дело с электричеством и электрическими устройствами в наших домах и на фабриках, называют «электриками».

Есть два типа электрических зарядов, которые толкают и притягивают друг друга: положительные заряды и отрицательные заряды. Электрические заряды толкают или тянут друг друга, если они не соприкасаются. Это возможно, потому что каждый заряд создает вокруг себя электрическое поле . Электрическое поле — это область, окружающая заряд. В каждой точке около заряда электрическое поле указывает в определенном направлении.Если в эту точку поместить положительный заряд, он будет толкаться в этом направлении. Если в эту точку поместить отрицательный заряд, он будет выталкиваться в противоположном направлении.

Он работает как магнит, и на самом деле электричество создает магнитное поле, в котором одинаковые заряды отталкиваются друг от друга, а противоположные — притягиваются. Это означает, что если вы поместите два негатива близко друг к другу и отпустите их, они разойдутся. То же верно и для двух положительных зарядов. Но если вы поместите положительный заряд и отрицательный заряд близко друг к другу, они потянутся друг к другу.Краткий способ запомнить это фраза: противоположностей привлекают лайки отталкивают.

Вся материя во Вселенной состоит из крошечных частиц с положительным, отрицательным или нейтральным зарядом. Положительные заряды называются протонами, а отрицательные — электронами. Протоны намного тяжелее электронов, но оба они имеют одинаковое количество электрического заряда, за исключением того, что протоны положительны, а электроны отрицательны. Поскольку «противоположности притягиваются», протоны и электроны слипаются.Несколько протонов и электронов могут образовывать более крупные частицы, называемые атомами и молекулами. Атомы и молекулы все еще очень крошечные. Они слишком малы, чтобы их можно было увидеть. Любой большой объект, такой как ваш палец, содержит больше атомов и молекул, чем кто-либо может сосчитать. Мы можем только оценить, сколько их.

Поскольку отрицательные электроны и положительные протоны слипаются, образуя большие объекты, все большие объекты, которые мы можем видеть и чувствовать, электрически нейтральны. Электрически — это слово, означающее «описывающее электричество», а нейтральный — слово, означающее «сбалансированный».«Вот почему мы не чувствуем, как объекты толкают и тянут нас на расстоянии, как если бы все было электрически заряжено. Все большие объекты электрически нейтральны, потому что в мире есть одинаковое количество положительного и отрицательного заряда. Мы могли бы говорят, что мир в точности сбалансирован, или нейтрален. Ученые до сих пор не знают, почему это так.

Чертеж электрической цепи: ток (I) течет от + вокруг цепи обратно к —
Электричество передается по проводам.

Электроны могут перемещаться по всему материалу. Протоны никогда не движутся вокруг твердого объекта, потому что они такие тяжелые, по крайней мере, по сравнению с электронами. Материал, который позволяет электронам перемещаться, называется проводником . Материал, который плотно удерживает каждый электрон на месте, называется изолятором . Примеры проводников: медь, алюминий, серебро и золото. Примеры изоляторов: резина, пластик и дерево. Медь очень часто используется в качестве проводника, потому что это очень хороший проводник, а ее очень много в мире.Медь содержится в электрических проводах. Но иногда используются и другие материалы.

Внутри проводника электроны подпрыгивают, но не могут долго двигаться в одном направлении. Если внутри проводника создается электрическое поле, все электроны начнут двигаться в направлении, противоположном направлению, на которое указывает поле (поскольку электроны заряжены отрицательно). Батарея может создавать электрическое поле внутри проводника. Если оба конца куска провода подключены к двум концам батареи (называемые электродами , ), образованная петля называется электрической цепью . Электроны будут течь по цепи и вокруг нее, пока батарея создает электрическое поле внутри провода. Этот поток электронов по цепи называется электрическим током .

Проводящий провод, используемый для передачи электрического тока, часто оборачивают изолятором, например резиной. Это потому, что провода, по которым проходит ток, очень опасны. Если человек или животное коснутся оголенного провода, по которому проходит ток, они могут получить травму или даже умереть в зависимости от того, насколько сильным был ток и сколько электроэнергии он передает.Будьте осторожны с электрическими розетками и оголенными проводами, по которым может проходить ток.

Можно подключить электрическое устройство к цепи, чтобы электрический ток проходил через устройство. Этот ток будет передавать электрическую энергию, заставляя устройство делать то, что мы хотим от него. Электрические устройства могут быть очень простыми. Например, в лампочке ток переносит энергию через специальный провод, называемый нитью накала, который заставляет ее светиться. Электрические устройства тоже могут быть очень сложными.Электрическая энергия может использоваться для привода электродвигателя внутри такого инструмента, как дрель или точилка для карандашей. Электроэнергия также используется для питания современных электронных устройств, включая телефоны, компьютеры и телевизоры.

