Definicja energii elektrycznej:
„Energia elektryczna to rodzaj energii spowodowanej przepływem ładunku elektrycznego. W kontekście energii elektrycznej, działająca siła to przyciąganie elektryczne lub odpychanie pomiędzy naładowanymi cząstkami.
Brytyjski naukowiec Michael Faraday wynalazł podstawową zasadę wytwarzania energii elektrycznej ”.
„Energia elektryczna to energia wynikająca z potencjalnej energii elektrycznej lub energii kinetycznej - energii zmagazynowanej ze względu na położenie naładowanej cząstki lub pola elektrycznego. Ruch naładowanych cząstek przez kabel lub przewodnik jest nazywany elektrycznością lub prądem ”.
Elektryczność statyczna:
Elektryczność statyczna powstaje w wyniku separacji lub braku równowagi z jej ładunków ujemnych i dodatnich w elemencie. Elektryczność statyczna to rodzaj potencjalnej energii elektrycznej. Jeśli nagromadzi się odpowiedni ładunek, energia elektryczna może zostać rozładowana jak naturalnie występujące wyładowanie elektrostatyczne lub może nawet wytworzyć iskrę, np. Błyskawicę.
Przykłady energii elektrycznej:
- Prąd stały (DC)
- Prąd przemienny (AC)
- Naturalne błyskawice
- Energia zgromadzona w bateriach
- Zmagazynowany ładunek kondensatorów
- Ogniwa wytwarzające energię elektryczną obecne w rybach „węgorzy elektrycznych”.
Symbole obwodów elektrycznych:
Zużycie energii elektrycznej:
Jednostka energii elektrycznej, kierunek i konwersja:
Kierunek prądu:
„Kierunek prądu jest kierunkiem, w którym ładunek dodatni jest umieszczony w polu elektrycznym. Jest to odwrotne do kierunku przepływu elektronów ”.
Kulomb:
„„ Ilość energii elektrycznej przesłanej w ciągu 1 sekundy przez prąd o natężeniu 1 A ”.
napięcie:
"„1 wolt jest dobrze zdefiniowany przez zużycie energii wynoszące 1 dżul na jeden ładunek elektryczny 1 kulomb”.
1 V = 1 J / C
elektronowolty (eV):
„Elektronowolt (eV) to ilość energii kinetycznej uzyskanej lub utraconej przez e- przyspieszając z pozycji spoczynkowej z powodu różnicy potencjałów elektrycznych 1 wolta w warunkach próżni”.
Konwersja woltów na waty:
- Waty (W) = Aolty (V) × Amper (A) = VA
Konwersja woltów na dżule:
- Dżule (J) = wolty (V) × kulomby (C) = VC
Konwersja woltów na elektronowolty:
- wolty elektronowe (eV) = wolty (V) × ładunek elektronów (e) = Wolty (V) × 1.602176 e-19 Kulomby (C)
Związek między elektrycznością a magnetyzmem:
Naładowana cząstka (elektron, jon lub proton) tworzy pole magnetyczne, jeśli się porusza lub krąży. Podobnie, zmienne pole magnetyczne indukuje prąd elektryczny w cewce (jak w przewodowym przewodzie kablowym). Badacze zajmujący się elektrycznością klasycznie odwołują się do terminu „elektromagnetyzm”, ponieważ elektryczność i magnetyzm są ze sobą powiązane.
Generowanie elektryczności:
Rodzaje elektrowni do wytwarzania energii:
- Elektrownie węglowe.
- Elektrownie na bazie oleju napędowego.
- Elektrownia gazowa
- Elektrownie o cyklu kombinowanym.
- Moc biomasy
- Elektrownie geotermalne.
- Elektrownie słoneczne.
- Elektrownie słoneczne.
- Elektrownia wiatrowa
- Elektrownie jądrowe.
- Elektrownie wodne.
- Elektrownia pływowa.
