Spiegazione: che cos'è l'elettricità?

L'elettricità è una forma di energia. L'elettricità è il flusso di elettroni. Tutta la materia è formata da atomi e un atomo ha un centro, chiamato nucleo. Il nucleo contiene particelle cariche positivamente chiamate protoni e particelle non caricate chiamate neutroni. Il nucleo di un atomo è circondato da particelle cariche negativamente chiamate elettroni. La carica negativa di un elettrone è uguale alla carica positiva di un protone e il numero di elettroni in un atomo è solitamente uguale al numero di protoni. Quando la forza di bilanciamento tra protoni ed elettroni viene sconvolta da una forza esterna, un atomo può guadagnare o perdere un elettrone. Quando gli elettroni vengono "persi" da un atomo, il libero movimento di questi elettroni costituisce una corrente elettrica.

elettricità è una parte fondamentale della natura ed è una delle nostre forme di energia più utilizzate. Otteniamo l'elettricità, che è una fonte di energia secondaria, dalla conversione di altre fonti di energia energia, come carbone, gas naturale, petrolio, energia nucleare e altre fonti naturali, che sono chiamate primarie fonti. Molte città e cittadine furono costruite accanto alle cascate (una fonte primaria di energia meccanica) che giravano le ruote idrauliche per eseguire i lavori. Prima che la produzione di elettricità iniziasse leggermente più di 100 anni fa, le case venivano illuminate con lampade a cherosene, il cibo veniva raffreddato in ghiacciaie e le stanze venivano riscaldate da stufe a legna o carbone. Iniziando con

Per risolvere il problema dell'invio di elettricità su lunghe distanze, George Westinghouse sviluppato un dispositivo chiamato trasformatore. Il trasformatore ha permesso all'elettricità di essere trasmessa in modo efficiente su lunghe distanze. Ciò ha permesso di fornire elettricità alle case e alle imprese situate lontano dalla centrale elettrica.

Nonostante la sua grande importanza nella nostra vita quotidiana, la maggior parte di noi raramente si ferma a pensare a come sarebbe la vita senza elettricità. Eppure, come l'aria e l'acqua, tendiamo a dare l'elettricità per scontata. Ogni giorno utilizziamo l'elettricità per svolgere molte funzioni per noi: dall'illuminazione e dal riscaldamento / raffreddamento delle nostre case all'essere la fonte di energia per televisori e computer. L'elettricità è una forma controllabile e conveniente di energia utilizzata nelle applicazioni di calore, luce ed energia.

Oggi, l'industria dell'energia elettrica degli Stati Uniti (USA) è istituita per garantire che sia disponibile un'adeguata fornitura di elettricità per soddisfare tutti i requisiti della domanda in un dato istante.

Un generatore elettrico è un dispositivo per convertire l'energia meccanica in energia elettrica. Il processo si basa sul relazione tra magnetismo ed elettricità. Quando un filo o qualsiasi altro materiale elettricamente conduttivo si muove attraverso un campo magnetico, si verifica una corrente elettrica nel filo. I grandi generatori utilizzati dall'industria dei servizi elettrici hanno un conduttore stazionario. Un magnete attaccato all'estremità di un albero rotante è posizionato all'interno di un anello conduttore fisso avvolto da un lungo filo continuo. Quando il magnete ruota, induce una piccola corrente elettrica in ogni sezione del filo mentre passa. Ogni sezione di filo costituisce un piccolo conduttore elettrico separato. Tutte le piccole correnti di singole sezioni si sommano a una corrente di dimensioni considerevoli. Questa corrente è ciò che viene utilizzato per l'energia elettrica.

Una centrale elettrica elettrica utilizza una turbina, un motore, una ruota idraulica o simili macchina per guidare un generatore elettrico o un dispositivo che converte energia meccanica o chimica in di energia elettrica. Le turbine a vapore, i motori a combustione interna, le turbine a gas, le turbine ad acqua e le turbine eoliche sono i metodi più comuni per generare elettricità.

La maggior parte dell'elettricità negli Stati Uniti è prodotta in turbine a vapore. Una turbina converte l'energia cinetica di un fluido in movimento (liquido o gas) in energia meccanica. Le turbine a vapore hanno una serie di pale montate su un albero contro il quale viene forzato il vapore, ruotando così l'albero collegato al generatore. In una turbina a vapore a combustibile fossile, il combustibile viene bruciato in una fornace per riscaldare l'acqua in una caldaia per produrre vapore.

Carbone, petrolio (petrolio) e gas naturale vengono bruciati in grandi fornaci per riscaldare l'acqua per produrre vapore che a sua volta spinge sulle pale di una turbina. Sapevi che il carbone è la più grande fonte primaria unica di energia utilizzata per generare elettricità negli Stati Uniti? Nel 1998, oltre la metà (52%) dei 3,62 trilioni di chilowattora di elettricità della contea ha utilizzato il carbone come fonte di energia.

Il gas naturale, oltre a essere bruciato per riscaldare l'acqua per il vapore, può anche essere bruciato per produrre caldo gas di combustione che passano direttamente attraverso una turbina, facendo girare le pale della turbina per generare di energia elettrica. Le turbine a gas sono comunemente utilizzate quando l'utilizzo di energia elettrica è molto richiesto. Nel 1998, il 15% dell'elettricità della nazione era alimentato da gas naturale.