Некоторые термины, связанные с электричеством [изменить | изменить источник]

Вот несколько терминов, с которыми может столкнуться человек, изучая, как работает электричество. Изучение электричества и того, как оно делает электрические цепи возможными, называется электроникой. Есть область инженерии, называемая электротехникой, где люди придумывают новые вещи, используя электричество.Им важно знать все эти термины.

  • Ток — это количество протекающего электрического заряда. Когда 1 кулон электричества проходит где-то за 1 секунду, ток составляет 1 ампер. Чтобы измерить ток в одной точке, мы используем амперметр.
  • Напряжение, также называемое «разностью потенциалов», — это «толчок» за током. Это количество работы, которую может выполнить электрический заряд на один электрический заряд. Когда 1 кулон электричества имеет 1 джоуль энергии, он будет иметь электрический потенциал 1 вольт.Для измерения напряжения между двумя точками воспользуемся вольтметром.
  • Сопротивление — это способность вещества «замедлять» течение тока, то есть уменьшать скорость, с которой заряд проходит через вещество. Если электрическое напряжение в 1 вольт поддерживает ток в 1 ампер через провод, сопротивление провода составляет 1 Ом — это называется законом Ома. Когда течению тока противостоит, энергия «расходуется», что означает, что она преобразуется в другие формы (например, свет, тепло, звук или движение).
  • Электрическая энергия — это способность выполнять работу с помощью электрических устройств. .Электрическая энергия является «сохраняемым» свойством, что означает, что она ведет себя как вещество и может перемещаться с места на место (например, по передающей среде или в батарее). Электрическая энергия измеряется в джоулях или киловатт-часах (кВтч).
  • Электроэнергия — это скорость, с которой электроэнергия используется, хранится или передается. Расход электроэнергии по линиям электропередачи измеряется в ваттах. Если электрическая энергия преобразуется в другую форму энергии, она измеряется в ваттах.Если часть его преобразуется, а часть хранится, она измеряется в вольт-амперах, а если она хранится (например, в электрических или магнитных полях), она измеряется в реактивной вольт-амперной энергии.

Электроэнергия вырабатывается на электростанциях.

Электроэнергия в основном вырабатывается на электростанциях. Большинство электростанций используют тепло для превращения воды в пар, который превращает паровой двигатель. Турбина парового двигателя вращает машину, называемую «генератором». Спиральные провода внутри генератора вращаются в магнитном поле.Это заставляет электричество течь по проводам, неся электрическую энергию. Этот процесс называется электромагнитной индукцией. Майкл Фарадей открыл, как это сделать.

Существует множество источников тепла, которые можно использовать для выработки электроэнергии. Источники тепла можно разделить на два типа: возобновляемые источники энергии, в которых поставки тепловой энергии никогда не заканчиваются, и невозобновляемые источники энергии, запасы которых в конечном итоге будут израсходованы.

Иногда естественный поток, такой как энергия ветра или воды, может использоваться непосредственно для вращения генератора, поэтому нагрев не требуется.

.

Как вырабатывается электроэнергия — Мегаобучалка

Генератор — это устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую. Этот процесс основан на соотношении магнетизма и электричества. В 1831 году Фарадей обнаружил, что когда магнит перемещается внутри катушки с проволокой, по ней течет электрический ток.

Типичный генератор на электростанции использует электромагнит — магнит, производимый электричеством, — а не традиционный магнит. Генератор имеет серию изолированных витков провода, образующих неподвижный цилиндр.Этот цилиндр окружает вращающийся электромагнитный вал. Когда электромагнитный вал вращается, он индуцирует небольшой электрический ток в каждой секции катушки с проволокой. Каждый отрезок провода становится небольшим отдельным проводником. Небольшие токи отдельных секций складываются в один большой ток. Этот ток представляет собой электрическую энергию, которая передается от энергокомпании к потребителю.

Электростанция общего пользования использует турбину, двигатель, водяное колесо или другую аналогичную машину для приведения в действие электрогенератора или устройства, преобразующего механическую или химическую энергию для выработки электроэнергии.Паровые турбины, двигатели внутреннего сгорания, газовые турбины, водяные турбины и ветряные турбины являются наиболее распространенными методами производства электроэнергии. Большинство электростанций имеют КПД около 35 процентов. Это означает, что на каждые 100 единиц энергии, потребляемых заводом, только 35 единиц преобразуются в полезную электрическую энергию.

