Elektrická energie: 9 důležitých faktů, které musíte vědět

Definice elektrické energie:

"Elektrická energie je druh energie způsobené tokem elektrického náboje." V kontextu elektrické energie je působící silou elektrická přitažlivost nebo odpuzování mezi nabitými částicemi.
Britský vědec Michael Faraday vynalezl základní princip výroby elektřiny. “

"Elektrická energie je energie pocházející z elektrické potenciální energie nebo kinetické energie - energie uložená kvůli poloze nabité částice nebo elektrického pole." Pohyb nabitých částic kabelem nebo vodičem je známý jako elektřina nebo proud. “

Statická elektřina:

Statická elektřina je generována odděleně nebo nerovnováhou od jejích záporných a kladných nábojů v prvku. Statická elektřina je druh elektrické potenciální energie. Pokud dojde k dostatečnému nárůstu náboje, může být elektrická energie vybita jako přirozeně se vyskytující elektrostatický výboj, nebo může dokonce vytvářet jiskru, například blesk.

Příklady elektrické energie:

• Stejnosměrný proud (DC)
• Střídavý proud (AC)
• Přírodní blesk
• Uložená energie v bateriích
• Uložený náboj kondenzátorů
• Články generující elektřinu přítomné v rybách „Electric Eels“.

Symboly elektrických obvodů:

Spotřeba elektrické energie:

Jednotka elektrické energie, směr a přeměna: 

Směr proudu:

"Směr proudu je směr kladného náboje, pokud je umístěn v elektrickém poli." To je v obráceném směru toku elektronů. “

Coulomb:

"" Množství elektřiny přenesené za 1 s proudem 1 Amp. "

Volt:

""1 volt je dobře definován spotřebou energie 1 joule na elektrický náboj 1 coulomb."

1 V = 1 J / C

elektronvolty (eV):

"Elektronový volt (eV) je množství kinetické energie získané nebo ztracené e - zrychlující z klidové polohy kvůli rozdílu elektrického potenciálu 1 volt ve vakuu."

Převod voltů na watty:

• Watts (W) = Aolts (V) × Amps (A) = VA

Převod voltů na jouly:

• Jouly (J) = volty (V) × Coulomby (C) = VC

Převod voltů na elektronvolty:

• elektronové volty (eV) = volty (V) × elektronový náboj (e) = Volty (V) × 1.602176 e^-19 Coulombs (C)

Vztah mezi elektřinou a magnetismem:

Nabitá částice (elektron, iont nebo proton) vytvoří a magnetické pole, pokud se pohybuje nebo koluje. Podobně měnící se magnetické pole indukuje elektrický proud v cívce (jako drátový vodič kabelu). Výzkumníci, kteří zkoumají elektřinu, klasicky odkazují na termín „elektromagnetismus“, protože elektřina a magnetismus jsou navzájem spojeny.

Výroba elektřiny:

Typy elektráren na výrobu energie:

• Uhelné elektrárny.
• Elektrárny na naftu a ropu.
• Elektrárna na plyn
• Elektrárny s kombinovaným cyklem.
• Síla biomasy
• Geotermální elektrárny.
• Solární elektrárny.
• Solární tepelné elektrárny.
• Větrná elektrárna
• Jaderné elektrárny.
• Vodní elektrárny.
• Přílivová elektrárna.

Výroba elektřiny je postup výroby elektrické energie z jiných forem energie. Existuje několik základních postupů pro změnu různých forem energie na elektrickou energii. Elektřina se v elektrárně nejčastěji vyrábí elektromagnetickou přeměnou, která je poháněna zejména topnými motory poháněnými spalováním látek nebo štěpením jader a dalšími metodami, jako je kinetická energie klikaté čisté vody nebo přílivová energie. K výrobě elektřiny by mohly a mohou být použity různé technologie, jako je solární fotovoltaika a uvolněná geotermální energie ze Země.

Jak se vyrábí elektřina v elektrárně?

Turbíny

Většina turbíny používané při výrobě elektrické energie je poháněna větrem, párou, jadernou nebo říční vodou pomocí přehrady nebo palivem spalujícím benzín, ropu nebo plyn jako zemní plyn, metan, propan atd. Turbína pohání generátor pomocí mechanický hřídel, čímž se tyto energie přesouvají do elektrické formy elektromagnetickou indukcí. Existuje několik odlišných způsobů vytváření energie, jako jsou větrné, vodní, tepelné motory a přílivová energie.

Tepelné motory pohánějí většinu generací. Spalování fosilních paliv poskytuje většinu energie těmto strojům pomocí několika z obnovitelných zdrojů a zlomku ze štěpení. Parní turbína (kterou navrhl Sir Charles Parsons v roce 1884) nyní generuje přibližně hlavní část přibližně osmdesáti procent světové elektrické energie pomocí mnoha různých zdrojů tepla.

