Генераторът преобразува механичната енергия в електрическа чрез въртене на телена намотка в магнитно поле. Електрически ток се генерира също, когато силовите линии на движещ се магнит пресичат навивките на телена намотка (снимка вдясно). Електроните (сини топки) се движат към положителния полюс на магнита и електрическият ток протича от положителния полюс към отрицателния полюс. Докато линиите на магнитното поле пресичат намотката (проводника), в проводника се индуцира електрически ток.
Подобен принцип работи и при преместване на телена рамка спрямо магнит (далечната фигура вдясно), т.е. когато рамката пресича линиите на магнитното поле. Индуцираният електрически ток протича по такъв начин, че неговото поле отблъсква магнита, когато рамката се приближи до него, и го привлича, когато рамката се отдалечи. Всеки път, когато рамката промени ориентацията спрямо полюсите на магнита, електрическият ток също променя посоката си в обратна посока. Докато източникът на механична енергия върти проводника (или магнитното поле), генераторът ще генерира променлив електрически ток.
Принцип на работа на алтернатора
Най-простият генератор на променлив ток се състои от телена рамка, въртяща се между полюсите на неподвижен магнит. Всеки край на рамката е свързан със собствен плъзгащ пръстен, който се плъзга по протежение на електропроводима въглеродна четка (снимка над текста). Индуцираният електрически ток протича към вътрешния контактен пръстен, когато половината от рамката, свързана с него, премине северния полюс на магнита, и обратно към външния контактен пръстен, когато другата половина на рамката премине северния полюс.
Трифазен алтернатор
Един от най-рентабилните начини за генериране на силен променлив ток е използването на един магнит, въртящ се през множество намотки. В типичен трифазен генератор трите бобини са разположени на еднакво разстояние от оста на магнита. Всяка бобина произвежда променлив ток, когато магнитен полюс преминава през нея (дясната снимка).
Промяна на посоката на електрически ток
Когато магнит се натисне в телена намотка, той индуцира електрически ток в нея. Този ток кара стрелката на галванометъра да се отклони от нулевата позиция. Когато магнитът се отстрани от бобината, електрическият ток обръща посоката си и стрелката на галванометъра се отдалечава от нулева позиция.
Променлив ток
Магнитът няма да индуцира електрически ток, докато неговите силови линии не започнат да пресичат жичната верига. Когато магнитен стълб се натисне в жичен контур, в него се индуцира електрически ток. Ако магнитът спре да се движи, електрическият ток (сини стрелки) също спира (средна диаграма). Когато магнитът се извади от жичен контур, в него се индуцира електрически ток, протичащ в обратна посока.
Електричеството, генерирано от човек, може да бъде достатъчно за зареждане на мобилен телефон. Нашите неврони са под постоянно напрежение и разликата между живота и смъртта може да се определи от електрическите вълни на енцефалограмата.
Лечение със скатове
Веднъж в древен Рим, син на богат архитект и амбициозен лекар, Клавдий Гален се разхождал по бреговете на Средиземно море. И тогава пред очите му се откри много странна гледка - двама жители на близките села вървяха към него, с електрически скатове, вързани на главите им! Така историята описва първия известен случай на използване на физиотерапия с помощта на живо електричество. Методът е взет предвид от Гален и по такъв необичаен начин той спасява от болки след рани на гладиатори и дори излекува болния гръб на самия император Марк Антоний, който скоро след това го назначава за свой личен лекар.
След това човекът неведнъж се е сблъсквал с необяснимото явление „живо електричество“. И опитът не винаги е бил положителен. И така, веднъж, в ерата на големите географски открития, край бреговете на Амазонка, европейците срещнаха местни електрически змиорки, които генерираха електрическо напрежение във водата до 550 волта. Горко на този, който случайно е попаднал в триметровата зона на убийство.
Електричество във всички
Но за първи път науката обърна внимание на електрофизиката, или по-точно на способността на живите организми да генерират електричество, след много забавен инцидент с жабешки бутчета през 18 век, които в един бурен ден някъде в Болоня започнаха да потрепват от контакт с желязо. Съпругата на професора по Болонезе Луиджи Галвати, която влязла в месарницата за френски деликатес, видяла тази ужасна картина и разказала на съпруга си за злите духове, които бушуват в квартала. Но Галвати погледна на това от научна гледна точка и след 25 години упорита работа беше публикувана книгата му „Трактати за силата на електричеството в мускулното движение“. В него ученият първо заявява, че електричеството съществува във всеки от нас, а нервите са вид „електрически проводници“.