Produkcja energii elektrycznej to procedura wytwarzania energii elektrycznej z innych form energii. Dostępnych jest kilka podstawowych procedur służących do zamiany różnych form energii na energię elektryczną. Energia elektryczna jest najczęściej wytwarzana w elektrowni w wyniku konwersji elektromagnetycznej, napędzanej głównie przez silniki grzewcze zasilane spalaniem substancji lub rozszczepieniem jądrowym oraz innymi metodami, takimi jak energia kinetyczna kręconej, czystej wody lub energia pływów. Do wytwarzania energii elektrycznej mogą być i są wykorzystywane różne technologie, takie jak fotowoltaika słoneczna i energia geotermalna uwalniana z ziemi.
Jak wytwarzana jest energia elektryczna w elektrowni?
Turbiny
Większość turbin wykorzystywanych do produkcji energii elektrycznej jest napędzana wiatrem, parą, energią jądrową lub przepływem wody rzecznej za pomocą tamy lub paliwem spalającym benzynę, ropę lub gaz, taki jak gaz ziemny, metan, propan itp. Turbina napędza generator za pomocą wał mechaniczny, przenosząc w ten sposób te energie do postaci elektrycznej za pomocą indukcji elektromagnetycznej. Istnieje kilka różnych sposobów wytwarzania energii, takich jak wiatr, woda, silniki cieplne i energia pływów.
Silniki cieplne napędzają większość pokoleń. Spalanie paliw kopalnych dostarcza większości energii do takich maszyn, przy czym część energii pochodzi ze źródeł odnawialnych, a część z rozszczepienia. Turbina parowa (skonstruowana przez Sir Charlesa Parsonsa w roku 1884) generuje obecnie około osiemdziesięciu procent światowej energii elektrycznej z wielu różnych źródeł ciepła.
Energia wodna lub hydroelektryczna jest dobrze znana za pomocą dystrybutora wody z ruchu wody ze zmiennego poziomu wody w zbiorniku wodnym otoczonym tamą. Obecnie elektrownie wodne dostarczają około dwudziestu procent światowej energii elektrycznej. Na pływach zarówno wzrost, jak i spadek pływów lub przypływy oceaniczne mogły być wykorzystywane do wytwarzania energii.
Steam
Woda jest gotowana w celu wytworzenia przegrzanej pary z paliw kopalnych, głównie węgla spalanego w większości elektrociepłowni. Na około 42% światowego prądu jest wytwarzane tą metodą.
W tym procesie para jest wytwarzana przez uwolnione ciepło Reakcja rozszczepienia jądra atomowego, która przebiega w ten sam sposób, jak w innych elektrowniach cieplnych. Nie więcej niż 10% energii elektrycznej jest wytwarzane tą metodą na całym świecie, ale ponieważ jest wytwarzana w postaci czystej energii, może to stać się w przyszłości dobrym rozwiązaniem w krajach rozwiniętych.
W elektrowni odnawialnej para jest wytwarzana z biomasy, biodiesla, energii geotermalnej i słonecznej energii cieplnej itp.
Gazu ziemnego:
W tym procesie turbiny są obracane bezpośrednio przez gaz wytwarzany przez spalanie, albo w cyklu parowym i gazowym, albo w cyklu łączonym. Wykorzystują ciepło do wytwarzania pary i energii poprzez spalanie gazu ziemnego. Co najmniej dwadzieścia procent energii elektrycznej na naszej planecie jest wytwarzane z tego surowca. Tworzy się to w podobny sposób jak w przypadku paliw kopalnych. Głównym pierwiastkiem w gazie ziemnym jest metan, złożony z atomu C i 4H2 atomy. Ten surowiec dostarcza około 25% energii planety. W odwiertach wydobywano gaz z głębin morskich przez różne warstwy geologiczne.
