Πώς παράγεται η ηλεκτρική ενέργεια;

Η ηλεκτρική ενέργεια είναι ένα από τα πιο καλά χρησιμοποιημένα δώρα μας από τη φύση. Η εκμάθηση του χειρισμού και της χρήσης αυτού του φυσικού στοιχείου έχει αλλάξει δραματικά τον καθημερινό τρόπο ζωής μας με αμέτρητους τρόπους. Αυτό το άρθρο περιγράφει τη βασική διαδικασία πίσω από τον τρόπο λειτουργίας της ηλεκτρικής ενέργειας και τον τρόπο παραγωγής της.

Η ηλεκτρική ενέργεια είναι ένα από τα πιο βασικά στοιχεία μας που υπήρχε πάντα στον πλανήτη μας. Μόνο στα τέλη του 19ου αιώνα οι επιστήμονες ανακάλυψαν πώς να εκμεταλλευτούν αυτήν την πηγή ενέργειας. Τα φυσικά μέταλλα όπως το αλουμίνιο, ο χαλκός, ο ασήμι και ο χρυσός είναι υλικά που φυσικά μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα όταν υπάρχουν οι σωστοί μηχανισμοί. Ο λόγος για αυτό έγκειται στον τρόπο κατασκευής των ατόμων τους. Η ηλεκτρική ενέργεια συμβαίνει όταν διεγείρονται τα ηλεκτρόνια που περιβάλλουν τον πυρήνα ενός ατόμου. Τα ηλεκτρόνια είναι κατασκευασμένα από ενέργεια, οπότε οποιαδήποτε αναταραχή που εφαρμόζεται προκαλεί τη διασπορά αυτής της ενέργειας. Μεταλλικά άτομα

Για να ρέει ηλεκτρική ενέργεια, πρέπει να δημιουργηθεί και να διατηρηθεί ρεύμα. Αυτό γίνεται χρησιμοποιώντας μια συσκευή γεννήτριας. Οι γεννήτριες είναι αυτές που κρατούν τα ηλεκτρόνια διεγερμένα και κινούμενα. Αυτή η διαδικασία παραγωγής ενέργειας, στην πραγματικότητα, δημιουργεί όλο και περισσότερο την ίδια. Μόλις εκτελεστεί ένα ρεύμα ενέργειας ή ηλεκτρικής ενέργειας, οι συσκευές που ονομάζονται μετασχηματιστές είναι υπεύθυνες για την κατεύθυνση της ροής έτσι ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κάποια μορφή χρήσης. Το ηλεκτρικό ρεύμα λειτουργεί πιο αποτελεσματικά κατά μήκος καλωδίωσης αλουμινίου ή χαλκού. Ο μηχανισμός γεννήτρια ενεργεί ως μαγνητική δύναμη που διεγείρει τα ρεύματα ηλεκτρονίων κατά τη διάρκεια της καλωδίωσης. Έτσι παράγεται η ηλεκτρική ενέργεια.

Σε μαζική κλίμακα, υπάρχουν διάφοροι τρόποι παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, πολλοί από τους οποίους βασίζονται στον ατμό ως πηγή κινητικής ενέργειας. Μηχανές που ονομάζονται στρόβιλοι, αποτελούνται από ένα μεγάλο καλώδιο που περικλείεται από ένα μαγνητικό περίβλημα, αναγκάζονται να περιστρέφονται από την κινητική ενέργεια που παράγεται από τον ατμό. Καθώς ο στρόβιλος περιστρέφεται, οι μαγνητικές δυνάμεις διεγείρουν τα ηλεκτρόνια του σύρματος, γεγονός που προκαλεί τη δημιουργία ηλεκτρικών ρευμάτων. Οι μετασχηματιστές στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση της ροής ρεύματος προς και από μια μονάδα παραγωγής ενέργειας. Ο ατμός που απαιτείται για την κίνηση αυτών των στροβίλων μπορεί να παραχθεί με καύση ορυκτών καυσίμων όπως πετρέλαιο, φυσικό αέριο και άνθρακα ή μέσω πυρηνικής ενέργειας διαχωρίζοντας υλικό ουρανίου. Και στις δύο περιπτώσεις, η θερμότητα δημιουργείται ως μέσο συμπύκνωσης μεγάλων ποσοτήτων νερού στον ατμό. Άλλες μέθοδοι λειτουργίας ενός στροβίλου χρησιμοποιούν άνεμο, φυσικό αέριο ή απλό νερό για να παρέχουν τη φυσική δύναμη που απαιτείται για την περιστροφή του στροβίλου. .

Η πρώτη τεκμηριωμένη επίπτωση του τρόπου παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας καταγράφηκε στα μέσα του 18ου αιώνα από τους Benjamin Franklin και William Watson. Το γνωστό πείραμα του Φράνκλιν χρησιμοποιώντας ένα χαρταετό και ένα κλειδί σε μια καταιγίδα αστραπής οδήγησε στην εφεύρεση της κεραυνού. Ο Φράνκλιν πιστώνεται επίσης για τον εντοπισμό των θετικών και αρνητικών δυνατοτήτων στα ηλεκτρικά ρεύματα. Περαιτέρω μελέτη αυτού του φαινομένου πραγματοποιήθηκε από τους Michael Faraday, Alessandro Volta, Luigi Galvani, Andre-Marie Ampere και Georg Simon Ohm. Αυτή η ομάδα επιστημόνων ήταν υπεύθυνη για τη δημιουργία μιας βάσης μέτρησης για την ηλεκτρική ενέργεια, η οποία σηματοδότησε την αρχή της σύγχρονης ηλεκτρικής τεχνολογίας. Η επακόλουθη εφεύρεση του λαμπτήρα από τον Thomas Edison ακολούθησε η κατασκευή του πρώτου εμπορικού σταθμού ηλεκτρικής ενέργειας στο Μανχάταν της Νέας Υόρκης, το 1882.

Όσο χρήσιμη και αναγκαία είναι η ηλεκτρική ενέργεια μέσα στην καθημερινή μας ζωή, τα μέσα με τα οποία παράγονται συμβάλλουν στη δική μας παγκόσμια υπερθέρμανση πρόβλημα με σημαντικούς τρόπους. Τα συσσωρευμένα αποτελέσματα που παράγονται από την καύση ορυκτών καυσίμων προσθέτουν άμεσα τον παράγοντα θερμότητας που επηρεάζει τις παγκόσμιες θερμοκρασίες μας. Τα αέρια διοξειδίου του άνθρακα, τα αέρια που εκπέμπονται όταν καίγονται ορυκτά καύσιμα, είναι τα πιο επιβλαβή μολυσματικά. Ευτυχώς, αναπτύσσονται νέες τεχνολογίες που χρησιμοποιούν καθαρότερους ενεργειακούς παράγοντες για να αντικαταστήσουν τη χρήση ορυκτών καυσίμων στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.