ЯК роблять електрику :: Природничі науки

Електричну енергію отримують різними способами, основним з яких на даний момент є спосіб перетворення механічної енергії в електричну за допомогою електрогенератора. Знаходження способів більш простого ефективного й екологічного отримання електрики - важливе завдання людства.

Інструкція

Робота електромеханічного генератора заснована на законі магнітної індукції Фарадея, який свідчить, що електрорушійна сила в контурі дорівнює швидкості зміни магнітного потоку, що проходить через цей контур. Тобто в кожному електрогенераторі існує обмотка і джерело магнітного поля (постійний магніт або обмотка збудження), рухаючись один щодо одного, вони створюють електрорушійну силу. Питання тільки в тому, як привести обмотку або магніт в рух, і для його вирішення будують електростанції, на яких різними способами створюється механічна енергія, здатна надати рух валу генератора.

Перші електростанції були тепловими, досі вони виробляють близько 67% електроенергії в світі. Паливо, в основному вугілля та природний газ, що спалюється на цих станціях, нагріває живильне воду, яка перетворюється на пару, що надходить під високим тиском в парову турбіну і створює обертання її ротора, воно свою чергу передається валу електрогенератора. Використання ТЕЦ проблемно з точки зору екології. На гідроелектростанціях в електрику перетворюється енергія рухомої води. На ГЕС виробляється близько 17% електроенергії. Перспективні атомні електростанції, які за принципом дії схожі на теплові, але тут не спалюється паливо, а енергія для отримання пари виходить завдяки ядерному розпаду в реакторі. На жаль, використання таких станцій може бути дуже небезпечним, що підтвердила аварія в Чорнобилі та недавньої катастрофи в Японії на АЕС Фукусіма. Вчені б'ються над проблемою створення термоядерного реактора, тобто реактора, заснованого не так на ядерному розпаді, а на ядерному синтезі. Такий реактор буде у багато разів безпечніше й ефективніше ядерного і вирішить енергетичні проблеми людства.

Альтернативні електростанції використовують енергію вітру, термальних джерел, приливних хвиль. Існують способи отримання електрики без використання механічної енергії. Це, в першу чергу, сонячні батареї, в яких потік світла безпосередньо перетвориться в електрику в напівпровідниках. Також розроблені хімічні паливні елементи, в яких електрика утворюється за рахунок хімічних реакцій.