Generatory
Generatory elektryczne zamieniają energię kinetyczną na energię elektryczną. Ta technika jest najczęściej stosowana do wytwarzania energii i jest oparta na popularnym prawie Faradaya. Praktycznie cała produkcja elektryczna nadająca się do sprzedaży jest realizowana przy użyciu metodologii indukcji elektromagnetycznej, w której energia mechaniczna pary pcha wał wirnika, aby się obrócił. Chociaż turbiny wiatrowe zapewniają eksperymentalne wytwarzanie energii elektrycznej, obracając wirnik za pomocą przepływu wiatru.
Gordona Kneale’a Brooke’a, Generator elektrowni Drax, CC BY-SA 2.0
Efekt fotowoltaiczny
„Efekt fotowoltaiczny polega na zamianie energii elektromagnetycznej fotonu świetlnego na energię elektryczną”. Panele fotowoltaiczne przekształcają światło słoneczne bezpośrednio w energię elektryczną w postaci prądu stałego. W razie potrzeby do konwersji tego prądu stałego na prąd przemienny można wykorzystać falowniki.
Chociaż słońce jest całkowicie bezpłatne i dostępne w dużych ilościach, energia słoneczna jest stosunkowo kosztowna niż energia elektryczna wytwarzana rutynowo konwencjonalnymi metodami. Krzemowe ogniwa słoneczne maleją wraz z wydajnością konwersji w cenie, a dostępne są ogniwa wielozłączowe. Ponad 40% skuteczności wykazano metodami eksperymentalnymi. Ostatnio fotowoltaika była wykorzystywana w miejscach, w których nie ma dostępu do sieci elektrycznej lub jako źródło energii elektrycznej dla domów i przemysłu. Rozwój technologii i znaczna poprawa wydajności w połączeniu z dotacjami przyspieszyły montaż paneli słonecznych.
Elektrochemia
Elektrochemia to konwersja energia chemiczna w energię elektryczną forma energii. Produkcja elektryczności elektrochemicznej ma kluczowe znaczenie w programach mobilnych i mobilnych. Obecnie energia elektryczna pochodzi z baterii. Ogniwa pierwotne, takie jak częste elektrony cynkowe, zachowują się jak proste źródła energii, jednak wtórne, takie jak ogniwa wielokrotnego ładowania lub baterie, są również wykorzystywane do przechowywania zamiast głównych systemów. Systemy te mogą być wykorzystywane do pozyskiwania energii elektrycznej z ogniwa paliwowego lub ze związków chemicznych.
Przeczytaj także:
- Energia dźwięku na energię kinetyczną
- Jak wykorzystać energię jądrową w eksploracji kosmosu
- Wykorzystanie energii mechanicznej
- Jak określić energię w międzygwiazdowym układzie komunikacyjnym
- Jak zmierzyć całkowitą energię mechaniczną w zamkniętym układzie pneumatycznym
- Jak oszacować energię w eksperymencie splątania kwantowego
- Jak wykorzystać energię grawitacyjną w mechanizmach zegarów
- Jak obliczyć energię w reaktorze tokamakowym
- Przykład energii mechanicznej na kinetyczną
- Jak mierzyć rozkład energii w promieniowaniu ciała doskonale czarnego
Jestem Subrata, doktor. inżynier, ze szczególnym uwzględnieniem dziedzin pokrewnych naukom jądrowym i energetycznym. Posiadam wielodziedzinowe doświadczenie począwszy od Inżyniera Serwisu ds. napędów elektronicznych i mikrokontrolerów po specjalistyczne prace badawczo-rozwojowe. Pracowałem nad różnymi projektami, w tym nad rozszczepieniem jądrowym, syntezą jądrową do fotowoltaiki, projektowaniem grzejników i innymi projektami. Interesuję się dziedziną nauki, energią, elektroniką i oprzyrządowaniem oraz automatyką przemysłową, przede wszystkim ze względu na szeroki zakres stymulujących problemów odziedziczonych w tej dziedzinie, a która każdego dnia zmienia się wraz z zapotrzebowaniem przemysłu. Naszym celem jest zilustrowanie tych niekonwencjonalnych, złożonych przedmiotów ścisłych w sposób łatwy i zrozumiały.