Uitleg: wat is elektriciteit?

Elektriciteit is een vorm van energie. Elektriciteit is de stroom van elektronen. Alle materie bestaat uit atomen en een atoom heeft een centrum, een kern genaamd. De kern bevat positief geladen deeltjes die protonen worden genoemd en ongeladen deeltjes die neutronen worden genoemd. De atoomkern is omgeven door negatief geladen deeltjes die elektronen worden genoemd. De negatieve lading van een elektron is gelijk aan de positieve lading van een proton en het aantal elektronen in een atoom is meestal gelijk aan het aantal protonen. Wanneer de evenwichtskracht tussen protonen en elektronen wordt verstoord door een kracht van buitenaf, kan een atoom een ​​elektron winnen of verliezen. Wanneer elektronen "verloren" gaan van een atoom, vormt de vrije beweging van deze elektronen een elektrische stroom.

Elektriciteit is een basisonderdeel van de natuur en het is een van onze meest gebruikte vormen van energie. We halen elektriciteit, die een secundaire energiebron is, uit de conversie van andere bronnen van energie, zoals kolen, aardgas, olie, kernenergie en andere natuurlijke bronnen, die primaire worden genoemd bronnen. Veel steden en dorpen werden gebouwd langs watervallen (een primaire bron van mechanische energie) die waterwielen draaiden om werk uit te voeren. Voordat de elektriciteitsopwekking iets meer dan 100 jaar geleden begon, werden huizen verlicht met petroleumlampen, werd voedsel gekoeld in koelboxen en werden kamers verwarmd door houtkachels of kolenkachels. Beginnend met

Om het probleem van het verzenden van elektriciteit over lange afstanden op te lossen, George Westinghouse ontwikkelde een apparaat genaamd een transformator. De transformator zorgde ervoor dat elektriciteit efficiënt over lange afstanden kon worden overgedragen. Dit maakte het mogelijk om elektriciteit te leveren aan woningen en bedrijven ver van de elektriciteitscentrale.

Ondanks het grote belang ervan in ons dagelijks leven, denken de meesten van ons zelden na over hoe het leven zou zijn zonder elektriciteit. Maar net als lucht en water nemen we elektriciteit als vanzelfsprekend aan. Elke dag gebruiken we elektriciteit om veel functies voor ons uit te voeren - van verlichting en verwarming / koeling van onze huizen tot de stroombron voor televisies en computers. Elektriciteit is een beheersbare en gemakkelijke vorm van energie die wordt gebruikt in de toepassingen van warmte, licht en kracht.

Tegenwoordig is de Amerikaanse (Amerikaanse) elektriciteitsindustrie opgezet om ervoor te zorgen dat er op elk moment voldoende elektriciteit beschikbaar is om aan alle vraagvereisten te voldoen.

Een elektrische generator is een apparaat om mechanische energie in om te zetten elektrische energie. Het proces is gebaseerd op de relatie tussen magnetisme en elektriciteit. Wanneer een draad of een ander elektrisch geleidend materiaal over een magnetisch veld beweegt, ontstaat er elektrische stroom in de draad. De grote generatoren die door de elektriciteitssector worden gebruikt, hebben een stationaire geleider. Een magneet die aan het uiteinde van een roterende as is bevestigd, bevindt zich in een stationaire geleidende ring die is omwikkeld met een lang, doorlopend stuk draad. Wanneer de magneet roteert, veroorzaakt deze een kleine elektrische stroom in elk draadgedeelte wanneer deze passeert. Elke draadsectie vormt een kleine, afzonderlijke elektrische geleider. Alle kleine stromen van afzonderlijke secties vormen samen een stroom van aanzienlijke omvang. Deze stroom wordt gebruikt voor elektrische stroom.

Een elektriciteitscentrale gebruikt een turbine, motor, waterrad of iets dergelijks machine om een ​​elektrische generator aan te drijven of een apparaat dat mechanische of chemische energie omzet in elektriciteit. Stoomturbines, verbrandingsmotoren, gasturbines, waterturbines en windturbines zijn de meest gebruikelijke methoden om elektriciteit op te wekken.

Het grootste deel van de elektriciteit in de Verenigde Staten wordt geproduceerd in stoom turbines. Een turbine zet de kinetische energie van een bewegende vloeistof (vloeistof of gas) om in mechanische energie. Stoomturbines hebben een reeks schoepen die op een as zijn gemonteerd waartegen stoom wordt geforceerd, waardoor de as die op de generator is aangesloten draait. In een stoomturbine op fossiele brandstoffen wordt de brandstof verbrand in een oven om water in een ketel te verwarmen om stoom te produceren.

Kolen, aardolie (olie) en aardgas worden in grote ovens verbrand om water te verwarmen om stoom te maken die op zijn beurt op de bladen van een turbine duwt. Wist je dat steenkool de grootste primaire energiebron is die wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken in de Verenigde Staten? In 1998 gebruikte meer dan de helft (52%) van de 3,62 biljoen kilowattuur elektriciteit van de provincie steenkool als energiebron.

Aardgas kan niet alleen worden verbrand om water voor stoom te verwarmen, maar ook om heet te worden verbrandingsgassen die rechtstreeks door een turbine gaan en de bladen van de turbine ronddraaien om te genereren elektriciteit. Gasturbines worden vaak gebruikt wanneer er veel vraag is naar het gebruik van elektriciteit. In 1998 werd 15% van de elektriciteit van het land gevoed door aardgas.

