Обяснител: Какво е електричество?

Електричеството е форма на енергия. Електричеството е потокът на електрони. Цялата материя е изградена от атоми и един атом има център, наречен ядро. Ядрото съдържа положително заредени частици, наречени протони и незаредени частици, наречени неутрони. Ядрото на един атом е заобиколено от отрицателно заредени частици, наречени електрони. Отрицателният заряд на електрон е равен на положителния заряд на протона, а броят на електроните в един атом обикновено е равен на броя на протоните. Когато силата на балансиране между протони и електрони се разстройва от външна сила, един атом може да спечели или загуби електрон. Когато електроните се "изгубят" от атом, свободното движение на тези електрони представлява електрически ток.

Електричество е основна част от природата и е една от нашите най-широко използвани форми на енергия. Ние получаваме електричество, което е вторичен енергиен източник, от преобразуването на други източници на енергия, като въглища, природен газ, нефт, ядрена енергия и други природни източници, които се наричат ​​първични източници. Много градове са изградени покрай водопади (основен източник на механична енергия), които превръщат водни колела за извършване на работа. Преди да започне производството на електроенергия преди малко повече от 100 години, къщите бяха осветени с керосинови лампи, храната се охлаждаше в кутии за лед, а помещенията бяха затоплени от печки за изгаряне на дърва или въглища. Започвайки с

За да разрешите проблема с изпращането на електричество на дълги разстояния, Джордж Уестингхаус разработи устройство, наречено трансформатор. Трансформаторът позволи ефикасното предаване на електричество на дълги разстояния. Това даде възможност да се доставя електроенергия на домове и предприятия, разположени далеч от електрогенераторната централа.

Въпреки голямото си значение в ежедневието ни, повечето от нас рядко спират да си мислят какъв би бил животът без електричество. И все пак като въздух и вода, ние сме склонни да приемаме електричество за даденост. Ежедневно използваме електричество, за да вършим много функции за нас - от осветление и отопление / охлаждане на домовете, до източник на енергия за телевизори и компютри. Електричеството е контролирана и удобна форма на енергия, използвана в приложенията на топлина, светлина и енергия.

Днес електроенергийната промишленост на Съединените щати (САЩ) е създадена, за да гарантира, че в даден момент е налично адекватно предлагане на електроенергия, за да се отговори на всички изисквания за търсене.

Електрически генератор е устройство за преобразуване на механична енергия в електрическа енергия. Процесът се основава на връзка между магнетизма и електричеството. Когато жица или друг електропроводим материал се движи през магнитно поле, в проводника възниква електрически ток. Големите генератори, използвани от електроенергийната индустрия, имат стационарен проводник. Магнит, прикрепен към края на въртящ се вал, е разположен вътре в неподвижен проводящ пръстен, който е обвит с дълго, непрекъснато парче тел. Когато магнитът се върти, той предизвиква малък електрически ток във всяка секция на проводника, докато преминава. Всяка секция от тел представлява малък, отделен електрически проводник. Всички малки токове на отделни секции добавят до един ток със значителен размер. Този ток е това, което се използва за електрическа енергия.

Електрическата електрическа централа използва или турбина, двигател, водно колело или други подобни машина за задвижване на електрически генератор или устройство, което преобразува механична или химическа енергия в електричество. Паровите турбини, двигателите с вътрешно горене, газовите турбини, водните турбини и вятърните турбини са най-често срещаните методи за производство на електроенергия.

По-голямата част от електроенергията в САЩ се произвежда в парни турбини. Турбината преобразува кинетичната енергия на движеща се течност (течност или газ) в механична енергия. Паровите турбини имат поредица от лопатки, монтирани на вал, срещу който е принудена пара, като по този начин върти вала, свързан към генератора. В парна турбина с изкопаеми горива горивото се изгаря в пещ за загряване на вода в котел за производство на пара.

Въглища, нефт (нефт) и природен газ се изгарят в големи пещи, за да се нагрява вода, за да се получи пара, която от своя страна натиска върху лопатките на турбината. Знаете ли, че въглищата са най-големият единичен първичен източник на енергия, използван за производство на електроенергия в Съединените щати? През 1998 г. повече от половината (52%) от 3,62 трилиона киловатчаса електроенергия в окръга са използвали въглищата като източник на енергия.

Природният газ, освен че се изгаря за загряване на вода за пара, може да се изгори и да се получи гореща горивни газове, които преминават директно през турбината, въртящи лопатките на турбината, за да генерират електричество. Газовите турбини обикновено се използват, когато използването на електроенергия е с голямо търсене. През 1998 г. 15% от електроенергията на страната се захранва с природен газ.

Петролът също може да се използва за приготвяне на пара за завиване на турбина. Остатъчният мазут, продукт, рафиниран от суров нефт, често е петролният продукт, използван в електрическите инсталации, които използват нефт за производство на пара. Петролът е бил използван за производство на по-малко от три процента (3%) от цялата електроенергия, генерирана в американските електроцентрали през 1998 г.