Большая часть электроэнергии в США вырабатывается паровыми турбинами. Турбина преобразует кинетическую энергию движущейся жидкости (жидкости или газа) в механическую энергию.Паровые турбины имеют ряд лопастей, установленных на валу, на который нагнетается пар, таким образом вращая вал, соединенный с генератором. В паровой турбине, работающей на ископаемом топливе, топливо сжигается в печи, чтобы нагреть воду в котле для производства пара. Уголь, нефть (нефть) и природный газ сжигаются в больших печах, чтобы нагреть воду и получить пар, который, в свою очередь, толкает лопатки турбины. Знаете ли вы, что уголь является крупнейшим первичным источником энергии, используемым для производства электроэнергии в Соединенных Штатах? В 2005 году более половины (51%) из 3.9 триллионов киловатт-часов электроэнергии использовали уголь в качестве источника энергии.

Природный газ , помимо сжигания для нагрева воды для получения пара, можно также сжигать для получения горячих дымовых газов, которые проходят непосредственно через турбину, вращая лопасти турбины для выработки электроэнергии. Газовые турбины обычно используются, когда электроэнергия пользуется большим спросом. В 2005 году 17% электроэнергии в стране производилось за счет природного газа.

Petroleum также можно использовать для производства пара для вращения турбины.Остаточное жидкое топливо, продукт, очищенный из сырой нефти, часто является нефтепродуктом, используемым на электростанциях, которые используют нефть для производства пара. Нефть использовалась для выработки около трех процентов (3%) всей электроэнергии, произведенной на электростанциях США в 2005 году.

Ядерная энергия — это метод, при котором пар вырабатывается путем нагрева воды посредством процесса, называемого ядерным делением. На атомной электростанции реактор содержит активную зону из ядерного топлива, в первую очередь обогащенного урана.Когда на атомы уранового топлива попадают нейтроны, они делятся (расщепляются), выделяя тепло и новые нейтроны. В контролируемых условиях эти другие нейтроны могут поражать большее количество атомов урана, расщепляя больше атомов и т. Д. Таким образом, может происходить непрерывное деление с образованием цепной реакции с выделением тепла. Тепло используется для превращения воды в пар, который, в свою очередь, вращает турбину, вырабатывающую электричество. Атомная энергия использовалась для выработки 20% всей электроэнергии страны в 2005 году.

Hydropower , источник почти 7% U.S. Производство электроэнергии в 2005 году — это процесс, в котором проточная вода используется для вращения турбины, соединенной с генератором. Есть два основных типа гидроэлектрических систем, производящих электричество. В первой системе проточная вода накапливается в резервуарах, созданных с помощью дамб. Вода падает через трубу, называемую напорным затвором, и оказывает давление на лопасти турбины, заставляя генератор производить электричество. Во второй системе, называемой руслом реки, сила речного течения (а не падающая вода) оказывает давление на лопасти турбины для выработки электроэнергии.

Геотермальная энергия происходит за счет тепловой энергии, скрытой под поверхностью земли. В некоторых районах страны у поверхности земли поднимается достаточно тепла, чтобы превратить подземные воды в пар, который можно использовать на паротурбинных установках. Этот источник энергии произвел менее 1% электроэнергии в стране в 2005 году.

Солнечная энергия производится за счет энергии солнца. Однако энергия солнца недоступна постоянно, и она широко разбросана.Процессы, используемые для производства электроэнергии с использованием солнечной энергии, исторически были более дорогими, чем использование традиционных ископаемых видов топлива. Фотоэлектрическое преобразование генерирует электроэнергию непосредственно из солнечного света в фотоэлектрических (солнечных) элементах. Солнечно-тепловые электрические генераторы используют лучистую энергию солнца для производства пара для привода турбин. В 2005 году менее 1% электроэнергии в стране производилось за счет солнечной энергии.

Энергия ветра получается путем преобразования энергии ветра в электричество.Ветроэнергетика, составлявшая менее 1% электроэнергии страны в 2005 г., является быстрорастущим источником электроэнергии. Ветряная турбина похожа на типичную ветряную мельницу.

Биомасса включает древесину, твердые бытовые отходы (мусор) и сельскохозяйственные отходы, такие как кукурузные початки и пшеничная солома. Это еще несколько источников энергии для производства электроэнергии. Эти источники заменяют ископаемое топливо в котле. При сжигании древесины и отходов образуется пар, который обычно используется в обычных пароэлектрических установках.Биомасса составляет около 1% электроэнергии, производимой в Соединенных Штатах.