Как работи
Как човек генерира електричество? Това се дължи на множество биохимични процеси, протичащи на клетъчно ниво. В тялото ни има много различни химикали - кислород, натрий, калций, калий и много други. Техните реакции една с друга произвеждат електрическа енергия. Например в процеса на „клетъчно дишане“, когато клетката освобождава енергия, получена от вода, въглероден диоксид и т.н. То от своя страна се отлага в специални химични високоенергийни съединения, да ги наречем „хранилища“, и впоследствие се използва „при нужда“.
Но това е само един пример – има много химични процеси в тялото ни, които произвеждат електричество. Всеки човек е истинска сила и може да се използва в ежедневието.
Генерираме ли много ватове?
Човешката енергия като алтернативен източник на енергия отдавна е престанала да бъде мечта на писателите на научна фантастика. Хората имат големи перспективи като генератори на електричество; то може да бъде генерирано от почти всяко наше действие. Така че от един дъх можете да получите 1 W, а една спокойна стъпка е достатъчна, за да захраните 60 W крушка и ще бъде достатъчна, за да заредите телефона си. Така че човек може буквално сам да реши проблема с ресурсите и алтернативните източници на енергия.
Всичко, което остава да направим, е да се научим да прехвърляме енергията, която губим толкова безполезно, „където е необходимо“. И изследователите вече имат предложения в това отношение. По този начин активно се изучава ефектът на пиезоелектричеството, което създава напрежение от механично действие. Въз основа на него още през 2011 г. австралийски учени предложиха модел на компютър, който да се зарежда чрез натискане на клавиши. В Корея разработват телефон, който ще се зарежда от разговори, тоест от звукови вълни, а група учени от Технологичния институт на Джорджия създаде работещ прототип на „наногенератор“ от цинков оксид, който е имплантиран в човешкото тяло и генерира ток от всяко наше движение.
Но това не е всичко, за да помогнат на слънчевите панели в някои градове те ще получат енергия от пиковите часове, по-точно от вибрациите, когато вървят пешеходци и коли, и след това ще я използват, за да осветяват града. Тази идея е предложена от лондонски архитекти от фирмата Facility Architects. Те казват: „В пиковите моменти 34 000 души минават през гара Виктория за 60 минути. Не е нужен математически гений, за да разбере, че ако тази енергия може да бъде овладяна, тя всъщност може да създаде много полезен източник на енергия, който в момента се губи." Между другото, японците вече използват турникети за това в токийското метро, през което всеки ден преминават стотици хиляди хора. В крайна сметка железниците са основните транспортни артерии на Страната на изгряващото слънце.
"Вълни на смъртта"
Между другото, живото електричество е причината за много много странни явления, които науката все още не може да обясни. Може би най-известният от тях е „вълната на смъртта“, чието откриване доведе до нов етап от дебата за съществуването на душата и естеството на „преживяването близо до смъртта“, за което хората, преживели клинична смърт, понякога съобщават .
През 2009 г. в една от американските болници са взети енцефалограми от девет умиращи, които по това време вече не могат да бъдат спасени. Експериментът е проведен, за да разреши дългогодишен етичен спор за това кога човек наистина е мъртъв. Резултатите са сензационни - след смъртта мозъкът на всички субекти, който вече е трябвало да бъде убит, буквално експлодира - в него възникват невероятно мощни изблици на електрически импулси, каквито никога не са наблюдавани при жив човек. Те се появяват две до три минути след сърдечния арест и продължават приблизително три минути. Преди това подобни експерименти бяха проведени върху плъхове, при които същото започна минута след смъртта и продължи 10 секунди. Учените фаталистично нарекоха това явление „вълна на смъртта“.
Научното обяснение за „вълните на смъртта“ повдигна много етични въпроси. Според един от експериментаторите, д-р Лахмир Чаула, подобни изблици на мозъчна активност се обясняват с факта, че поради липса на кислород невроните губят електрически потенциал и се разреждат, излъчвайки импулси "лавинноподобни". „Живите“ неврони са постоянно под малко отрицателно напрежение - 70 миниволта, което се поддържа чрез освобождаване от положителните йони, които остават навън. След смъртта балансът се нарушава и невроните бързо променят полярността си от „минус“ на „плюс“. Оттук и „вълната на смъртта“.