Ядрената енергия е метод, при който пара се получава чрез загряване на вода чрез процес, наречен ядрен делене. В ядрена централа реактор съдържа ядро ​​от ядрено гориво, основно обогатен уран. Когато атомите на урановото гориво се удрят от неутроните, те се делят (отделят), отделяйки топлина и повече неутрони. При контролирани условия тези други неутрони могат да ударят повече уранови атоми, разделяйки повече атоми и т.н. По този начин може да се извърши непрекъснато делене, образувайки верижна реакция, отделяща топлина. Топлината се използва за превръщане на водата в пара, която от своя страна върти турбина, която генерира електричество. През 2015 г. ядрената енергия се използва за генериране на 19,47 процента от цялата електроенергия в страната.

Към 2013 г. хидроенергията представлява 6,8 процента от производството на електроенергия в САЩ. Това е процес, при който течаща вода се използва за въртене на турбина, свързана към генератор. Съществуват основно два основни типа хидроелектрически системи, които произвеждат електричество. В първата система течащата вода се натрупва в резервоари, създадени от използването на язовири. Водата пада през тръба, наречена penstock и оказва натиск върху лопатките на турбината, за да задвижва генератора да произвежда електричество. Във втората система, наречена изтичане на река, силата на речния ток (вместо да пада вода) прилага налягане върху лопатките на турбината, за да произвежда електричество.

Геотермална мощност идва от топлинната енергия, заровена под повърхността на земята. В някои райони на страната магмата (разтопена материя под земната кора) тече достатъчно близо до повърхност на земята за загряване на подземна вода в пара, която може да бъде използвана за парни турбини растения. Към 2013 г. този енергиен източник генерира по-малко от 1% от електроенергията в страната, като това е оценка на енергетиката в САЩ. Информационна администрация, че девет западни държави потенциално могат да произвеждат достатъчно електроенергия, за да доставят 20 процента от националните енергийни нужди.

Слънчевата енергия се извлича от енергията на слънцето. Енергията на слънцето обаче не е на разположение на пълно работно време и тя е широко разпръсната. Процесите, използвани за производство на електричество, използвайки слънчевата енергия, в исторически план са били по-скъпи от използването на конвенционални изкопаеми горива. Фотоволтаичното преобразуване генерира електрическа енергия директно от светлината на слънцето във фотоволтаична (слънчева) клетка. Соларно-топлинните електрически генератори използват лъчевата енергия от слънцето, за да произвеждат пара за задвижване на турбини. През 2015 г. по-малко от 1% от електроенергията на страната се доставя чрез слънчева енергия.

Вятърната енергия се получава от преобразуването на съдържащата се в вятъра енергия в електричество. Вятърната енергия, подобно на слънцето, обикновено е скъп източник за производство на електроенергия. През 2014 г. той беше използван за приблизително 4,44 процента от електроенергията на страната. Вятърната турбина е подобна на типичната вятърна мелница.

Биомасата (дърва, твърди битови отпадъци (боклук) и селскостопански отпадъци, като царевични кочани и пшенична слама, са някои други енергийни източници за производство на електроенергия. Тези източници заместват изкопаемите горива в котела. Изгарянето на дърва и отпадъци създава пара, която обикновено се използва в конвенционалните парно-електрически инсталации. През 2015 г. биомасата представлява 1,57 процента от произведената електроенергия в Съединените щати.

Електричеството, произведено от генератор, пътува по кабели до трансформатор, който променя електричеството от ниско напрежение към високо напрежение. Електричеството може да се движи на дълги разстояния по-ефективно, като се използва високо напрежение. Преносни линии се използват за пренасяне на електричество към подстанция. Подстанциите имат трансформатори, които променят електричеството с високо напрежение в електричество с по-ниско напрежение. От подстанцията разпределителните линии пренасят електричеството до домове, офиси и фабрики, които се нуждаят от електричество с ниско напрежение.

Електричеството се измерва в единици мощност, наречени ватове. Наречен е за почитане Джеймс Уат, изобретателят на парен двигател. Един ват е много малко количество мощност. Това ще изисква близо 750 вата, които да се равняват на една конска сила. Киловат представлява 1000 вата. Киловат-час (кВтч) е равен на енергията от 1000 вата, работещи за един час. Количеството електроенергия, което електроцентралата генерира или клиент използва за определен период от време, се измерва в киловатчаси (кВтч). Киловат-часовете се определят чрез умножаване на броя на kW kW, необходим на броя часове на използване. Например, ако използвате 40-ватова крушка 5 часа на ден, сте използвали 200 вата мощност или .2 киловатчаса електрическа енергия.

Още наЕлектричество: История, електроника и известни изобретатели