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什么是电?电从哪里来?要到哪儿去呢?

提到电,相信大家都不陌生!

如果是生活在二十一世纪的人,还没见过电,恐怕说出去也没人相信,除非他是盲人!

虽然人们的日常生活离不开电,但生活用电同时又是看不见摸不着的东西,是不是一种很奇妙的存在呢?

尽管大家对电可谓再熟悉不过,那大家有思考过什么是电吗?电是怎么产生的呢?

什么是电呢?

电是一种物理现象,是静止或移动的电荷所产生的。人们对于电的认知是从自然界中得到的,最常见的就是下雨天的闪电现象。

自然界中的闪电现象

既然说到了电是一种物理现象,那么电本身就不是物质,而是电荷定向移动的一种现象。

人类对于电的认识已经有很多年了,早在对于电有任何具体认知之前,人们就已经知道“发电鱼”会发出电击。根据公元前2750年撰写的古埃及书籍,这些鱼被称为“尼罗河的雷使者”,是所有其它鱼的保护者。大约两千五百年之后,希腊人、罗马人,阿拉伯自然学者和阿拉伯医学者,才又出现关于“发电鱼”的记载。古罗马医生也建议患有像痛风或头疼一类病痛的病人,去触摸电鳐,也许强力的电击会治愈他们的疾病。对于电的研究,泰勒斯算得上是人们所知最早研究电现象的科学家。

泰勒斯

直到十八世纪,本杰明·富兰克林做了一个古今闻名的风筝实验;他与儿子在雷雨中放风筝,将空中的闪电吸引过来,在风筝线另一端捆绑的一只金属钥匙与富兰克林的手之间,产生一系列的电花,他同时感受到麻电的滋味,这证实了闪电是电的一种现象。同时富兰克林又做实验发现了电荷守恒定律,即在任何孤立系统里,总电量不变。

富兰克林

知道了电的基本定义和最初历史以后,那电是怎么产生的呢?

电从哪里来?

了解了电的基本常识以后,首先大家应该知道电可以从自然界产生!

除了自然界产生的电以外,怎么人为产生电呢?

在初高中物理课本具体介绍了怎么产生电荷,即用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,而毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。

知道如何产生电荷以后,再经过电荷的定向移动,那么就形成电流了。

需要指出的是电是一种一般术语,我们生活用电更详细的是电压,电流,电场,电功率等等。

现在我们介绍几种常用的人为产生电的方法:

第一种方法那就是目前最常用的电磁感应发电机,通过发电机来产生电,对于发电机基本原理来源于英国物理学家法拉第的“电磁感应定律”,即变化的磁场可以产生电场。

法拉第

发电机

第二种方式那就是电化学法,最常见的就是电池,比如手机锂电池是通过锂化合物的锂离子失去与获得电子形成电流充放电的。

锂电池

第三种方式就是比较常见的风力发电,火力发电,太阳能发电等。其基本原理都是用其他形式的能转换成电能,属于二次能源。

风力发电

知道了电的产生机理,那电到哪儿去呢?

电到哪儿去?

电产生以后,我们用它来做什么呢?也就是电到哪儿去呢?

我们常说的电是交流电,是不能被存储的。发电和用电是同时完成的,并且必须组成电网,当用电量增大时,起动部分发电机组,用电量减小时,停部分发电机组。对于直流电的存储,实际上也是一种能量的转换,即常用的把电能转换成化学能存储起来,使用时再把化学能转换成电能供使用。

所以电的去处实际上就是电的使用与电能的转换,比如我们生活中的日常照明。

电灯照明

由于交流电没法存储,而又为了避免电的浪费,因此人们发明了蓄电站!多余的电量通过水蓄能电站,这个电站主要把通过两个水库发电,不过是一个在上一个在下。

水蓄电站

白天,就用上水库的水用来发电,然后供给人们使用。到了晚上,就可以利用白天剩下来的电,把下水库的水抽到上水库去,以方便第二天使用,因此完成了电的循环使用!

三峡大坝水电站

提到上面的水力发电,我们很容易想到国家的战略工程“西电东输”!

为什么要西电东输呢?

众所周知,我国西部地区水力资源丰富,水力发电潜力巨大,但开发的装机容量仅3.78亿千瓦,开发程度远低于22%的世界平均水平。特别的,西南地区的云、贵、川三省水力资源占全国的68%,但目前开发还不到8%。因此,国家启动“西电东输”战略工程,不仅有效利用了这些水利资源,更为西部地区的发展提供了契机,同时也为东部提供了更多的电力资源。

西电东输

大家知道为什么南方冬天比北方冬天耗电大吗?

目前受地理和气候环境的影响,南方的冬天喝北方的冬天都变得冷起来,但好在北方有家用暖气,为了应变恶劣的北方雾霾影响,目前北方取暖都通过天然气取暖,因此清洁高效。相反,南方冬天由于没有常用暖气,需要采用空调取暖,对于空调加热取暖可谓是非常耗电,空调加热原理实际上利用氟利昂,氟利昂有着冷凝液化放热,蒸发气化吸热的特性。空调里面的压缩机会对气体氟利昂加压使其成为高温高压气体。经过室内机的换热器进行冷凝液化,放出大量热量,提高室室内空气的温度。所以南方的冬天耗电量较大!

由于电是一种能量,电能是会被消耗殆尽的,因此我们需要节约,有时由于电力不够,会遇到民用停电的情况,那就是为了把部分民用电用于工业运转,或者会遇到工业停电而保障民用电的情况。都是由于电能的有限,而采取的平衡用电方式。

珍惜能源,节约用电

结语

我们生活中人为产生的电能属于一种不可再生资源,它是一种二次能源,它需要其他的能进行转换,因此会导致其他能源物质的减少!因此我们要发扬节约用电的习惯与作风,电是不能用爱产生的,但是我们可以用世间大爱共同维护我们的地球,维护我们这个赖以生存的家园,让电能更合理的利用下去!

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