Ако тази теория е вярна, „вълната на смъртта“ на енцефалограмата очертава тази неуловима линия между живота и смъртта. След това функционирането на неврона не може да бъде възстановено, тялото вече няма да може да получава електрически импулси. С други думи, вече няма смисъл лекарите да се борят за живота на човек.
Но какво ще стане, ако погледнете проблема от другата страна. Предполага се, че „вълната на смъртта“ е последният опит на мозъка да даде на сърцето електрически разряд, за да възстанови функционирането му. В този случай по време на „вълната на смъртта“ не трябва да скръстите ръце, а по-скоро да използвате този шанс да спасите животи. Това казва реаниматорът Ланс-Бекер от Университета на Пенсилвания, като посочва, че има случаи, когато човек „оживява“ след „вълна“, което означава, че ярък прилив на електрически импулси в човешкото тяло, и след това спад, все още не може да се счита за последния праг.
Електрически генератор– един от съставните елементи на автономна електроцентрала, както и много други. Всъщност това е най-важният елемент, без който производството на електрическа енергия е невъзможно. Електрическият генератор преобразува ротационната механична енергия в електрическа. Принципът на неговото действие се основава на така наречения феномен на самоиндукция, когато в проводник (намотка), движещ се в линиите на магнитното поле, възниква електродвижеща сила (ЕМС), която може (за по-добро разбиране на въпроса) се нарича електрическо напрежение (въпреки че това не е едно и също нещо).
Компонентите на електрическия генератор са магнитна система (използват се главно електромагнити) и система от проводници (бобини). Първият създава магнитно поле, а вторият, въртящ се в него, го преобразува в електрическо. Освен това генераторът има и система за отвеждане на напрежението (комутатор и четки, свързващи намотките по определен начин). Той всъщност свързва генератора с консуматори на електрически ток.
Можете сами да получите електричество, като извършите най-простия експеримент. За да направите това, трябва да вземете два магнита с различни полярности или да завъртите два магнита с различни полюси един към друг и да поставите метален проводник под формата на рамка между тях. Свържете малка крушка (с ниска мощност) към краищата му. Ако започнете да въртите рамката в една или друга посока, крушката ще започне да свети, тоест в краищата на рамката се появява електрическо напрежение и през нейната спирала протича електрически ток. Същото се случва в електрически генератор, единствената разлика е, че електрическият генератор има по-сложна система от електромагнити и много по-сложна намотка от проводници, обикновено медни.
Електрическите генератори се различават както по вида на задвижването, така и по вида на изходното напрежение. По тип задвижване, което го задвижва:
- Турбогенератор – задвижван от парна турбина или газотурбинен двигател. Използва се главно в големи (промишлени) електроцентрали.
- Хидрогенератор – задвижван от хидравлична турбина. Използва се и в големи електроцентрали, работещи чрез движение на речна и морска вода.
- Вятърен генератор – задвижван от вятърна енергия. Използва се както в малки (частни) вятърни електроцентрали, така и в големи индустриални.
- Дизеловият генератор и бензиновият генератор се задвижват съответно от дизелов и бензинов двигател.
По вид изходен електрически ток:
- DC генератори - изходът е постоянен ток.
- Генератори за променлив ток. Има монофазни и трифазни, съответно с монофазен и трифазен AC изход.
Различните видове генератори имат свои собствени конструктивни характеристики и практически несъвместими компоненти. Те са обединени само от общия принцип за създаване на електромагнитно поле чрез взаимно въртене на една система от намотки спрямо друга или спрямо постоянни магнити. Поради тези характеристики само квалифицирани специалисти могат да ремонтират генератори или отделни техни компоненти.
За да решат проблема с ограничените изкопаеми горива, изследователи по целия свят работят за създаване и комерсиализиране на алтернативни енергийни източници. И ние не говорим само за добре познатите вятърни турбини и слънчеви панели. Газта и петролът могат да бъдат заменени с енергия от водорасли, вулкани и човешки стъпки. Recycle подбра десет от най-интересните и екологични енергийни източници на бъдещето.
Джаули от турникети
Всеки ден през турникетите на входа на гарите минават хиляди хора. Наведнъж няколко изследователски центъра по света излязоха с идеята да използват потока от хора като иновативен генератор на енергия. Японската компания East Japan Railway Company реши да оборудва всеки турникет на железопътните гари с генератори. Инсталацията работи на гара в токийския квартал Шибуя: в пода под турникетите са вградени пиезоелектрични елементи, които генерират електричество от натиска и вибрациите, които получават, когато хората стъпват върху тях.
