Πώς λειτουργεί ο ηλεκτρισμός, η σημασία του ηλεκτρισμού στη σύγχρονη ζωή
Όλες οι γνώσεις μας γενικά και ο ηλεκτρισμός ειδικότερα είναι το αποτέλεσμα της έρευνας και των πειραμάτων ενός τεράστιου αριθμού επιστημόνων, που πραγματοποιήθηκαν εδώ και πολλούς αιώνες. Οι μελέτες αυτές έγιναν και γίνονται με απίστευτη επιμονή και μόνο με αμοιβαίες σχέσεις και συνεργασία οδηγούν σε νέες ανακαλύψεις και εφευρέσεις, η μία μετά την άλλη.
Πρέπει να πούμε, ωστόσο, ότι εξακολουθούμε να προσλαμβάνουμε πολύ λίγους και ίσως ποτέ να μην μάθουμε τα πάντα. Ωστόσο, ο περίεργος ανθρώπινος νους θα προσπαθεί πάντα να διεισδύσει στα μυστικά της φύσης βήμα προς βήμα.
Ερευνα στον τομέα της ηλεκτρικής ενέργειας θέσπισε τις ακόλουθες διατάξεις:
1. Η φύση του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού είναι η ίδια.
2. Όλα όσα γνωρίζουμε για τον ηλεκτρισμό και τον μαγνητισμό είναι ανακάλυψη και όχι εφεύρεση. Έτσι, για παράδειγμα, δεν μπορείς να πεις ότι κάποιος επινόησε το κοντάρι. Ο ηλεκτρισμός λοιπόν είναι μια ανακάλυψη, όχι μια εφεύρεση, αλλά οι εφαρμογές του για πρακτικούς σκοπούς είναι μια σειρά από εφευρέσεις.
3. Η ίδια η γη μας έχει τις ιδιότητες του μαγνήτη.
Το τελευταίο αποδεικνύεται από το γεγονός ότι η γη δρα στους μαγνήτες με τον ίδιο ακριβώς τρόπο που δρα ένας μαγνήτης σε έναν άλλο.
Οι μαγνήτες είναι φυσικοί και τεχνητοί. Τόσο αυτά όσο και άλλα έχουν την ιδιότητα να προσελκύουν τον σίδηρο προς τον εαυτό τους και την ικανότητα, σε αναστολή, να παίρνουν κατεύθυνση από βορρά προς νότο της γης.
Μέσω των απλούστερων πειραμάτων, μπορείτε να βεβαιωθείτε ότι ένας μαγνήτης έχει τις ακόλουθες γενικές ιδιότητες:
- ελκυστική δύναμη
- απωθητική δύναμη,
- την ικανότητα να μεταφέρει τον μαγνητισμό του σε σίδηρο ή χάλυβα,
- την πολικότητα ή την ικανότητα να βρίσκεται από βορρά προς νότο της γης,
- δυνατότητα λήψης κεκλιμένης θέσης όταν κρέμεστε.
Σε γενικές γραμμές, μπορούμε να πούμε ότι ο μαγνητισμός είναι μέρος της επιστήμης του ηλεκτρισμού και επομένως αξίζει προσεκτικής μελέτης.
Μαγνητικά φαινόμενα στη φυσική - ιστορία, παραδείγματα και ενδιαφέροντα γεγονότα
Μαγνητικές ιδιότητες της ύλης για αρχάριους
Η χρήση μόνιμων μαγνητών στην ηλεκτρική μηχανική και την ενέργεια
Η λέξη «ηλεκτρισμός» προέρχεται από την ελληνική λέξη για «ηλεκτρόνιο» — κεχριμπάρι, στην οποία παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά ηλεκτρικά φαινόμενα.
Οι αρχαίοι Έλληνες γνώριζαν ότι αν τρίψεις το κεχριμπάρι σε ύφασμα, αποκτά την ιδιότητα να έλκει ελαφριά σώματα, και αυτή η ιδιότητα είναι ακριβώς εκδήλωση ηλεκτρισμού.
Ο ηλεκτρισμός που διεγείρεται στο κεχριμπάρι έχει άμεση επίδραση εδώ. Αλλά είναι δυνατή η μετάδοση του ηλεκτρισμού και επομένως των ενεργειών του σε οποιαδήποτε απόσταση, για παράδειγμα, κατά μήκος ενός καλωδίου, και για να είναι μακροχρόνιες αυτές οι ενέργειες, πρέπει να υπάρχει μια λεγόμενη «πηγή ηλεκτρισμού» που να λειτουργεί συνεχώς, δηλαδή να παράγει ηλεκτρική ενέργεια.
