18新利最新登入电是如何工作的

即使他们没有完全理解,古人知道电力。米利都的泰勒斯希腊哲学家称为一个传奇七智者,可能是人类第一次研究电力,大约在公元前600年由与毛皮摩擦琥珀——树脂化石,他能够吸引灰尘、羽毛和其他轻量级对象。这是第一个实验静电学,固定电荷或静电的研究。事实上,这个词电力来自希腊镁铝合金,这意味着琥珀。

实验不会持续到17世纪。当威廉·吉尔伯特,一位英国医生和业余科学家,开始研究磁性和静电。他反复研究米利都的泰勒斯,摩擦对象和收费通过摩擦。当一个对象吸引或排斥,他创造了“电”一词来形容的力量在起作用。他说,这些部队发展,因为除去流体摩擦行动,或“幽默”,从一个对象,留下一个“臭气”,或大气,。

这个概念——电力存在流体,一直持续到1700年代。1729年,英国科学家史蒂芬·格雷发现特定的材料,如丝绸、不导电。他的解释是,吉尔伯特描述的神秘液体穿过物体或可能阻碍了旅行。科学家们甚至建立了罐液体和研究它的影响。荷兰仪器制造商埃瓦尔德·冯·克莱斯特和Pieter van Musschenbroek现在称为创建莱顿瓶,一个玻璃罐中包含水和钉子,可以存储一个电荷。Musschenbroek第一次使用jar时,他收到了巨大的冲击。

到1700年代末,科学界开始得到一个清晰的电是怎样工作的。18新利最新登入本杰明•富兰克林跑在1752年著名的风筝实验,证明闪电是电。他还提出了这个想法,电力有正面和负面的元素和流是由正转负。大约30年后,法国科学家名叫查尔斯·奥古斯汀的德库仑进行几个实验来确定变量影响电子的力量。他的工作了库仑定律,即同性相斥,相反电荷吸引,与力量成正比的产品费用和它们之间的距离的平方成反比。

库仑定律能计算任意两个之间的静电力带电物体,但它没有透露这些指控的基本性质。正电和负电的来源是什么?在下一节中我们将看到,科学家能够回答这个问题在1800年代。

19世纪末,科学是快速移动速度令人印象深刻。汽车和飞机即将改变世界的方式移动,和电力稳步进入越来越多的家庭。即使一天科学家仍然认为电是模糊的神秘的东西。直到1897年,科学家发现了电子的存在,这就是现代的电力开始。

事,正如你可能知道的,由原子。分解的东西足够小的片段,你最终原子核以及围绕它的一个或多个电子,每个都有一个负电荷。在许多材料中,电子是被紧紧地束缚着的原子。木材、玻璃、塑料、陶瓷、空气、棉花——这些都是材料的例子电子坚持他们的原子。由于这些原子非常愿意分享电子,这些材料不能导电,。这些材料是电气绝缘材料。

然而,大多数金属电子可以从18新利最新登入原子分离和邮政编码。这些被称为自由电子。松电子方便电流经这些材料,所以它们被称为电导体。他们导电。移动电子传输电能从一个点到另一个地方。

我们中的一些人在HowStu18新利最新登入ffWorks.com喜欢把原子作为宠物狗和电子跳蚤。狗住或栅栏围起的区域内,从而使那些讨厌的跳蚤控制,相当于一个电绝缘体。然而,那些杂种狗将电导体。18新利最新登入如果你有一个社区的室内,养尊处优的哈巴狗和非隔离的一个邻居巴吉度猎犬跑野,你认为哪一组能爆发的跳蚤传播最快的吗?

因此,电力需求移动导体。也有一些使电力流从一个点到另一个导体。电流的一种方法是使用一个发电机。

如果你曾经搬纸夹着磁铁或死亡时间安排金属碎屑变成胡子“Willy ?”玩具,然后你涉足背后的基本原则,即使是最复杂的发电机。负责那些排队的磁场的金属转化成一个合适的莫霍克发型是由于电子的运动。移动磁铁对一个纸夹,你会强迫剪辑的电子移动。同样,如果你让电子通过金属丝,就形成了一种磁场线。

由于羊毛威利,我们可以看到,有一个明确的电和磁的现象之间的联系。一个发电机只是一个装置,移动附近的磁铁产生源源不断的电子线。行动部队这一运动变化很大,从手曲柄和蒸汽机核裂变,但原理是相同的。

一个简单的方法去思考一个发电机是它像一个泵推动的想像水通过一个管道。只有把水推,而是一个发电机使用磁铁推动电子。这有点过于简单化了,但它描绘了一幅有用的属性在发电机工作。水泵将一定数量的水分子和应用一定的压力。同样,磁铁在发电机将一定数量的电子和一定量的“压力”适用于电子。