Друга технология за „енергиен турникет“ вече се използва в Китай и Холандия. В тези страни инженерите решиха да използват не ефекта на натискане на пиезоелектрични елементи, а ефекта на натискане на дръжки на турникети или врати на турникети. Концепцията на холандската компания Boon Edam включва замяна на стандартните врати на входа на търговските центрове (които обикновено работят с фотоклетка и започват да се въртят сами) с врати, които посетителят трябва да бутне и по този начин да генерира електричество.
Такива генераторни врати вече се появиха в холандския център Natuurcafe La Port. Всеки от тях произвежда около 4600 киловатчаса енергия годишно, което на пръв поглед може да изглежда незначително, но служи като добър пример за алтернативна технология за производство на електроенергия.
Водораслите отопляват къщите
Водораслите започнаха да се разглеждат като алтернативен източник на енергия сравнително наскоро, но технологията, според експерти, е много обещаваща. Достатъчно е да се каже, че от 1 хектар водна повърхност, заета от водорасли, могат да се получат 150 хиляди кубически метра биогаз годишно. Това е приблизително равно на обема газ, произведен от малък кладенец, и е достатъчен за живота на малко селище.
Зелените водорасли са лесни за поддържане, растат бързо и се предлагат в много видове, които използват енергията на слънчевата светлина за извършване на фотосинтеза. Цялата биомаса, независимо дали е захар или мазнини, може да бъде превърната в биогорива, най-често биоетанол и биодизел. Водораслите са идеално еко-гориво, защото растат във водна среда и не изискват земни ресурси, високопродуктивни са и не увреждат околната среда.
Икономистите изчисляват, че до 2018 г. световният оборот от преработката на биомаса от морски микроводорасли може да достигне около 100 милиарда долара. Вече има завършени проекти, използващи гориво от водорасли - например сграда с 15 апартамента в Хамбург, Германия. Фасадите на къщата са покрити със 129 аквариума с водорасли, които служат като единствен източник на енергия за отопление и климатизация в сградата, наречена Bio Intelligent Quotient (BIQ) House.
Неравностите на скоростта осветяват улиците
Концепцията за генериране на електроенергия с помощта на така наречените „неравности“ започна да се прилага първо във Великобритания, след това в Бахрейн, а скоро технологията ще достигне и Русия.Всичко започна, когато британският изобретател Питър Хюз създаде електрокинетична пътна рампа за магистрали. Рампата се състои от две метални плочи, които се издигат леко над пътя. Под плочите има електрически генератор, който генерира ток всеки път, когато колата премине рампата.
В зависимост от теглото на автомобила, рампата може да генерира между 5 и 50 киловата за времето, през което колата преминава рампата. Такива рампи действат като батерии и могат да захранват с електричество светофари и светещи пътни знаци. Във Великобритания технологията вече работи в няколко града. Методът започна да се разпространява в други страни - например в малък Бахрейн.
Най-удивителното е, че нещо подобно може да се види и в Русия. Студентът от Тюмен, Алберт Бранд, предложи същото решение за улично осветление на форума VUZPromExpo. Според изчисленията на разработчика, между 1000 и 1500 коли преминават през неравностите в неговия град всеки ден. За един „сблъсък“ на автомобил върху „неравенска полиция“, оборудвана с електрически генератор, ще се генерират около 20 вата електричество, което няма да навреди на околната среда.
Повече от просто футбол
Разработена от група завършили Харвард, които основаха компанията Uncharted Play, топката Socket може да генерира достатъчно електричество, за да захранва LED лампа за няколко часа за половин час игра на футбол. Socket се нарича екологична алтернатива на опасните източници на енергия, които често се използват от жителите на слаборазвитите страни.
Принципът зад съхранението на енергия на топката Socket е доста прост: кинетичната енергия, генерирана от удрянето на топката, се прехвърля към малък механизъм, подобен на махало, който задвижва генератор. Генераторът произвежда електричество, което се съхранява в батерията. Съхранената енергия може да се използва за захранване на всеки малък електрически уред - например настолна лампа с LED.
Socket има изходна мощност от шест вата. Генериращата енергия топка вече спечели признание от световната общност: тя получи множество награди, беше високо оценена от Глобалната инициатива на Клинтън, а също така получи признания на известната конференция TED.
