「漲知識」八種電力來源,你瞭解多少

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電可以定義為一種能量形式,它是由於電子從導體內的正極和負極流動而產生的。我們將電力視為第二能源,這是因為它不是現成的產品,而是需要通藉助風、陽光、煤炭、天然氣、核裂變反應和水力幫助產生。當今社會,電對我們來說是非常重要的,離開了電就就寸步難行,因為沒有了電很多事情就做不了,那是因為現代社會人類與電緊密結合,對電的依賴是空前絕後的。但是你知道電的來源麼?夢老師下面就與大家分享電的來源。

8.摩擦產生電

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公元前600年左右,古希臘的哲學家泰勒斯(Thales, 640-546B.C.)對靜電的進行比較早的觀察:將琥珀色的條狀物塗在曬黑的皮膚上時,它們會產生以前沒有的迷人特徵。現在可以用布擦拭塑料棒來進行相同的實驗。將擦拭過的塑料棒靠近小紙片,小紙片被吸引,這是帶電物體的特徵,其實質是電荷的轉移。兩個物體互相摩擦時,因為不同物體的原子核束縛核外電子的本領不同,所以其中必定有一個物體失去一些電子,另一個物體得到多餘的電子。如用玻璃棒跟絲綢摩擦,玻璃棒的一些電子轉移到絲綢上,玻璃棒因失去電子而帶正電,絲綢因得到電子而帶著等量的負電。用橡膠棒跟毛皮摩擦,毛皮的一些電子轉移到橡膠棒上,毛皮帶正電,橡膠棒帶著等量的負電。這就是摩擦產生電的原理。摩擦產生靜電產生危害可大可小,幾乎不用來發電,但科學家已經在研製納米發電機,有望將白白浪費掉的能源回收利用。

7.化學作用發電

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所有電池均由電解質(可以是液體,固體或半固體),正極和負極組成。電解質是離子導體。一個電極產生電子,另一個電極接收電子。當電極連接到要供電的電路時,它們會產生電流。一旦化學能轉化為電能,化學物質便無法恢復其原始形狀的電池稱為一次電池或伏打電池。二次電池或蓄電池是可逆的,即利用化學反應的可逆性,可以組建成一個新電池,即當一個化學反應轉化為電能之後,還可以用電能使化學體系修復,然後再利用化學反應轉化為電能,所以叫二次電池(可充電電池)。市場上主要充電電池有“鎳氫”、“鎳鎘”“鉛酸(鉛蓄電池)”、“鋰離子(包括鋰電池和鋰離子聚合物電池)”等。

6.熱作用發電

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熱電廠(火力發電廠)是一種類型的電廠,用壓力蒸汽驅動的渦輪機發電機軸從而產生電。舉個最簡單的例子:比如將裝滿開水的水壺連接到槳輪,而槳輪又與發電機相連,來自水壺的蒸汽噴射驅動使轉子運動產生電。我們可以通過多種方式獲得蒸汽,例如通過燃燒煤炭、石油、天然氣、城市垃圾,或利用核裂變反應產生的大量熱量,甚至可以通過集中太陽的能量來產生蒸汽。熱能產生電已經是最常見的發電方式之一。

5.磁感應作用發電

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1831年,英國科學家法拉第發現,磁鐵在電纜附近的運動時能在電纜中感應出電流。這種效果與奧斯特發現的相反。法拉第的發現證明了磁場可以產生電流。我們知道,穿過某一面積的磁力線條數,叫做穿過這個面積的磁通量。當導體向左或向右做切割磁力線的運動時,閉合電路所包圍的面積發生變化,因而穿過這個面積的磁通量也發生了變化。導體中產生感應電流的原因,可以歸結為穿過閉合電路的磁通量發生了變化。可見,只要穿過閉合電路的磁通量發生變化,閉合電路中就會產生感應電流。這就是產生感應電流的基本原理。電磁感應現象在現在生活中的應用非常廣泛,如發電機、感應電動機、變壓器、電感元件、電磁測量儀表、感應電爐、電子感應加速器等。

4.壓力作用發電

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有些晶體(例如石英或羅謝爾鹽)或陶瓷(例如鈦酸鋇,一種鐵電材料)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時,其內部會產生極化現象,同時在它的兩個相對錶面上出現正負相反的電荷 。當外力去掉後,它又會恢復到不帶電的狀態,這種現象稱為正壓電效應。當作用力的方向改變時,電荷的極性也隨之改變。當在電介質的極化方向上施加電場,這些電介質也會發生變形,電場去掉後,電介質的變形隨之消失,這種現象稱為逆壓電效應。

地下水流所施加的壓力是大型船舶上作為能源的主要來源。在大壩中,通過強制管道釋放受控的高壓水流來發電。水驅動渦輪機移動發電機,從而產生電流。然後,電流通過升壓器,將其轉換為電能。

3.光電效應發電

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光照射到金屬上,引起物質的電性質發生變化。這類光變致電的現象被人們統稱為光電效應(Photoelectric effect)。光電效應分為光電子發射、光電導效應和阻擋層光電效應,又稱光生伏特效應。按照粒子說,光是由一份一份不連續的光子組成,當某一光子照射到對光靈敏的物質(如硒)上時,它的能量可以被該物質中的某個電子全部吸收。電子吸收光子的能量後,動能立刻增加;如果動能增大到足以克服原子核對它的引力,就能在十億分之一秒時間內飛逸出金屬表面,成為光電子,形成光電流。光作用產生電應用領域也廣泛,如製造光電倍增管、光控制電器等。

2.水力作用發電

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水力發電的基本原理是利用水位落差 ,配合水輪發電機產生電力,也就是利用水的位能轉為水輪的機械能,再以機械能推動發電機,而得到電力。科學家們通過水位落差的天然條件,有效的利用流力工程及機械物理等,精心搭配以達到最高的發電量,供人們使用廉價又無汙染的電力。而低位水通過吸收陽光進行水循環分佈在地球各處,從而回復高位水源。利用水力發電,給我們帶來清潔能源。

1.核能發電

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核能發電的能量來自核反應堆中可裂變材料(核燃料)進行裂變反應所釋放的裂變能。它與火力發電極其相似。只是以核反應堆及蒸汽發生器來代替火力發電的鍋爐,以核裂變能代替礦物燃料的化學能。除沸水堆外(見輕水堆),其他類型的動力堆都是一回路的冷卻劑通過堆心加熱,在蒸汽發生器中將熱量傳給二回路或三迴路的水,然後形成蒸汽推動汽輪發電機。沸水堆則是一回路的冷卻劑通過堆心加熱變成70個大氣壓左右的飽和蒸汽,經汽水分離並乾燥後直接推動汽輪發電機。

寫在後面的話:不管生產電的方式是什麼,人類可利用的資源越來越有限,科技飛速發展的社會對資源的依賴也越來越多,地球是人類的家園,保護地球人人有責,期待未來科技發展能帶來更多產生能力的技術。


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