Текст 41

Трансформатор

Чтобы решить проблему отправки электричества на большие расстояния, Уильям Стэнли разработал устройство, называемое трансформатором. Трансформатор позволял эффективно передавать электричество на большие расстояния. Это позволило подавать электроэнергию в дома и предприятия, расположенные далеко от электростанции.

Электроэнергия, произведенная генератором, проходит по кабелям к трансформатору, который меняет напряжение с низкого на высокое напряжение. Электричество можно передавать на большие расстояния более эффективно, используя высокое напряжение. Линии электропередачи используются для передачи электроэнергии на подстанцию. На подстанциях есть трансформаторы, которые преобразуют электричество высокого напряжения в электричество более низкого напряжения. От подстанции по распределительным линиям электричество доставляется в дома, офисы и фабрики, которым требуется электричество низкого напряжения.

Текст 42

.

Электричество — Образование в области энергетики

Электричество — это энергия, получаемая от конфигурации или движения электронов: первое — это статическое электричество, а второе — электричество, которое исходит из электрической розетки или протекает по воздушным линиям электропередачи. Важно отметить, что при использовании электричества устройство не «расходует» электроны (см. Закон сохранения заряда). Скорее, он использует энергию, временно «удерживаемую» электронами. Из-за этого электричество считается энергетической валютой: электричество передает энергию от электростанции (первичная энергия) в дом (энергия конечного использования).В конце концов, это удобнее, чем соседняя угольная электростанция (см .: Синдром не у меня на заднем дворе).

Электричество отвечает за питание телефонов, электрического освещения, обогревателей, компьютеров, телевизоров, кардиостимуляторов и даже некоторых автомобилей! Из-за этого это важно для нашего высокоэнергетического общества.

Как он генерируется?

Для более подробной информации посетите страницу: производство электроэнергии.

Электроэнергия вырабатывается различными способами.Все эти методы требуют либо топлива, либо потока первичной энергии. Первичные виды топлива для генерации включают (и это лишь некоторые из них) уголь, природный газ и уран, в то время как первичные потоки включают приливы, ветер и солнце.

Где он генерируется?

Электростанции редко бывают внутри городов. Это связано со многими факторами: ценой на землю, наличием теплоотвода, размером завода, наличием топлива и выбросами. Большинство этих факторов, таких как цена на землю и доступность воды, легко определить и количественно оценить.Несмотря на это, одним из основных сдерживающих факторов для строительства электростанции является негативное отношение общественности. Как неоднократно отмечалось, администраторам электростанций необходимо учитывать общественное мнение, а не только физическое местоположение. Люди хотят их слова, и из-за этого электростанции, как правило, строят за пределами городов.

Часто это способствует неадекватному пониманию побочных эффектов производства электроэнергии; включая выбросы двуокиси углерода и других парниковых газов, твердых частиц и других загрязнителей окружающей среды.Строя эти объекты на окраинах городов, преобладает менталитет «вне поля зрения, из виду». Например, сколько людей знают, откуда поступает электричество в их дом и как оно производится?

Рис. 1: Электростанция, которая, очевидно, находится за пределами города, обратите внимание на протяженные воздушные линии электропередач, используемые для транспортировки части вырабатываемой электроэнергии [1] .

Транспорт

Дополнительная информация: электрическая сеть.

Как упоминалось ранее, электростанции часто находятся за пределами наших городов — легко на расстоянии до 1000 километров. Это означает, что электроэнергию необходимо транспортировать с электростанции в город или район, а оттуда отправлять в отдельные дома. Для того, чтобы это произошло, требуется обширная электрическая сеть, в которой используются различные механизмы для эффективной транспортировки и распределения электроэнергии.

Мировое потребление электроэнергии

Ниже приведен график, показывающий мировое производство электроэнергии и его рост за последние десятилетия.Обратите внимание, как потребление электроэнергии растет быстрее, чем потребление энергии, причем оба показателя растут быстрее, чем население мира. Различные раскрывающиеся меню меняют отображаемые страны или регионы, а также тип используемого графика и рассматриваемые переменные. Обратите внимание на относительное производство электроэнергии. В Европе проживает около 1 миллиарда человек, в Северной Америке — около 500 миллионов, а в Азии — почти 4 миллиарда.

Для дальнейшего чтения

Список литературы

Произошла ошибка: SQLSTATE [42000]: синтаксическая ошибка или нарушение прав доступа: 1064 У вас есть ошибка в синтаксисе SQL; проверьте руководство, соответствующее вашей версии сервера MySQL, чтобы найти правильный синтаксис рядом с ‘)’ в строке 1

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о