Voda Energetický nebo vodní typ je dobře známý pomocí dávkovače vody z pohybu vody z proměnlivé hladiny vody ve vodní nádrži obklopené přehradou. V současnosti vodní elektrárny poskytují zhruba dvacet procent elektřiny na celém světě. V přílivu nebo odlivu nebo přílivu a odlivu oceánů mohl být využíván tah k výrobě energie.

Pára

Voda se vaří, aby se vytvořila přehřátá pára fosilním palivem, primárně spalujícím uhlí ve většině tepelných elektráren. Kolem 42% touto metodou se vyrábí světová elektřina.
V tomto procesu je pára generována uvolňovaným teplem Reakce štěpení jader a následovala stejný proces jako jiná tepelná elektrárna. Ne víc než 10% elektřiny se tato metoda vyrábí celosvětově, ale jako vyprodukovaná čistá energie se může v budoucnu v rozvinutých zemích stát dobrou volbou.
V továrně na výrobu obnovitelných zdrojů se páry vyrábějí z biomasy, bionafty, geotermální energie a solární tepelné energie atd.

Zemní plyn: 

V tomto procesu se turbíny otáčejí přímo plynem generovaným spalováním, buď pohonnými cykly páry a plynu, nebo možná kombinovaným cyklem. Využívají teplo k výrobě páry a generují energii spalováním zemního plynu. Z tohoto zdroje se vyrábí minimálně dvacet procent elektřiny planety. Ten vzniká podobným procesem formování jako fosilní palivo. Hlavním prvkem v zemním plynu je metan, který se skládá z atomu C a 4 H₂ atomy. Tento zdroj dodává přibližně 25% energie planety. Vyvrtaný vrt extrahovaný plyn z hlubin přes různé geologické vrstvy.

generátory

Elektrické generátory převádějí kinetickou energii na elektrickou energii. Tato technika je nejběžnější pro výrobu energie a je založena na populárním Faradayově zákoně. Prakticky veškerá prodejná elektrická výroba se provádí metodou elektromagnetické indukce, při které tato mechanická energie páry tlačí hřídel rotoru. Ačkoli ve větrných turbínách zajišťují experimentálně elektrickou výrobu rotací rotoru pomocí proudění větru.

Fotovoltaický efekt

"Fotovoltaický efekt je přeměna elektromagnetické energie fotonu na energii elektrickou." Fotovoltaické panely převádějí sluneční světlo přímo na elektřinu ve stejnosměrné formě. K převodu tohoto stejnosměrného na střídavý proud mohou být v případě potřeby použity výkonové měniče.

I když je slunce zcela zdarma a hojné, solární elektřina je nákladně srovnatelná s běžně vyráběnou elektřinou konvenčními prostředky. Křemíkové solární články se snižují spolu s efektivitou konverze v ceně a jsou k dispozici víceproudové články. Více než 40% účinnosti bylo prokázáno v experimentálních metodách. V poslední době se fotovoltaika využívala na místech, kde není přístup k vaší elektrické síti, nebo jako zdroj elektřiny pro domy a průmyslová odvětví. Vývoj technologií a výrazné zlepšení efektivity spolu s dotacemi urychlily instalaci solárních panelů.

Elektrochemie

Elektrochemie je přeměna chemická přeměna energie na elektrickou energetická forma. Elektrochemická výroba elektřiny je klíčová v mobilních a mobilních programech. V současné době pochází elektřina z baterií. Primární články, stejně jako časté zinko-elektrony, se chovají jako zdroje energie přímo, nicméně sekundární, jako jsou dobíjecí články nebo baterie, se místo hlavních systémů využívají i pro skladování. Tyto systémy lze využít k extrakci elektřiny z palivového článku nebo z chemických sloučenin.

Také čtení:

• Zvuková energie na kinetickou energii
• Jak využít jadernou energii při průzkumu vesmíru
• Využití mechanické energie
• Jak určit energii v mezihvězdném komunikačním poli
• Jak měřit celkovou mechanickou energii v uzavřeném pneumatickém systému
• Jak odhadnout energii v experimentu s kvantovým zapletením
• Jak využít gravitační energii v hodinových mechanismech
• Jak vypočítat energii v tokamakovém reaktoru
• Příklad mechanické až kinetické energie
• Jak měřit rozložení energie v záření černého tělesa

Dr.Subrata Jana

Jsem Subrata, Ph.D. ve strojírenství, konkrétněji se zajímají o oblasti související s jadernou a energetickou vědou. Mám zkušenosti s více doménami od servisního technika pro elektronické pohony a mikrokontroléry až po specializovanou práci ve výzkumu a vývoji. Pracoval jsem na různých projektech, včetně jaderného štěpení, fúze se solární fotovoltaikou, konstrukce ohřívače a dalších projektů. Mám velký zájem o oblast vědy, energii, elektroniku a přístrojové vybavení a průmyslovou automatizaci, především kvůli široké škále stimulačních problémů zděděných v této oblasti a každý den se mění s průmyslovou poptávkou. Naším cílem je zde tyto nekonvenční a složité přírodovědné předměty snadno a srozumitelně doložit.