Скритата енергия на вулканите
Едно от основните разработки в развитието на вулканичната енергия принадлежи на американски изследователи от иницииращите компании AltaRock Energy и Davenport Newberry Holdings. „Тестовият обект“ беше спящ вулкан в Орегон. Солената вода се изпомпва дълбоко в скалите, чиято температура е много висока поради разпадането на радиоактивни елементи, присъстващи в кората на планетата и най-горещата мантия на Земята. При нагряване водата се превръща в пара, която се подава в турбина, която произвежда електричество.
В момента има само две малки действащи централи от този тип - във Франция и Германия. Ако американската технология проработи, то според Геоложката служба на САЩ геотермалната енергия има потенциала да осигури 50% от необходимото за страната електричество (днес приносът й е едва 0,3%).
Друг начин за използване на вулканите за енергия беше предложен през 2009 г. от исландски изследователи. В близост до вулканичните дълбини те откриха подземен резервоар с вода с необичайно висока температура. Супер горещата вода се намира някъде на границата между течност и газ и съществува само при определени температури и налягания.
Учените биха могли да генерират нещо подобно в лабораторни условия, но се оказа, че такава вода има и в природата – в недрата на земята. Смята се, че от водата при „критична температура” може да се извлече десет пъти повече енергия, отколкото от водата, доведена до кипене по класическия начин.
Енергия от човешка топлина
Принципът на термоелектрическите генератори, работещи с температурни разлики, е известен отдавна. Но само преди няколко години технологиите започнаха да правят възможно използването на топлината на човешкото тяло като източник на енергия. Екип от изследователи от Корейския институт за напреднали науки и технологии (KAIST) разработи генератор, вграден в гъвкава стъклена плоча.
T Тази джаджа ще позволи на фитнес гривните да се зареждат от топлината на човешка ръка - например по време на бягане, когато тялото става много горещо и контрастира с околната температура. Корейският генератор с размери 10 на 10 сантиметра може да произведе около 40 миливата енергия при температура на кожата 31 градуса по Целзий.
Подобна технология беше взета за основа от младата Ан Макосински, която изобрети фенерче, което се зарежда от разликата в температурата на въздуха и човешкото тяло. Ефектът се обяснява с използването на четири елемента на Пелтие: тяхната характеристика е способността да генерират електричество при нагряване от едната страна и охлаждане от другата.
В резултат на това фенерчето на Ан произвежда доста ярка светлина, но не изисква презареждащи се батерии. За да работи, е необходима само температурна разлика от само пет градуса между степента на нагряване на дланта на човек и температурата в помещението.
Стъпки към интелигентни тротоарни плочи
Всяка точка на една от натоварените улици прави до 50 000 стъпки на ден. Идеята за използване на пешеходен трафик за полезно преобразуване на стъпките в енергия беше реализирана в продукт, разработен от Лорънс Кембъл-Кук, директор на британската Pavegen Systems Ltd. Инженер създаде тротоарни плочи, които генерират електричество от кинетичната енергия на ходещите пешеходци.
Устройството в иновативната плочка е изработено от гъвкав, водоустойчив материал, който се огъва с около пет милиметра при натиск. Това от своя страна създава енергия, която механизмът преобразува в електричество. Натрупаните ватове се съхраняват в литиево-полимерна батерия или директно се използват за осветяване на автобусни спирки, витрини и знаци.
Самата плочка Pavegen се счита за напълно екологична: тялото й е изработено от специален клас неръждаема стомана и рециклиран полимер с ниско съдържание на въглерод. Горната повърхност е изработена от използвани гуми, което прави плочките издръжливи и силно устойчиви на абразия.
По време на Летните олимпийски игри в Лондон през 2012 г. плочки бяха поставени на много туристически улици. За две седмици те успяха да получат 20 милиона джаула енергия. Това беше повече от достатъчно, за да работи уличното осветление в британската столица.
Смартфони за зареждане на велосипеди
За да презаредите своя плейър, телефон или таблет, не е необходимо да имате електрически контакт под ръка. Понякога всичко, което трябва да направите, е да завъртите педалите. Така американската компания Cycle Atom пусна устройство, което ви позволява да зареждате външна батерия по време на колоездене и впоследствие да презареждате мобилни устройства.
