Vysvetlivka: Čo je elektrina?

Elektrina je forma energie. Elektrina je tok elektrónov. Celá hmota je tvorená atómami a atóm má centrum nazývané jadro. Jadro obsahuje pozitívne nabité častice nazývané protóny a nenabité častice nazývané neutróny. Jadro atómu je obklopené záporne nabitými časticami nazývanými elektróny. Záporný náboj elektrónu sa rovná kladnému náboju protónu a počet elektrónov v atóme sa zvyčajne rovná počtu protónov. Ak je vyrovnávacia sila medzi protónmi a elektrónmi narušená vonkajšou silou, atóm môže získať alebo stratiť elektrón. Ak sú elektróny „stratené“ z atómu, voľný pohyb týchto elektrónov predstavuje elektrický prúd.

elektrina je základnou súčasťou prírody a je jednou z našich najčastejšie používaných foriem energie. Elektrinu, ktorá je sekundárnym zdrojom energie, získavame z premeny iných zdrojov energie energie, ako je uhlie, zemný plyn, ropa, jadrová energia a ďalšie prírodné zdroje, ktoré sa nazývajú primárne zdroje. Mnohé mestá boli postavené popri vodopádoch (primárny zdroj mechanickej energie), ktoré otáčali vodné kolesá, aby vykonávali prácu. Pred začatím výroby elektriny pred viac ako 100 rokmi boli domy osvetlené petrolejovými lampami, jedlo bolo schladené v mraziacich boxoch a miestnosti boli ohrievané kachľami na drevo alebo uhlie. Počnúc

Ak chcete vyriešiť problém prenosu elektriny na veľké vzdialenosti, George Westinghouse vyvinul zariadenie zvané transformátor. Transformátor umožnil efektívny prenos elektriny na veľké vzdialenosti. To umožnilo dodávať elektrinu do domácností a podnikov, ktoré sa nachádzajú ďaleko od elektrárne.

Napriek veľkému významu v našom každodennom živote sa väčšina z nás zriedka zastaví pri premýšľaní, aký by bol život bez elektriny. Napriek tomu, ako vzduch a voda, máme tendenciu brať elektrinu za samozrejmosť. Každý deň využívame elektrinu na vykonávanie mnohých funkcií - od osvetlenia a vykurovania / chladenia našich domovov až po zdroje energie pre televízory a počítače. Elektrina je regulovateľná a pohodlná forma energie používaná pri aplikáciách tepla, svetla a energie.

V súčasnosti je v USA zriadený energetický priemysel v USA (USA), aby zabezpečil, že bude k dispozícii primeraná dodávka elektriny, ktorá v danom okamihu splní všetky požiadavky na dopyt.

Elektrický generátor je zariadenie na premenu mechanickej energie na elektrická energia. Tento proces je založený na vzťah medzi magnetizmom a elektrinou. Keď sa drôt alebo iný elektricky vodivý materiál pohybuje po magnetickom poli, v drôte sa vyskytne elektrický prúd. Veľké generátory používané v elektroenergetickom priemysle majú stacionárny vodič. Magnet pripevnený na koniec rotačného hriadeľa je umiestnený vo vnútri stacionárneho vodivého krúžku, ktorý je obalený dlhým súvislým drôtom. Keď sa magnet otáča, pri jeho prechode indukuje malý elektrický prúd v každej časti vodiča. Každá časť drôtu predstavuje malý samostatný elektrický vodič. Všetky malé prúdy v jednotlivých úsekoch sa pripájajú k jednému prúdu značnej veľkosti. Tento prúd sa používa na výrobu elektrickej energie.

Elektrická elektráreň používa buď turbínu, motor, vodné koleso, alebo iné podobné stroj na pohon elektrického generátora alebo zariadenia, ktoré prevádza mechanickú alebo chemickú energiu na elektrina. Parné turbíny, spaľovacie motory, plynové spaľovacie turbíny, vodné turbíny a veterné turbíny sú najbežnejšou metódou výroby elektrickej energie.

Väčšina elektrickej energie v Spojených štátoch sa vyrába v roku 2005 parné turbíny. Turbína premieňa kinetickú energiu pohybujúcej sa kvapaliny (kvapaliny alebo plynu) na mechanickú energiu. Parné turbíny majú rad lopatiek namontovaných na hriadeli, proti ktorému je tlačená para, čím sa otáča hriadeľ pripojený k generátoru. V parnej turbíne na fosílne palivá sa palivo spaľuje v peci na ohrev vody v kotli na výrobu pary.

Uhlie, ropa (ropa) a zemný plyn sa spaľujú vo veľkých peciach na zohrievanie vody, aby sa vytvorila para, ktorá zasa tlačí na lopatky turbíny. Vedeli ste, že uhlie je najväčší jediný primárny zdroj energie používaný na výrobu elektriny v Spojených štátoch? V roku 1998 viac ako polovica (52%) z 3,62 bilióna kilowatthodín elektrickej energie v župe využila uhlie ako svoj zdroj energie.

Zemný plyn sa okrem toho, že sa spaľuje na ohrev vody pre paru, môže tiež spaľovať na výrobu horúcej spaľovacie plyny, ktoré prechádzajú priamo cez turbínu, pričom otáčajú lopatky turbíny za vzniku elektrina. Plynové turbíny sa bežne používajú, keď sa vyžaduje vysoký podiel využívania elektrickej energie. V roku 1998 bolo 15% elektrickej energie v krajine poháňané zemným plynom.

