Jak se vyrábí elektřina?

Elektřina je jedním z našich nejpoužívanějších dárků z přírody. Naučit se manipulovat a používat tento přírodní prvek dramaticky změnilo náš každodenní životní styl nespočetnými způsoby. Tento článek pojednává o základním procesu fungování a výroby elektřiny.

Elektřina je jedním z našich nejzákladnějších prvků, které byly vždy přítomny na naší planetě. Až koncem 19. století vědci objevili, jak využít tento zdroj energie. Přírodní kovy, jako je hliník, měď, stříbro a zlato, jsou materiály, které přirozeně vedou elektrický proud, pokud jsou k dispozici správné mechanismy. Důvod pro to spočívá ve způsobu, jakým jsou konstruovány jejich atomy. Elektřina se stane, když jsou stimulovány elektrony, které obklopují jádro atomu. Elektrony jsou vyrobeny z energie, takže jakékoli použité míchání způsobí, že se tato energie rozptýlí. Atomy kovů jsou dobří dirigenti protože jejich jádra volně drží své odlehlé elektrony, což usnadňuje stimulaci těchto elektronů. Materiály, jako je sklo a dřevo, mají jádra, která pevně drží jejich elektrony, a proto jsou tyto materiály špatnými vodiči elektřiny.

Aby mohla proudit elektřina, musí být vytvořen a udržován proud. To se provádí pomocí generátorového zařízení. Generátory jsou to, co udržuje elektrony stimulované a pohyblivé. Tento proces generování energie ve skutečnosti vytváří stále více stejných. Jakmile je veden proud energie nebo elektřiny, zařízení zvaná transformátory jsou odpovědná za směrování toku, aby jej bylo možné nějakým způsobem využít. Elektrický proud vede nejúčinněji podél hliníkových nebo měděných vodičů. Mechanismus generátoru pak působí jako magnetická síla, která stimuluje proudy elektronů, aby procházely kabeláží. Takto se vyrábí elektřina.

V masovém měřítku existuje několik způsobů výroby elektřiny, z nichž mnohé se spoléhají na páru jako zdroj kinetické energie. Stroje zvané turbíny, vyrobené z velkého drátu obaleného magnetickým pouzdrem, jsou nuceny točit kinetickou energií generovanou párou. Jak se turbína otáčí, magnetické síly stimulují elektrony drátu, což způsobuje tvorbu elektrických proudů. Transformátory se poté používají k regulaci toku proudu do a z elektrárny. Pára potřebná k pohonu těchto turbín může být generována spalováním fosilních paliv, jako je ropa, plyn a uhlí, nebo jadernou energií štěpením uranového materiálu. V obou případech se teplo vytváří jako prostředek ke kondenzaci velkého množství vody na páru. Jiné způsoby provozu turbíny používají k zajištění fyzické síly potřebné k roztočení turbíny vítr, zemní plyn nebo čistou vodu. .

První zdokumentovaný dopad výroby elektřiny zaznamenali v polovině 18. století Benjamin Franklin a William Watson. Franklinův známý experiment s použitím draka a klíče v bleskové bouři vedl k vynálezu bleskosvodu. Franklinovi se také připisuje identifikace kladného a záporného potenciálu v elektrických proudech. Další studium těchto jevů provedli Michael Faraday, Alessandro Volta, Luigi Galvani, Andre-Marie Ampere a Georg Simon Ohm. Tato skupina vědců byla zodpovědná za vytvoření základu měření elektřiny, což znamenalo počátek moderní elektrické technologie. Po následném vynálezu žárovky Thomase Edisona následovala v roce 1882 výroba první komerční elektrické elektrárny na Manhattanu v New Yorku.

Jak užitečná a potřebná je elektřina v našem každodenním životě, přispívají k tomu i prostředky, kterými se vyrábí globální oteplování problém významnými způsoby. Akumulované účinky spalování fosilních paliv přímo přispívají k tepelnému faktoru, který ovlivňuje naše globální teploty. Plyny oxidu uhličitého, plyny emitované při spalování fosilních paliv, jsou nejvíce škodlivými znečišťujícími látkami. Naštěstí se vyvíjejí nové technologie využívající čistší energetické látky, které by nahradily používání fosilních paliv při výrobě elektřiny.