Продуктът, наречен Siva Cycle Atom, е лек велосипеден генератор с литиева батерия, предназначен да захранва почти всяко мобилно устройство, което има USB порт. Този мини генератор може да се монтира на повечето обикновени велосипедни рамки за няколко минути. Самата батерия може лесно да се отстрани за последващо зареждане на джаджи. Потребителят се занимава със спорт и педали - и след няколко часа смартфонът му вече е зареден на 100 цента.
Nokia от своя страна също представи на широката публика джаджа, която се прикрепя към велосипед и ви позволява да превърнете въртенето на педалите в начин за генериране на екологична енергия. Комплектът за зарядно устройство за велосипед Nokia разполага с динамо, малък електрически генератор, който използва енергия от въртенето на колелата на велосипеда, за да зарежда телефона чрез стандартния 2 мм жак, който се намира на повечето телефони Nokia.
Ползи от отпадъчни води
Всеки голям град ежедневно изхвърля гигантски количества отпадъчни води в открити водоеми, замърсявайки екосистемата. Изглежда, че водата, отровена от канализацията, вече не може да бъде полезна за никого, но това не е така - учените са открили начин да създадат горивни клетки въз основа на нея.
Един от пионерите на идеята е професорът от Пенсилванския държавен университет Брус Логан. Общата концепция е много трудна за разбиране от неспециалист и е изградена върху два стълба - използването на бактериални горивни клетки и инсталирането на т. нар. обратна електродиализа. Бактериите окисляват органичната материя в отпадъчните води и произвеждат електрони в процеса, създавайки електрически ток.
Почти всеки вид органичен отпадъчен материал може да се използва за генериране на електричество - не само отпадъчни води, но и животински отпадъци, както и странични продукти от винарската, пивоварната и млечната промишленост. Що се отнася до обратната електродиализа, тук работят електрически генератори, разделени на клетки чрез мембрани и извличащи енергия от разликата в солеността на два смесващи течни потока.
"хартиена" енергия
Японският производител на електроника Sony разработи и представи на изложението за зелени продукти в Токио биогенератор, способен да генерира електричество от фино нарязана хартия. Същността на процеса е следната: за изолиране на целулоза (това е дълга верига от глюкозна захар, която се намира в зелените растения), е необходим велпапе.
Веригата се прекъсва с помощта на ензими, а получената глюкоза се обработва от друга група ензими, с помощта на които се освобождават водородни йони и свободни електрони. Електроните се изпращат през външна верига за генериране на електричество. Предполага се, че такава инсталация при обработка на един лист хартия с размери 210 на 297 mm може да генерира около 18 W на час (приблизително същото количество енергия, произведено от 6 батерии AA).
Методът е екологичен: важно предимство на такава „батерия“ е липсата на метали и вредни химични съединения. Въпреки че в момента технологията все още е далеч от комерсиализация: генерираното електричество е доста малко - достатъчно е само за захранване на малки преносими джаджи.
Десетки пъти на ден, включвайки и изключвайки осветлението и използвайки домакински уреди, ние дори не се замисляме откъде идва електричеството и какво е неговото естество. Ясно е, разбира се, че по електропроводите ( електропровод) идва от най-близката електроцентрала, но това е много ограничен поглед върху света около нас. Но ако производството на електроенергия по света спре поне за няколко дни, смъртните случаи ще се измерват в стотици милиони.
Как възниква токът?
От курса по физика знаем, че:
- Цялата материя е изградена от атоми, малки частици.
- Електроните обикалят около ядрото на атома и имат отрицателен заряд.
- Ядрото съдържа положително заредени протони.
- Обикновено тази система е в състояние на равновесие.
Но ако поне един атом загуби само един електрон:
- Зарядът му ще стане положителен.
- Положително зареден атом ще започне да привлича електрон към себе си поради разликата в зарядите.
- За да получите липсващия електрон за себе си, ще трябва да го „откъснете“ от нечия орбита.
- В резултат друг атом ще стане положително зареден и всичко ще се повтори, започвайки от първата точка.
- Такава цикличност ще доведе до образуване на електрическа верига и линейно разпространение на тока.
Така че от гледна точка на ядрената физика всичко е изключително просто, атомът се опитва да получи това, което му липсва най-много и по този начин задейства началото на реакцията .
"Златен век" на електричеството
Човекът адаптира законите на Вселената към своите нужди сравнително наскоро. И това се случи преди около два века, когато един изобретател на име волтразработи първата батерия, способна да поддържа заряд с достатъчна мощност за дълго време.