在一个电路,电子运动叫做的数量安培数或当前的,它是测量安培。“压力”推动的电子称为电压和测量伏。例如,一台发电机每分钟1000转可能产生1安培6伏。1安培是电子移动的数量(1安培的身体意味着6.24 x 10¹⁸电子穿过导线每秒钟),电压是这些电子背后的压力。

现代电站发电机形式的心。在下一节中,我们将看一看其中一个站点是如何工作的。18新利最新登入

迈克尔·法拉第发电机的线圈的铜线旋转磁铁的两极之间产生一个稳定电流。旋转磁盘的一个方法是手工曲柄,但这不是一个可行的方法来发电。另一个选择是把发电机的轴涡轮机,然后让其他一些能源动力涡轮。下降的水就是这样一个能源来源,事实上,有史以来第一个主要植物利用的巨大动能由尼亚加拉大瀑布。

1895年乔治西屋打开,植物,但其操作的原则变化不大。首先,工程师跨河建一座水坝来创建一个存储水的水库。他们放置一个进水口附近的大坝的底部墙,使水流从水库和通过一个狭窄的通道称为消防栓。涡轮,想象一个巨大的螺旋桨坐在水渠的结束。涡轮的轴上升到发电机。当水流穿过涡轮,它旋转,旋转的轴,反过来,旋转发电机的铜线圈。随着铜线圈内旋转磁铁,产生电力。电线连接到发电机把电力从发电厂到家庭和企业。西屋的尼亚加拉大瀑布植物能够传输电力超过200英里(322公里)。

并不是所有的发电厂依靠水位下降。许多利用蒸汽,这就像一个流体,因此能量转移到涡轮机,最终,一个发电机。最受欢迎的方法,使蒸汽是通过烧煤来加热水。也可以使用控制核反应将水变成蒸汽。你可以读到各种类型的电站18新利最新登入水电站是如何工作的,18新利最新登入风力发电的工作原理和18新利最新登入核能是如何工作的。只是记住他们所有的工作在相同的基本原理,把机械能——旋转的涡轮机——转化为电能。

当然,使用发电机发电仅仅是个开始。你让你的电子沿着之后,您将需要一个电路做任何事。找出为什么。

当你加载一个电池电子设备,你不只是释放的电力,并将其发送给做一个任务。带负电荷的电子希望旅游的积极部分电池——如果他们必须加快你的个人电动剃须刀一路上,他们会这样做。在一个非常简单的层面上,它就像水流流和被迫把水轮从A点到B点。

无论你使用的是电池,燃料细胞或者一个太阳能细胞发电,三件事总是相同的:

你可以连接任何类型的负载,如灯泡或电动机,中间的电路。电力的来源将电力负载,负载将执行任何任务进行设计,从一个轴旋转来产生光。

电路可以相当复杂,但基本上你总是有电力的来源(如电池),一个负载和两个电线把电力。电子从源移动,通过加载和回源。

移动电子能量。电子从一个位置移动到另一个,他们能做的工作。在一个白炽灯泡,例如,电子的能量用于创建热,热就产生了光。在一个电动马达,电子的能量创造了一个磁场,这可以与其他领域磁铁(通过磁引力和斥力)来创建运动。因为汽车是如此重要的日常活动,因为它们在本质上,发电机在反向工作,在下一节中,我们将更仔细地检查它们。

我们已经讨论过,发电机将机械能转换为电能。电机工作在相同的原则,但在相反的方向,它将电能转化为机械能。要做到这一点,一个电机需要一种特殊的磁铁称为一个电磁铁。在其最简单的形式,这包括一个铁条裹在线圈的电线。如果你通过一个电流通过电线,铁条形成一个磁场,它变成了一个磁铁,明确的南北两极。关闭当前,磁性消失。

本身,电磁铁是有用的东西。您可以使用它们来接金属物体,把对象的某个地方,然后通过关掉电源。例如,盖屋顶用它们来接指甲,减少了事故房主的院子里。和破坏码起重机内置电磁铁强大到足以捡起并将整个汽车。

电磁铁是特别有用当他们放在两个固定磁铁之间的一个轴。如果磁铁的南极坐落在一个固定的南极磁铁和它的北极与其他固定磁铁的北极,电磁铁会旋转,直到磁极排队。这不会是非常有用的,除了电磁铁的极性取决于电流的方向。通过电流在一个方向上,磁铁的北极将一侧;反向电流,北极将另一侧。在汽车中,设备称为换向器相反的方向流动的电流。作为电磁铁的两极来回翻转,磁铁能够不间断地旋转。当然这是一个简短的解释,所以你可能会想读18新利最新登入电动机的工作原理所有的细节。

事实证明,一个电动马达中创建的机械能可以好好利用各种各样的机器。许多工具在你的车库,在家里电器和玩具的孩子玩依赖汽车。这些汽车需要大电流操作。其他人,如小型直流电机用于机器人和模型,只需要很少的电压或电流有效地执行。我们将继续我们的谈话在下一节关于电压和电流。

