什么是电？电是怎么产生的？电又是如何工作的？

 你肯定有过这种经历，当雷暴，或者有强大的闪电从空中疾飞下来时，会让你感觉到电的强大力量。闪电是天空与大地之间突然发生电涌的一种自然现象。单个闪电中的能量足以在一整天中点亮100盏强力灯，或烤两万片吐司！







电力是我们拥有的最通用的能源。它也是最新的一种：家庭和企业使用它的时间不超过一百年。电力已成为我们过去的重要组成部分。但这可能在我们的未来中扮演不同的角色，更多的建筑物将使用太阳能电池和风力涡轮机产生自己的可再生电力。让我们仔细看看电，并找出它是如何工作的！







什么是电？



电是一种能量，可以在一个地方累积或从一个地方流到另一个地方。当电流聚集在一个地方时，就称为静电（“静电”一词表示不动的东西）。从一个地方移动到另一个地方的电力称为当前的电力。



静电



当您将东西摩擦在一起时，经常会发生静电。如果您在套头衫上摩擦气球20或30次，就会发现气球粘在您身上。发生这种情况是因为摩擦气球会给它带电（少量电量）。电荷使它像磁铁一样粘在套衫上 ，因为套衫获得相反的电荷。因此，套头衫和气球就像两个磁铁的相对两端一样相互吸引。



您是否曾经走过尼龙地毯或地毯并感到轻微的刺痛感？然后碰到金属之类的东西，例如门把手或水龙头（水龙头），感到手部剧烈疼痛吗？那是电击的一个例子 。当您走过地毯时，脚在摩擦。您的身体逐渐积累电荷，这是您可以感觉到的刺痛感。当您接触金属时，电荷会立即流向地球，这就是您所感受到的冲击。



闪电也是由静电引起的。随着雨云在天空中移动，其中的冰晶沉入底部，而水滴则上升到顶部。晶体具有一种电荷（负），而水滴具有另一种电荷（正）。正是这些电荷的分离使云能够增强其功能。最终，当电荷足够大时，它会像闪电一样跳到地球上。当附近有暴风雨来临时，您常常会感到空气刺痛。这就是周围空气中的电力。在我们有关电容器的文章中阅读有关此内容的更多信息。



静电如何工作



电是由电子引起的，电子是围绕原子边缘“绕行”的微小粒子，所有物质都来自于原子。每个电子都有一个小的负电荷。原子通常具有相等数量的电子和质子（在其原子核或中心具有正电荷的粒子），因此原子没有整体电荷。一块橡胶 是由大量称为分子的原子制成的。由于原子不带电荷，分子也不带电荷，橡胶也不带电荷。



假设您一次又一次地在套头衫上擦一个气球。前后移动气球时，会赋予它能量。您手中的能量使气球移动。当它与套头衫中的羊毛摩擦时，橡胶分子中的一些电子被释放并聚集在您的身体上。这使气球中的电子稍少。由于电子带负电，因此电子太少会使气球稍微带正电。同时，您的套衫会获得这些多余的电子并带负电。您的套头衫带负电，气球带正电。相反的电荷会吸引，因此您的套头衫会粘在气球上。



这是对静电的非常简短的介绍。您会在我们有关静电的主要文章中找到有关它的更多信息（以及为什么它是由摩擦电引起的）。



发电



就像电可以产生磁性一样，磁也可以产生电力。甲发电机有点像电动马达的内部。当您骑自行车时，固定在车轮上的发电机会旋转。在发电机内部，有一个重芯，由铁丝制成，紧紧缠绕，就像电动机的内部一样。磁芯在一些大型固定磁体中自由旋转。踩踏板时，铁心在这些外部磁铁内部旋转并产生电能。电能从发电机流出，为自行车灯供电。







该发电机 中使用发电厂以完全相同的方式工作，只在一个更大的规模。这些大型发电机由蒸汽驱动，而不是由人的腿来驱动，而是疯狂地踩踏板。蒸汽是通过燃烧燃料或通过核反应产生的。发电厂可以产生大量的电能，但它们浪费了大量的能源。能源必须从制造工厂的能源流向家庭，办公室和工厂，在许多英里的电力电缆中使用它。在发电厂中发电并将其输送到远处的建筑物，可能浪费多达原来燃料中三分之二的能量！



发电厂的另一个问题是它们通过燃烧“化石燃料”（例如煤，天然气或石油）来发电。这会造成 污染，并加剧称为全球变暖的问题（由于人们使用的能源，地球持续升温的方式）。化石燃料的另一个问题是供应有限，并且正在逐步耗尽。



还有其他方法可以使能源更高效，更少污染并且对全球变暖没有帮助。这些类型的能源称为可再生能源，因为它们可以无限期地持续下去。可再生能源的例子包括风力涡轮机和 太阳能。与大型发电厂不同，它们通常是更高效的发电方式。因为它们可以放置在更靠近用电的地方，所以浪费了更少的能量通过电线传输电力。



风力涡轮机实际上只是前端带有螺旋桨的发电机。风使螺旋桨旋转，螺旋桨使发电机内部旋转，并产生电流。



与几乎所有其他发电方式不同，太阳能电池（如计算器和数字手表上的太阳能电池）无法使用发电机和磁力工作。当光照射到太阳能电池上时，由硅制成的材料会捕获光的能量并将其直接转化为电能。潜在地，这意味着太阳能电池是一种非常有效的发电方式。例如，屋顶上装有太阳能电池板的房屋也许可以自己发电。



电力与电子



电力是指使用相对较大的电能来完成有用的工作，例如驱动洗衣机或为电钻供电。电子是一种完全不同的电力。这是一种使用极小的电流来控制事物的方法，有时甚至是单个电子！假设您有一台电子洗衣机。大电流从电源插座（市电）流出，使滚筒旋转并加热水。较小的电流使洗衣机的编程器单元中的电子组件工作。这些微小的电流控制着较大的电流，从而使滚筒来回旋转，启动和停止供水等。在我们有关电子的主要文章中阅读更多内容。



电力的力量



在发明电力之前，人们必须随时随地制造能源。因此，他们不得不 燃柴或燃煤来取暖房屋或烹饪食物。电力的发明改变了这一切。这意味着可以在一个地方制造能量，然后长距离供应到需要的地方。人们不再需要担心为加热或做饭产生能量：他们所要做的就是插上电源并接通电源，并且只要有需要，就可以立即获得能量。



关于电的另一件好事是，您可以使用汽油中的能量来驾驶汽车，也可以使用木炭在花园的烤肉架上烹饪食物，尽管您不能使用木炭来驾驶汽车或使用汽油来烹饪食物。但是电力却大不相同。您可以用它做饭，在上面驾驶汽车，用它加热房屋并为手机充电 。这就是伟大的美丽和电力的力量：它是每个人在任何地方永远的能量。
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