Električna energija jedan je od naših najčešće korištenih darova prirode. Naučiti kako manipulirati i koristiti ovaj prirodni element dramatično je promijenilo naš svakodnevni životni stil na bezbroj načina. Ovaj članak raspravlja o osnovnom procesu rada i rada električne energije.
Identifikacija
Električna energija jedan je od naših najosnovnijih elemenata koji je uvijek bio prisutan na našem planetu. Tek krajem 19. stoljeća znanstvenici su otkrili kako iskoristiti ovaj izvor energije. Prirodni metali kao što su aluminij, bakar, srebro i zlato su materijali koji prirodno provode električnu struju kada postoje pravi mehanizmi. Razlog tome leži u načinu na koji su konstruirani njihovi atomi. Struja se događa kada se potaknu elektroni koji okružuju jezgru atoma. Elektroni su stvoreni od energije, pa svako miješanje uzrokuje da se ta energija rasprši. Atomi metala dobri su dirigenti jer njihove jezgre labavo drže svoje udaljene elektrone, što olakšava stimuliranje tih elektrona. Materijali poput stakla i drva imaju jezgre koje čvrsto drže elektrone, zbog čega su ti materijali loši vodiči električne energije.
Funkcija
Da bi struja mogla teći, mora se stvoriti i održavati struja. To se radi pomoću generatora. Generatori su ti koji održavaju elektrone stimuliranim i u pokretu. Ovaj proces stvaranja energije zapravo stvara sve više i više istog. Jednom kad se provede struja energije ili električne energije, uređaji zvani transformatori odgovorni su za usmjeravanje protoka kako bi se mogao koristiti u neki oblik. Električna struja prolazi najučinkovitije duž aluminijskih ili bakrenih ožičenja. Mehanizam generatora tada djeluje kao magnetska sila koja stimulira strujanje elektrona duž ožičenja. Tako nastaje električna energija.
Vrste
U masovnim razmjerima postoji nekoliko načina za proizvodnju električne energije, od kojih se mnogi oslanjaju na paru kao izvor kinetičke energije. Strojevi koji se nazivaju turbinama, a sastoje se od velike žice obavijene magnetskim kućištem, prisiljeni su vrtjeti se kinetičkom energijom koju stvara para. Kako se turbina okreće, magnetske sile stimuliraju elektrone žice, što uzrokuje stvaranje električnih struja. Tada se transformatori koriste za regulaciju protoka struje u i iz elektrane. Para potrebna za pogon ovih turbina može se stvoriti spaljivanjem fosilnih goriva poput nafte, plina i ugljena ili nuklearnom energijom cijepanjem uranovog materijala. U oba slučaja toplina se stvara kao sredstvo za kondenzaciju velikih količina vode u paru. Druge metode rada turbine koriste vjetar, prirodni plin ili običnu vodu kako bi se osigurala fizička sila potrebna za okretanje turbine. .
Povijest
Prvu dokumentiranu učestalost izrade električne energije zabilježili su sredinom 18. stoljeća Benjamin Franklin i William Watson. Franklinov poznati eksperiment pomoću zmaja i ključa u munjevitoj oluji doveo je do izuma gromobrana. Franklin je također zaslužan za prepoznavanje pozitivnih i negativnih potencijala unutar električnih struja. Daljnja proučavanja ovog fenomena poduzeli su Michael Faraday, Alessandro Volta, Luigi Galvani, Andre-Marie Ampere i Georg Simon Ohm. Ova skupina znanstvenika bila je odgovorna za uspostavljanje osnova mjerenja električne energije, što je označilo početak moderne električne tehnologije. Naknadni izum žarulje Thomas Edison praćen je izradom prve komercijalne električne elektrane na Manhattanu u New Yorku 1882. godine.
Upozorenje
Koliko god je električna energija korisna i potrebna u našem svakodnevnom životu, način na koji se proizvodi doprinosi našem globalno zatopljenje problem na značajne načine. Akumulirani učinci nastali izgaranjem fosilnih goriva izravno pridonose faktoru topline koji utječe na naše globalne temperature. Ugljični dioksid, plinovi koji se emitiraju pri sagorijevanju fosilnih goriva, najviše štete zagađivačima. Srećom, razvijaju se nove tehnologije koje koriste čistija energetska sredstva kako bi se zamijenila uporaba fosilnih goriva u proizvodnji električne energije.