Опитите да се използва ток за собствена полза имат древна история. Археологическите разкопки показват, че дори в римските светилища, а след това и в първите християнски църкви, е имало занаятчийски „батерии“ от мед, които осигуряват минимално напрежение. Такава система беше свързана с олтара или неговата ограда и щом вярващият докосне структурата, той веднага получава „ божествена искра" Това е по-скоро изобретение на един занаятчия, отколкото широко разпространена практика, но във всеки случай е интересен факт.
Двадесети век стана разцвета на електричеството:
- Появиха се не само нови видове генератори и батерии, но и бяха разработени уникални концепции за извличане на тази енергия.
- В продължение на няколко десетилетия електрическите уреди се превърнаха в неразделна част от живота на всеки човек на планетата.
- Не останаха държави, освен най-слабо развитите, където електроцентралии извършено електропроводи.
- Целият по-нататъшен напредък се основаваше на възможностите на електричеството и устройствата, които работят от него.
- Ерата на компютъризацията направи хората зависими от тока, в буквалния смисъл на думата.
Как да получите електричество?
Малко е наивно да си представяте човек като наркоман, който редовно се нуждае от „живителна доза ток“, но се опитайте да спрете напълно тока в дома си и да живеете спокойно поне ден. Отчаянието може да ви накара да си спомните оригиналните методи за извличане на ток. На практика това няма да е от голяма полза за никого, но може би чифт волта ще спаси нечий живот или ще помогне да впечатли дете:
- изтощена батерияМожете да търкате телефона си в дрехи; дънки или вълнен пуловер ще свършат работа. Статичното електричество няма да продължи дълго, но поне е нещо.
- Ако има такъв наблизо морска вода, можете да го разсипете в два буркана или чаши, съединете ги с медна тел, като увиете двата края с фолио. Разбира се, за всичко това освен солена вода ще ви трябват и съдове, мед и фолио. Не е най-добрият вариант за екстремни ситуации.
- Много по-реалистично е присъствието железен пирони малко медно устройство. Като анод и катод трябва да се използват две парчета метал - пирон в най-близкото дърво, мед в земята. Издърпайте всяка нишка между тях; прост дизайн ще даде приблизително един волт.
- Ако използвате скъпоценни метали- злато и сребро, ще бъде възможно да се постигне по-голямо напрежение.
Как да пестим електроенергия?
Спестяването на енергия може да има различни причини - желание за опазване на околната среда, опит за намаляване на месечните сметки или нещо друго. Но методите винаги са приблизително еднакви:
Не винаги е нужно силно да се ограничавате в нещо, за да намалите разходите. Има още един добър съвет - изключете всички уреди, докато не ги използвате.
Хладилникът, разбира се, не се брои. Дори когато е в режим на готовност, оборудването консумира определено количество електроенергия. Но ако се замислите дори за секунда, може да стигнете до извода, че нямате нужда от почти всички устройства през по-голямата част от деня. И през цялото това време те продължавайте да горите електричеството си .
Съвременните технологии целят и намаляване на общото ниво на потребление на електроенергия. Колко струват поне? енергоспестяващи крушки, което може да намали разходите за осветление на една стая пет пъти. Съветът да живеем по „слънчев часовник“ може да изглежда див и абсурден, но отдавна е доказано, че изкуственото осветление увеличава риска от развитие на депресия.
Как се генерира електричество?
Ако навлезете по-дълбоко в научните подробности:
- Токът се появява поради загубата на електрон от атома.
- Положително зареден атом привлича отрицателно заредени частици.
- Друг атом губи своите електрони от орбитата и историята се повтаря отново.
- Това обяснява насоченото движение на тока и наличието на вектор на разпространение.
Но като цяло електричеството се произвежда от електроцентрали. Те или изгарят гориво, или използват енергията на разделяне на атоми, а може би дори използват природни елементи. Става дума за слънчеви панели, вятърни турбини и държавни централи.
Получената механична или топлинна енергия се преобразува в ток с помощта на генератор. Акумулира се в батерии и преминава през електропроводи до всеки дом.
Днес не е необходимо да знаем откъде идва електричеството, за да се насладим на всички предимства, които предоставя. Хората отдавна са се отдалечили от първоначалната същност на нещата и бавно започват да забравят за нея.
Видео: откъде идва нашата електроенергия?
Това видео ще покаже ясно пътя на електричеството от електроцентралата до нас, откъде идва и как влиза в дома ни: