提到電,相信大家都不陌生!
如果是生活在二十一世紀的人,還沒見過電,恐怕說出去也沒人相信,除非他是盲人!
雖然人們的日常生活離不開電,但生活用電同時又是看不見摸不著的東西,是不是一種很奇妙的存在呢?
儘管大家對電可謂再熟悉不過,那大家有思考過什麼是電嗎?電是怎麼產生的呢?
什麼是電呢?
電是一種物理現象,是靜止或移動的電荷所產生的。人們對於電的認知是從自然界中得到的,最常見的就是下雨天的閃電現象。
![什麼是電?電從哪裡來?要到哪兒去呢?](http://p2.ttnews.xyz/loading.gif)
自然界中的閃電現象
既然說到了電是一種物理現象,那麼電本身就不是物質,而是電荷定向移動的一種現象。
人類對於電的認識已經有很多年了,早在對於電有任何具體認知之前,人們就已經知道“發電魚”會發出電擊。根據公元前2750年撰寫的古埃及書籍,這些魚被稱為“尼羅河的雷使者”,是所有其它魚的保護者。大約兩千五百年之後,希臘人、羅馬人,阿拉伯自然學者和阿拉伯醫學者,才又出現關於“發電魚”的記載。古羅馬醫生也建議患有像痛風或頭疼一類病痛的病人,去觸摸電鰩,也許強力的電擊會治癒他們的疾病。對於電的研究,泰勒斯算得上是人們所知最早研究電現象的科學家。
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泰勒斯
直到十八世紀,本傑明·富蘭克林做了一個古今聞名的風箏實驗;他與兒子在雷雨中放風箏,將空中的閃電吸引過來,在風箏線另一端捆綁的一隻金屬鑰匙與富蘭克林的手之間,產生一系列的電花,他同時感受到麻電的滋味,這證實了閃電是電的一種現象。同時富蘭克林又做實驗發現了電荷守恆定律,即在任何孤立系統裡,總電量不變。
富蘭克林
知道了電的基本定義和最初歷史以後,那電是怎麼產生的呢?
電從哪裡來?
瞭解了電的基本常識以後,首先大家應該知道電可以從自然界產生!
除了自然界產生的電以外,怎麼人為產生電呢?
在初高中物理課本具體介紹了怎麼產生電荷,即用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷,而毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電荷。
知道如何產生電荷以後,再經過電荷的定向移動,那麼就形成電流了。
需要指出的是電是一種一般術語,我們生活用電更詳細的是電壓,電流,電場,電功率等等。
現在我們介紹幾種常用的人為產生電的方法:
第一種方法那就是目前最常用的電磁感應發電機,通過發電機來產生電,對於發電機基本原理來源於英國物理學家法拉第的“電磁感應定律”,即變化的磁場可以產生電場。
法拉第
發電機
第二種方式那就是電化學法,最常見的就是電池,比如手機鋰電池是通過鋰化合物的鋰離子失去與獲得電子形成電流充放電的。
鋰電池
第三種方式就是比較常見的風力發電,火力發電,太陽能發電等。其基本原理都是用其他形式的能轉換成電能,屬於二次能源。
風力發電
知道了電的產生機理,那電到哪兒去呢?
電到哪兒去?
電產生以後,我們用它來做什麼呢?也就是電到哪兒去呢?
我們常說的電是交流電,是不能被存儲的。發電和用電是同時完成的,並且必須組成電網,當用電量增大時,起動部分發電機組,用電量減小時,停部分發電機組。對於直流電的存儲,實際上也是一種能量的轉換,即常用的把電能轉換成化學能存儲起來,使用時再把化學能轉換成電能供使用。
所以電的去處實際上就是電的使用與電能的轉換,比如我們生活中的日常照明。
電燈照明
由於交流電沒法存儲,而又為了避免電的浪費,因此人們發明了蓄電站!多餘的電量通過水蓄能電站,這個電站主要把通過兩個水庫發電,不過是一個在上一個在下。
水蓄電站
白天,就用上水庫的水用來發電,然後供給人們使用。到了晚上,就可以利用白天剩下來的電,把下水庫的水抽到上水庫去,以方便第二天使用,因此完成了電的循環使用!
三峽大壩水電站
提到上面的水力發電,我們很容易想到國家的戰略工程“西電東輸”!
為什麼要西電東輸呢?
眾所周知,我國西部地區水力資源豐富,水力發電潛力巨大,但開發的裝機容量僅3.78億千瓦,開發程度遠低於22%的世界平均水平。特別的,西南地區的雲、貴、川三省水力資源佔全國的68%,但目前開發還不到8%。因此,國家啟動“西電東輸”戰略工程,不僅有效利用了這些水利資源,更為西部地區的發展提供了契機,同時也為東部提供了更多的電力資源。
西電東輸
大家知道為什麼南方冬天比北方冬天耗電大嗎?
目前受地理和氣候環境的影響,南方的冬天喝北方的冬天都變得冷起來,但好在北方有家用暖氣,為了應變惡劣的北方霧霾影響,目前北方取暖都通過天然氣取暖,因此清潔高效。相反,南方冬天由於沒有常用暖氣,需要採用空調取暖,對於空調加熱取暖可謂是非常耗電,空調加熱原理實際上利用氟利昂,氟利昂有著冷凝液化放熱,蒸發氣化吸熱的特性。空調裡面的壓縮機會對氣體氟利昂加壓使其成為高溫高壓氣體。經過室內機的換熱器進行冷凝液化,放出大量熱量,提高室室內空氣的溫度。所以南方的冬天耗電量較大!
由於電是一種能量,電能是會被消耗殆盡的,因此我們需要節約,有時由於電力不夠,會遇到民用停電的情況,那就是為了把部分民用電用於工業運轉,或者會遇到工業停電而保障民用電的情況。都是由於電能的有限,而採取的平衡用電方式。
珍惜能源,節約用電
結語
我們生活中人為產生的電能屬於一種不可再生資源,它是一種二次能源,它需要其他的能進行轉換,因此會導致其他能源物質的減少!因此我們要發揚節約用電的習慣與作風,電是不能用愛產生的,但是我們可以用世間大愛共同維護我們的地球,維護我們這個賴以生存的家園,讓電能更合理的利用下去!
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