Ropa sa môže tiež použiť na výrobu pary na premenu turbíny. Zvyškový vykurovací olej, produkt rafinovaný z ropy, je často ropný produkt používaný v elektrárňach, ktoré používajú ropu na výrobu pary. Ropa sa používala na výrobu menej ako troch percent (3%) všetkej elektriny vyrobenej v amerických elektrárňach v roku 1998.

Jadrová energia je metóda, pri ktorej sa para produkuje zohrievaním vody procesom nazývaným jadrové štiepenie. V jadrovej elektrárni obsahuje reaktor jadro jadrového paliva, predovšetkým obohateného uránu. Keď sú atómy uránového paliva zasiahnuté neutrónmi, štiepia (štiepia), uvoľňujú teplo a viac neutrónov. Za kontrolovaných podmienok môžu tieto ďalšie neutróny zasiahnuť viac atómov uránu, rozdeliť viac atómov atď. Môže tak dôjsť k nepretržitému štiepeniu, ktoré vytvára reťazovú reakciu uvoľňujúcu teplo. Teplo sa používa na premenu vody na paru, ktorá zase otáča turbínu, ktorá vyrába elektrinu. Jadrová energia sa v roku 2015 využíva na výrobu 19,47 percent celkovej elektrickej energie v krajine.

Od roku 2013 predstavuje vodná energia 6,8% výroby elektriny v USA. Je to proces, pri ktorom sa tečúca voda používa na spriadanie turbíny pripojenej k generátoru. Existujú hlavne dva základné typy vodných elektrární, ktoré vyrábajú elektrinu. V prvom systéme sa tečúca voda akumuluje v nádržiach vytvorených použitím priehrad. Voda preteká potrubím nazývaným prívesok a vytvára tlak na lopatky turbíny, aby poháňal generátor na výrobu elektriny. V druhom systéme, ktorý sa nazýva run-of-river, sila prúdu rieky (namiesto klesajúcej vody) vyvíja tlak na lopatky turbíny na výrobu elektriny.

Geotermálna energia pochádza z tepelnej energie zakopanej pod zemským povrchom. V niektorých oblastiach krajiny tečie magma (roztavená hmota pod zemskou kôrou) dosť blízko k povrch zeme na zahriatie podzemnej vody do pary, ktorú je možné využiť v parnej turbíne rastliny. Od roku 2013 tento zdroj energie vyrába menej ako 1% elektrickej energie v krajine, aj keď to hodnotí americká energetika Správa informácií, že deväť západných štátov môže potenciálne vyrobiť dostatok elektriny na to, aby zásobilo 20 percent krajiny energetické potreby.

Slnečná energia je odvodená od slnečnej energie. Slnečná energia však nie je k dispozícii na plný úväzok a je široko rozptýlená. Procesy používané na výrobu elektriny pomocou slnečnej energie boli v minulosti drahšie ako pri použití konvenčných fosílnych palív. Fotovoltaická premena generuje elektrickú energiu priamo zo slnečného svetla vo fotovoltaickom (solárnom) článku. Solárne tepelné generátory využívajú žiarivú energiu zo slnka na výrobu pary na pohon turbín. V roku 2015 sa na solárnu energiu zásobovalo menej ako 1% elektrickej energie v krajine.

Sila vetra je odvodený z premeny energie obsiahnutej vo vetre na elektrinu. Veterná energia, podobne ako slnko, je zvyčajne drahým zdrojom výroby elektrickej energie. V roku 2014 sa využilo zhruba 4,44% elektrickej energie v krajine. Veterná turbína je podobná typickému veternému mlynu.

Biomasa (drevo, komunálny pevný odpad (odpadky) a poľnohospodársky odpad, ako napríklad kukuričné ​​klasy a pšeničná slama) sú niektoré ďalšie zdroje energie na výrobu elektrickej energie. Tieto zdroje nahrádzajú fosílne palivá v kotli. Spaľovaním dreva a odpadu sa vytvára para, ktorá sa zvyčajne používa v konvenčných parných elektrárňach. V roku 2015 predstavuje biomasa 1,57% elektrickej energie vyrobenej v Spojených štátoch.

Elektrina vyrobená generátorom putuje po kábloch k transformátoru, ktorý mení elektrinu z nízkeho napätia na vysoké napätie. Elektrina sa môže účinne pohybovať na veľké vzdialenosti pomocou vysokého napätia. Prenosové vedenia sa používajú na prenos elektriny do napájacej stanice. Rozvodne majú transformátory, ktoré menia vysokonapäťovú elektrinu na nízkonapäťovú elektrinu. Z trafostanice distribučné rozvody prenášajú elektrinu do domácností, kancelárií a tovární, ktoré vyžadujú nízkonapäťovú elektrinu.

Elektrina sa meria v jednotkách výkonu nazývaných watty. Bol pomenovaný na počesť James Watt, vynálezca parný motor. Jeden watt je veľmi malé množstvo energie. Na to, aby sa rovnala jednej konskej sile, by si vyžadovalo takmer 750 wattov. Kilowatt predstavuje 1 000 wattov. Kilowatthodina (kWh) sa rovná energii 1 000 wattov pracujúcich jednu hodinu. Množstvo elektriny, ktorú elektráreň vyrába alebo ktorú zákazník používa v priebehu času, sa meria v kilowatthodinách (kWh). Kilowatthodiny sa určujú vynásobením počtu požadovaných kW počtom hodín používania. Napríklad, ak používate 40-wattovú žiarovku 5 hodín denne, spotrebovali ste 200 wattov energie alebo 0,2 kilowatthodiny elektrickej energie.

Viac informáciíelektrina: História, elektronika a slávni vynálezcovia