Ωστόσο, είναι δυνατή η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μόνο εάν ξοδέψουμε ενέργεια σε αυτό (όπως συνέβαινε, για παράδειγμα, με το κεχριμπάρι όταν το τρίψαμε)
Άρα το πρώτο πράγμα που πρέπει να ασχοληθείς στην ηλεκτροτεχνία είναι η ενέργεια. Καμία εργασία δεν μπορεί να γίνει χωρίς την κατανάλωση ενέργειας.Επομένως, η ενέργεια μπορεί να οριστεί ως η ικανότητα εκτέλεσης εργασίας.
Η ίδια η ηλεκτρική ενέργεια δεν είναι ενέργεια. Αλλά αν κάνουμε με κάποιο τρόπο την ηλεκτρική ενέργεια να κινείται σαν να είναι υπό πίεση, τότε σε αυτή την περίπτωση θα είναι κάποια μορφή ενέργειας που ονομάζεται ηλεκτρική ενέργεια ή ηλεκτρική ενέργεια.
Όταν η ενέργεια δαπανάται με αυτή τη μορφή, ο ηλεκτρισμός λειτουργεί μόνο ως μέσο που μεταφέρει την ενέργεια που περιέχεται σε αυτό, όπως, για παράδειγμα, ο ατμός είναι ένα μέσο για τη μεταφορά θερμικής ενέργειας από τον άνθρακα σε μια ατμομηχανή, όπου μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια .
Συνήθως η μηχανική ενέργεια του ατμού, του αερίου, του νερού, του ανέμου κ.λπ. μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας ειδικές μηχανές που ονομάζονται ηλεκτρικές γεννήτριες… Έτσι, οι ηλεκτρικές γεννήτριες είναι μόνο μηχανές για τη μετατροπή της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια, η οποία αναπτύσσεται από τους κινητήρες που τις κινούν (ατμός, αέριο, νερό, άνεμος κ.λπ.).
Ενώ ηλεκτροκινητήρες δεν είναι λιγότερες από μηχανές για τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας που τους παρέχεται με καλώδια σε μηχανική ενέργεια και οι ηλεκτρικοί λαμπτήρες είναι συσκευές για τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε φως και μέρος της ενέργειας που παρέχεται σε κάθε χρήστη χάνεται στα καλώδια.
Η χημική ενέργεια μπορεί επίσης να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια, για παράδειγμα, με τη βοήθεια των λεγόμενων γαλβανικών στοιχείων.
Η χημική ενέργεια του άνθρακα και άλλων καυσίμων δεν μπορεί να μετατραπεί απευθείας σε ηλεκτρική ενέργεια, επομένως η χημική ενέργεια του καυσίμου μετατρέπεται πρώτα σε θερμότητα μέσω της καύσης. Και τότε η θερμότητα μετατρέπεται ήδη σε μηχανική ενέργεια σε διάφορους τύπους θερμικών μηχανών, οι οποίες, οδηγώντας ηλεκτρικές γεννήτριες, μας δίνουν ηλεκτρική ενέργεια.
Υδραυλική αναλογία ηλεκτρικού ρεύματος
Το νερό στις δεξαμενές Α και Β είναι σε διαφορετικά επίπεδα. Όσο συνεχίζεται αυτή η διαφορά στα επίπεδα του νερού, το νερό από τη δεξαμενή Β θα ρέει μέσω του σωλήνα R στη δεξαμενή Α.
Εάν η αντλία P διατηρεί σταθερή στάθμη στη δεξαμενή Β, τότε η ροή του νερού στον σωλήνα R θα είναι επίσης σταθερή. Έτσι, με την αντλία σε λειτουργία, η στάθμη στη δεξαμενή Β παραμένει σταθερή και το νερό θα ρέει διαμέσου του σωλήνα ανά πάσα στιγμή. R.
Στην περίπτωση ηλεκτρικού ρεύματος, η διαφορά στην πίεση του ηλεκτρικού ρεύματος ή όπως λέγεται, των δυναμικών διατηρείται ανά πάσα στιγμή είτε χημικά (σε πρωτογενή γαλβανικά στοιχεία και μπαταρίες) είτε μηχανικά (περιστρέφοντας μια ηλεκτρική γεννήτρια). .
Μετατροπή ενέργειας — ηλεκτρική, θερμική, μηχανική, ελαφριά
Γαλβανικά στοιχεία και μπαταρίες — συσκευή, αρχή λειτουργίας, τύποι
Ηλεκτρική ενέργεια: πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
Από μόνη της η ενέργεια δεν δημιουργείται ξανά, δεν εξαφανίζεται. Αυτός ο νόμος είναι γνωστός ως νόμος διατήρησης της ενέργειας… Η ενέργεια μπορεί μόνο να διαλυθεί, δηλαδή να μετατραπεί σε μια μορφή που δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί από εμάς. Η συνολική ποσότητα ενέργειας στο σύμπαν παραμένει σταθερή και αμετάβλητη.
Έτσι, τηρώντας το νόμο της διατήρησης της ενέργειας, ο ηλεκτρισμός δεν δημιουργείται ξανά, αλλά δεν εξαφανίζεται, αν και η κατανομή του μπορεί να αλλάξει.
Κατά γενική ομολογία, όλα τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα και οι μπαταρίες μας είναι απλώς συσκευές για τη διανομή ηλεκτρικής ενέργειας μεταφέροντάς την από το ένα μέρος στο άλλο.
Η ηλεκτρική μηχανική ως επιστήμη αναπτύχθηκε ευρέως σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα και μια σειρά από τις πιο ποικίλες εφαρμογές της έχουν δημιουργήσει τεράστια ζήτηση για κάθε είδους ηλεκτρικές συσκευές και μηχανήματα, η κατασκευή των οποίων αποτελεί έναν εκτεταμένο κλάδο της βιομηχανίας.
Τι είναι η ηλεκτρική ενέργεια; Αυτή η ερώτηση τίθεται συχνά και εξακολουθεί να μην μπορεί να απαντηθεί ικανοποιητικά. Το μόνο που ξέρουμε είναι ότι είναι μια δύναμη που υπακούει νόμους πολύ γνωστούς σε εμάς.
Με βάση τα δεδομένα που έχουμε, μπορεί να υποστηριχθεί ότι ο ηλεκτρισμός δεν εκδηλώνεται ποτέ χωρίς κάποια παρόρμηση.Η ανθρωπότητα κατάφερε να αξιοποιήσει αυτή τη δύναμη και να την κάνει τον πανίσχυρο υπηρέτη της. Μπορούμε πλέον να παράγουμε και να χρησιμοποιούμε τέλεια αυτήν την ενέργεια.
Η ηλεκτρική ενέργεια έχει μεγάλη σημασία για τη μετάδοση ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις από μέρη όπου υπάρχει φθηνή ενέργεια (νερό ή φθηνά καύσιμα).
Αυτή η μετάδοση αποδεικνύεται ιδιαίτερα συμφέρουσα επειδή, επιπλέον, τα καλώδια για μετάδοση στην περίπτωση υψηλής τάσης μπορούν να ληφθούν λεπτά και επομένως φθηνά.
Γιατί η μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας σε απόσταση γίνεται με αυξημένη τάση
Παραγωγή και μετάδοση εναλλασσόμενου ηλεκτρικού ρεύματος
Πώς παράγεται η ηλεκτρική ενέργεια σε ένα θερμοηλεκτρικό σταθμό (CHP)
Η συσκευή και η αρχή λειτουργίας ενός υδροηλεκτρικού σταθμού (ΗΡ)
Πώς λειτουργεί ένας πυρηνικός σταθμός (NPP).
Στο σημείο κατανάλωσης, η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί κυριολεκτικά για οποιοδήποτε σκοπό: φωτισμό, ρεύμα (σε μεγάλη ποικιλία εφαρμογών), θέρμανση κ.λπ.
Ομοίως, η ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιείται ευρέως στην εξόρυξη μετάλλων από μεταλλεύματα, στην άντληση νερού και στον εξαερισμό ορυχείων, στις τηλεπικοινωνίες, στην ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση, στην ιατρική κ.λπ., προσφέροντας ευκολία παντού και καθιστώντας την παραγωγή φθηνότερη. Γι’ αυτό και κανένας μορφωμένος άνθρωπος στην εποχή μας δεν μπορεί πλέον να αγνοεί ηλεκτρολόγος μηχανικός.