Il petrolio può anche essere usato per produrre vapore per far girare una turbina. L'olio combustibile residuo, un prodotto raffinato dal petrolio greggio, è spesso il prodotto petrolifero utilizzato negli impianti elettrici che utilizzano petrolio per produrre vapore. Il petrolio è stato utilizzato per generare meno del tre percento (3%) di tutta l'elettricità generata negli impianti elettrici statunitensi nel 1998.

Energia nucleare è un metodo in cui il vapore viene prodotto riscaldando l'acqua attraverso un processo chiamato fissione nucleare. In una centrale nucleare, un reattore contiene un nucleo di combustibile nucleare, principalmente uranio arricchito. Quando gli atomi di combustibile all'uranio vengono colpiti dai neutroni, fissione (scissione), rilasciando calore e più neutroni. In condizioni controllate, questi altri neutroni possono colpire più atomi di uranio, scindere più atomi e così via. Pertanto, può avvenire una fissione continua, formando una reazione a catena che rilascia calore. Il calore viene utilizzato per trasformare l'acqua in vapore, che a sua volta gira una turbina che genera elettricità. Nel 2015, l'energia nucleare viene utilizzata per generare il 19,47 percento di tutta l'elettricità del paese.

A partire dal 2013, l'energia idroelettrica rappresenta il 6,8 per cento della produzione di elettricità negli Stati Uniti. È un processo in cui l'acqua corrente viene utilizzata per far girare una turbina collegata a un generatore. Esistono principalmente due tipi base di sistemi idroelettrici che producono elettricità. Nel primo sistema, l'acqua che scorre si accumula nei bacini creati dall'uso delle dighe. L'acqua cade attraverso un tubo chiamato una saracinesca e applica pressione contro le pale della turbina per guidare il generatore a produrre elettricità. Nel secondo sistema, chiamato run-of-river, la forza della corrente fluviale (piuttosto che l'acqua che cade) applica pressione alle pale della turbina per produrre elettricità.

Energia geotermica proviene da energia termica sepolta sotto la superficie della terra. In alcune aree del paese, il magma (materia fusa sotto la crosta terrestre) scorre abbastanza vicino al superficie della terra per riscaldare l'acqua sotterranea in vapore, che può essere sfruttato per l'uso con turbina a vapore impianti. A partire dal 2013, questa fonte di energia genera meno dell'1% dell'elettricità nel paese, anche se una valutazione da parte degli Stati Uniti Energy L'amministrazione dell'informazione che nove stati occidentali possono potenzialmente produrre abbastanza elettricità per fornire il 20 percento della nazione fabbisogno energetico.

L'energia solare deriva dall'energia del sole. Tuttavia, l'energia del sole non è disponibile a tempo pieno ed è ampiamente diffusa. I processi utilizzati per produrre elettricità utilizzando l'energia del sole sono stati storicamente più costosi rispetto all'utilizzo di combustibili fossili convenzionali. La conversione fotovoltaica genera energia elettrica direttamente dalla luce del sole in una cella fotovoltaica (solare). I generatori elettrici solari termici utilizzano l'energia radiante del sole per produrre vapore per azionare le turbine. Nel 2015, meno dell'1% dell'elettricità della nazione è stata fornita da energia solare.

Energia eolica deriva dalla conversione dell'energia contenuta nel vento in elettricità. L'energia eolica, come il sole, è generalmente una fonte costosa di produzione di elettricità. Nel 2014, è stato utilizzato per circa il 4,44 per cento dell'elettricità della nazione. Una turbina eolica è simile a un tipico mulino a vento.

La biomassa (legno, rifiuti solidi urbani (immondizia) e rifiuti agricoli, come pannocchie di mais e paglia di grano, sono alcune altre fonti di energia per la produzione di elettricità. Queste fonti sostituiscono i combustibili fossili nella caldaia. La combustione di legna e rifiuti crea vapore che viene normalmente utilizzato negli impianti elettrici a vapore convenzionali. Nel 2015, la biomassa rappresenta l'1,57 percento dell'elettricità generata negli Stati Uniti.

L'elettricità prodotta da un generatore viaggia lungo i cavi verso un trasformatore, che cambia l'elettricità da bassa tensione ad alta tensione. L'elettricità può essere spostata su lunghe distanze in modo più efficiente utilizzando l'alta tensione. Le linee di trasmissione vengono utilizzate per trasportare l'elettricità in una sottostazione. Le sottostazioni hanno trasformatori che cambiano l'elettricità ad alta tensione in elettricità a bassa tensione. Dalla sottostazione, le linee di distribuzione portano l'elettricità a case, uffici e fabbriche, che richiedono elettricità a bassa tensione.

L'elettricità è misurata in unità di potenza chiamate watt. È stato chiamato per onorare James Watt, l'inventore del motore a vapore. Un watt è una quantità molto piccola di potenza. Richiederebbe quasi 750 watt per equivalere a una potenza. Un chilowatt rappresenta 1.000 watt. Un chilowattora (kWh) è uguale all'energia di 1.000 watt che lavorano per un'ora. La quantità di elettricità generata da una centrale elettrica o utilizzata da un cliente per un periodo di tempo viene misurata in chilowattora (kWh). Le chilowattora sono determinate moltiplicando il numero di kW richiesti per il numero di ore di utilizzo. Ad esempio, se si utilizza una lampadina da 40 watt 5 ore al giorno, sono stati utilizzati 200 watt di potenza o 0,2 kilowattora di energia elettrica.

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