正如前面提到的,在电路的电子运动被称为当前,以安培。沿着被称为“压力”推动电子伏特的电压和测量。如果你住在美国,墙上的电源插座的你的房子或公寓提供120伏特。

如果你知道涉及的安培和伏,你可以决定了电力消耗,我们通常测量瓦特时或千瓦时。想象一下,你把空间加热器插到墙上的插座。你测量的电流从墙上的插座加热器,它出来10安培。这意味着它是一个1200瓦的加热器。如果你乘以伏特,安培,你得到功率。在这种情况下,120伏特乘以10安培= 1200瓦。这适用于任何电器。如果你塞在一个光和它吸引了半个amp,这是一个60瓦灯泡。

假设你打开空间加热器,然后看看外面的功率计。计的目的是测量流入你的房子的电力,电力公司可以比尔。假设,我们知道这是不可能,没有其他的房子,只计是测量电加热器使用的空间。

你的空间加热器使用1.2千瓦(1200瓦)。如果你离开一小时的空间加热器,您将使用1.2千瓦的电力。如果你的电力公司指控你10美分每千瓦时,电力公司会收你为每小时12美分,你离开你的空间加热器。

现在让我们再添加一个电流和电压的因素:电阻,这是测量欧姆。我们可以扩展水类比来理解阻力。电压等于水的压力,目前相当于流量和阻力就像管的大小。

电气工程的基本方程称为欧姆定律说明了这三个方面是如何联系的。18新利最新登入电流等于电压除以电阻。这样写:

I = V / R

在哪里我代表当前(以安培),V电压(伏特)和吗R象征着电阻(欧姆测量)。

假设你有一箱压水连接软管,你使用给花园浇水了。如果你增加压力罐,更多的水软管的出来,对吧?也是如此的电气系统:增加电压将导致更大的电流。

现在说你增加软管的直径和槽的所有配件。这种调整也将使更多的水软管。这就像电气系统的阻力减少,这就增加了电流。

当你看到一个正常的白炽灯泡,你可以看到水的比喻。一个灯泡的灯丝是极细线。这薄丝抗拒电子的流动。你可以计算导线的电阻与电阻方程。

假设你有一个120瓦的灯泡插到墙上的插座。的电压是120伏,一个120瓦的灯泡1安培流经它。你可以通过重新排列计算灯丝的电阻方程:

R = V / I

电阻是120欧姆。

除了这些核心电气概念,实际电流的两个品种之间的区别。一些电流直接和交变电流,这是一个非常重要的区别。

电池,燃料细胞和太阳能细胞都会产生一种叫做直流电(直流)。电池的正极和负极端子,分别,积极的和消极的。当前这两个终端之间总是在同一方向流动。

来自发电厂的电力,另一方面,交流电(交流)。电流的方向逆转,或交替,每秒60次(在美国)或每秒50次(在欧洲,例如)。墙壁插座的电源可用在美国是120伏,60赫兹交流电源。

交流电的大优势为电网提供的事实是它相对容易改变电源的电压,称为使用设备变压器。电力公司节省大量的钱这种方式,使用高电压远距离传输能量。

18新利最新登入这是如何工作的呢?好吧,假设你有一个发电厂能产生100万瓦的电力。一种传输功率会发送100万安培1伏特。另一种方式将会发送1安培100万伏特。发送1安培,只需要一根细导线,而不是大部分的权力失去了在传输过程中加热。发送100万安培将需要一个巨大的线。

所以电力公司将交流电转换为高电压传输(如100万伏特),然后把它回到低电压分布(如1000伏特),最后到120伏在家里安全。你可以想象,这是一个很难杀死的人比100万和120伏伏(今天大多数电死亡是完全避免使用GFCI网点)。要了解更多,请阅读18新利最新登入电网是如何工作的。

有一个主要电气概念了,我们还没有讨论:接地。

电力的主题出现时,你会经常听到电气接地,或地面。例如,发电机将说,“一定要连接到一个地球地面使用前,“或设备可能会警告说,“不要使用不适当的地面。”

事实证明,电力公司使用地球为电力系统的线路之一。地球是一个很好的导体,它是巨大的,所以它是一个方便的返回路径电子。“地面”配电电网就是周围的地面你当你在外面散步。它是泥土、岩石、地下水等。

如果你看一个电线杆,你可能能够发现一个裸线下来的。这直接连接地线的天线到地面。每一个地球上的电线杆都有裸露的电线。如果你看过电力公司安装一个新的,你会发现最终的裸线是钉在线圈的基础。线圈是在直接接触地球钢管安装后,和被埋6到10英尺(2至3米)的地下。如果你仔细检查杆子,你会发现两极之间运行的地线连接到这个直接连接到地面。

同样,功率计在你的房子或公寓附近有一个6英尺(2米)长铜杆钉在地上。地面插头和你家所有的中性插头的插座连接杆。我们的文章18新利最新登入电网是如何工作的还谈到了这个问题。

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