Mikä on sähkö ja miten sähkö tuotetaan ja käytetään

On olemassa keksintöjä, jotka ovat muuttaneet ihmiskunnan sivilisaatiota. Ensimmäinen keksintö oli pyörä, toinen keksintö oli sähkö, kolmas keksintö oli tietoliikenne ja neljäs keksintö oli tietokone. Keskustelemme sähkön perustiedosta. Jokainen aine tässä maailmankaikkeudessa on tehty paljon atomista, ja jokaisella atomilla on sama määrä negatiivisia elektroneja ja positiivisia protonia.

Tämän vuoksi voimme sanoa, että jokaisella neutraalilla aineella on sama määrä elektroneja ja protonia. Protonit eivät liiku ja ne ovat vahvasti kiinni atomin ytimessä. Elektronit ovat myös sidoksissa atomeihin ja kiertävät ympäri ydin eri tasoilla. Mutta jotkut elektronit voivat liikkua vapaasti tai päästä ulos kiertoradastaan ulkoisten vaikutusten vuoksi. Nämä vapaiden sekä löyhästi sidottujen elektronien aiheuttavat sähköä.

Neutraalissa tilassa elektronien ja protonien määrä on sama jokaisessa aineessa. Mutta jos jotenkin aineessa elektronien määrä tulee suuremmaksi kuin protonien määrä, aine tulee negatiivisesti varautuneeksi, koska jokaisen elektronin kokonaisvaraus on negatiivinen. Jos aineessa elektronien määrä tulee pienemmäksi kuin protonien määrä, aine tulee positiivisesti varautuneeksi.

Vapaiden elektronien keskittymän pyrkimys on aina tasainen. Tämä on ainoa syy sähköä. Selitämme tämän yksityiskohtaisemmin. Kun kaksi eri tavalla varautunutta johtavaa kappaletta tulevat yhteyteen, elektronit korkeammasta elektronikeskittymästä siirtyvät alhaisempaan elektronikeskittymään tasapainottaakseen molempien kappaleiden elektronikeskittymän. Tämä varausten (koska elektronit ovat varautuneita osia) liike on sähkö.

Sähkön liittyvät termit

1. Sähköinen varaus: Kuten aiemmin mainitsimme, neutraalissa kappaleessa elektronien ja protonien määrä on sama. Negatiivisen varauksen ja positiivisen varauksen määrä on myös sama neutraalissa kappaleessa, koska sähköinen varaus elektronissa ja protonissa on numeerisesti sama, mutta niiden polaarisuus on päinvastainen. Mutta mikä tahansa syy, joka häiriilee elektronien ja protonien tasapainon kappaleessa, saa kappaleen sähköisesti varautumaan. Jos elektronien määrä on suurempi kuin protonien määrä, kappale tulee negatiivisesti varautuneeksi, ja varauksen määrä riippuu ylijäämäisestä elektronien määrästä kappaleessa. Samalla tavalla voimme selittää kappaleen positiivisen varauksen. Tässä tapauksessa elektronien määrä on pienempi kuin protonien määrä. Kappaleen positiivisuus riippuu protonien ja elektronien erotuksesta kappaleessa.

2. Sähkövirta: Kun varaus virtaa yhdestä pisteestä toiseen tasapainottaakseen varaustilanteen, varauksen virtauksen nopeutta kutsutaan sähkövirtaksi. Tämä nopeus riippuu ennen kaikkea kahden pisteen varaustilanteen välisestä erotuksesta ja reitin olosuhteista, jossa varaus virtaa. Sähkövirran yksikkö on amperi, ja se on coulombia sekunti kohti.

3. Sähköinen potentiaali: Aineen varaustila kutsutaan sähköpotentiaaliksi. Kun aine on varautunut, sillä on kyky tehdä työtä. Sähköpotentiaali on mitattu kyky varautuneelle aineelle tehdä työtä. Virta, joka kulkee johtimessa, on suoraan verrannollinen sähköpotentiaalin erotuksen johtimen kummallakin päällä. Sähköpotentiaali voidaan kuvitella kahden vesitankon tason erotuksena, jotka on yhdistetty putken avulla. Veden virtaus nopeamman tankosta hitaampaan tankoon riippuu veden tason erotuksesta tai pääteeroista tankoissa, ei veden määrästä tankoissa. Samalla tavalla sähkövirta kahden aineen välillä riippuu potentiaalierosta kahden aineen välillä, ei varauksen määrästä aineissa.

4. Sähkökenttä: Kahden lähellä toisiaan olevan varautuneen aineen välillä on aina voima. Voima voi olla joko houkutteleva tai repevä riippuen aineiden varauksen luonteesta. Kun varautunut aine tulee toisen varautuneen aineen lähelle, voima havaitaan käytännössä. Avaruus, joka ympäröi varautunutta aineetta, jossa toinen varautunut aine voi kokea voiman, kutsutaan sähkökentäksi edellisen aineen ympärillä.

Nämä edellä mainitut neljä termiä ovat sähkön pääparametreja.

On kolme perustapaa, joilla yleensä tuotetaan sähköä.

1. Elektromekaaninen prosessi: Kun johtija liikkuu magneettikentässä ja johtija leikkaa kentän fluksirivit, sähköä tuotetaan johtijassa. Tämän periaatteen mukaan kaikki sähkögeneraattorit toimivat, kuten DC-generaattorit, vaihtovirtageneraattorit ja kaikki dynaamot.

2. Elektrokemiallinen prosessi: Kaikissa akun tyypeissä sähköä tuotetaan kemiallisten reaktioiden avulla. Tässä kemiallinen energia muutetaan sähköenergiaksi.

3. Kiinteän aineen sähköntuotanto: Tämä on nykyaikaisin sähköntuotannon prosessi. Tässä vapaita elektroneja ja reikiä luodaan PN-liitoksessa ja varausten jakautuminen tulee epätasaiseksi PN-liitoksen yli, kun liitos altistetaan valolle. Nämä vapaiden elektronien ja reikien ja niiden epätasaisen jakautumisen aiheuttama sähkö ulkoisessa piirissä. Tämän periaatteen mukaan PV-auringonkertyimet toimivat.

Sähkön tyypit

1. Kun sähköä tuotetaan generaattorin armatuurissa, se on aina vaihtovirtaa. Tämä tarkoittaa, että sähkön polaarisuus vaihtelee jaksollisesti.

   Tuki