Aardolie kan ook worden gebruikt om stoom te maken om een ​​turbine te laten draaien. Reststookolie, een product dat is geraffineerd uit ruwe olie, is vaak het aardolieproduct dat wordt gebruikt in elektrische fabrieken die petroleum gebruiken om stoom te maken. Aardolie werd gebruikt om in 1998 minder dan drie procent (3%) van alle in Amerikaanse elektriciteitscentrales opgewekte elektriciteit op te wekken.

Kernenergie is een methode waarbij stoom wordt geproduceerd door water te verwarmen via een proces dat kernsplijting wordt genoemd. In een kerncentrale bevat een reactor een kern van splijtstof, voornamelijk verrijkt uranium. Wanneer atomen van uraniumbrandstof worden geraakt door neutronen, splitsen ze (splitsen), waardoor warmte en meer neutronen vrijkomen. Onder gecontroleerde omstandigheden kunnen deze andere neutronen meer uraniumatomen raken, meer atomen splitsen, enzovoort. Daarbij kan continue splijting plaatsvinden, waarbij een kettingreactie ontstaat die warmte afgeeft. De warmte wordt gebruikt om water om te zetten in stoom, die op zijn beurt een turbine laat draaien die elektriciteit opwekt. In 2015 wordt kernenergie gebruikt om 19,47 procent van alle elektriciteit in het land op te wekken.

Vanaf 2013 is waterkracht 6,8 procent van de Amerikaanse elektriciteitsopwekking. Het is een proces waarbij stromend water wordt gebruikt om een ​​turbine te laten draaien die is aangesloten op een generator. Er zijn hoofdzakelijk twee basistypen waterkrachtsystemen die elektriciteit produceren. In het eerste systeem hoopt stromend water zich op in reservoirs die zijn ontstaan ​​door het gebruik van dammen. Het water valt door een pijp die een penstock wordt genoemd en oefent druk uit op de turbinebladen om de generator aan te drijven om elektriciteit te produceren. In het tweede systeem, run-of-river genaamd, oefent de kracht van de rivierstroom (in plaats van vallend water) druk uit op de turbinebladen om elektriciteit te produceren.

Geothermische energie komt van warmte-energie begraven onder het aardoppervlak. In sommige delen van het land stroomt magma (gesmolten materie onder de aardkorst) dicht genoeg bij de aardoppervlak om ondergronds water in stoom te verwarmen, dat kan worden afgetapt voor gebruik bij een stoomturbine planten. Vanaf 2013 genereert deze energiebron minder dan 1% van de elektriciteit in het land, hoewel beoordeeld door de Amerikaanse energie Informatiebeheer dat negen westerse staten mogelijk genoeg elektriciteit kunnen produceren om 20 procent van de natie te voorzien energiebehoeften.

Zonne-energie is afgeleid van de energie van de zon. De energie van de zon is echter niet fulltime beschikbaar en is wijd verspreid. De processen die worden gebruikt om elektriciteit op te wekken met behulp van zonne-energie zijn van oudsher duurder dan het gebruik van conventionele fossiele brandstoffen. Fotovoltaïsche conversie wekt rechtstreeks elektriciteit op uit het licht van de zon in een fotovoltaïsche (zonne) cel. Zonne-thermische elektrische generatoren gebruiken de stralingsenergie van de zon om stoom te produceren om turbines aan te drijven. In 2015 werd minder dan 1% van de elektriciteit van het land geleverd door zonne-energie.

Windkracht is afgeleid van de omzetting van de energie in wind in elektriciteit. Windenergie is, net als de zon, meestal een dure bron van elektriciteitsproductie. In 2014 werd het gebruikt voor ongeveer 4,44 procent van de elektriciteit van het land. Een windturbine is vergelijkbaar met een typische windmolen.

Biomassa (hout, vast huishoudelijk afval (huisvuil) en landbouwafval, zoals maïskolven en tarwestro) zijn enkele andere energiebronnen voor het opwekken van elektriciteit. Deze bronnen vervangen fossiele brandstoffen in de ketel. Door de verbranding van hout en afval ontstaat stoom die doorgaans wordt gebruikt in conventionele stoomelektrische installaties. In 2015 was biomassa goed voor 1,57 procent van de opgewekte elektriciteit in de Verenigde Staten.

De elektriciteit die door een generator wordt geproduceerd, gaat langs kabels naar een transformator, die de elektriciteit van laagspanning naar hoogspanning verandert. Met hoogspanning kan elektriciteit efficiënter over lange afstanden worden verplaatst. Transmissielijnen worden gebruikt om de elektriciteit naar een onderstation te vervoeren. Onderstations hebben transformatoren die de hoogspanningselektriciteit veranderen in laagspanningselektriciteit. Vanaf het onderstation voeren distributielijnen de elektriciteit naar huizen, kantoren en fabrieken, die laagspanningselektriciteit nodig hebben.

Elektriciteit wordt gemeten in eenheden van vermogen die watt worden genoemd. Het werd genoemd ter ere James Watt, de uitvinder van de stoommachine. Een watt is een zeer kleine hoeveelheid stroom. Het zou bijna 750 watt vereisen om één pk te evenaren. Een kilowatt staat voor 1.000 watt. Een kilowattuur (kWh) is gelijk aan de energie van 1000 watt die een uur werkt. De hoeveelheid elektriciteit die een energiecentrale opwekt of die een klant gedurende een bepaalde periode gebruikt, wordt gemeten in kilowattuur (kWh). Kilowatturen worden bepaald door het aantal benodigde kW's te vermenigvuldigen met het aantal gebruiksuren. Als je bijvoorbeeld 5 uur per dag een lamp van 40 watt gebruikt, heb je 200 watt aan stroom verbruikt, of 0,2 kilowattuur aan elektrische energie.

MeerElektriciteit: Geschiedenis, elektronica en beroemde uitvinders