電是怎么產(chǎn)生的

什么是電簡單來說,電力是電子在導(dǎo)體內(nèi)流動所產(chǎn)生的力量,也是各能量型態(tài)最多變的一種。在自然的狀態(tài)下,電并不容易顯現(xiàn)出來;而當(dāng)它出現(xiàn)時,人們看不到、聽不見也聞不出來,只能觸碰來感覺,或者靠著電的特殊效應(yīng)，如光、熱等來察覺電的存在。

大部分的電能都靠火力、風(fēng)力、水力、核能、潮汐、沼氣、地?zé)岬饶茉崔D(zhuǎn)動發(fā)電機(jī)產(chǎn)生，所以電能又叫做”二次能源”。電的能量形式電力是一種很具彈性的能量形式，能夠適用于日以劇增，多不盛舉的用途。例如，于1870年代出現(xiàn)的電燈泡，具有極大的實用價值的。由于這發(fā)明，人們不再需要使用蠟燭或煤油來照明，因而得以避免了很多可能發(fā)生的火災(zāi)。

電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是：電能的生產(chǎn)與消費(fèi)具有同時性，且電能生產(chǎn)運(yùn)行方式變化的過度過程十分短暫，電能與國民經(jīng)濟(jì)各部門和人民生活關(guān)系密切。因此，對電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求是：保證安全可靠的供電；保證良好的電能質(zhì)量；保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性等。變壓器容量的選擇……電

是怎么產(chǎn)生的？Oersted(奧斯特,1777-1851)

偶然是揭開奧秘的鑰匙1777年生于丹麥小鎮(zhèn)，1799年獲博士學(xué)位，原來主修藥學(xué)和哲學(xué)，后來卻在物理和化學(xué)上大放異采。1801年至德國留學(xué)，結(jié)識物理學(xué)家Ritter，他是「電鍍工業(yè)之父」、發(fā)現(xiàn)紫外光、制造出第一個干電池、第一個蓄電池，可是個性內(nèi)向，字跡潦草，研究手稿難以閱讀，于是Oersted將Ritter的德文手稿譯成優(yōu)美的法文，使Ritter獲得法國科學(xué)競賽的首獎。經(jīng)過三次的申請，才于1806年獲得哥本哈根大學(xué)的物理教職。1808年開始研究電與磁的關(guān)系。1810年，Ritter逝世。1814年結(jié)婚，成立「丹麥皇家科學(xué)和文學(xué)會」，定期發(fā)表文學(xué)性的科學(xué)文章1820年的一個冬夜，為六名學(xué)生展示新實驗，意外發(fā)現(xiàn)科學(xué)史上著名的「通電導(dǎo)線對磁針偏轉(zhuǎn)的影響」，這項發(fā)現(xiàn)為電和磁建立連系，揭開電磁學(xué)的序幕。Oersted是一位認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)者，發(fā)現(xiàn)這個令人興奮的驚人現(xiàn)象后，又花了三個月的時間仔細(xì)地進(jìn)一步研究；它在磁針與導(dǎo)線之間分別放置玻璃、木塊、水、石頭..等不同的物質(zhì)重復(fù)實驗，觀察磁針的偏轉(zhuǎn)是否受影響。它又用黃銅、玻璃、橡皮..等不同材質(zhì)做成的細(xì)針代替鐵針進(jìn)行實驗，以確定這是真正的磁效應(yīng)。1820年7月21日他發(fā)表了一篇拉丁文寫成的論文“關(guān)于電流對磁針作用的實驗”，從人類認(rèn)識磁與靜電開始到那個時候約有2600年相隔，他把兩種作用首先地關(guān)聯(lián)在一起，這是個創(chuàng)是之舉?！冈谟^察的領(lǐng)域中，機(jī)遇只偏愛有準(zhǔn)備的頭腦」巴斯德論奧斯特。為了紀(jì)念他在電磁學(xué)上的貢獻(xiàn)，后人將磁場強(qiáng)度的單位定為「奧斯特」。Oersted在晚年時認(rèn)識一個窮小子，認(rèn)為他是未來光大丹麥文學(xué)的天才，于是延聘到家當(dāng)小女兒Matilda的家教，這位年輕人就是安徒生，「安徒生童話」里的女主角經(jīng)常就是Matilda。AndreMarieAmpere

(安培,1775-1836)法國人，12歲已掌握了所有的數(shù)學(xué)，13歲發(fā)表第一篇數(shù)學(xué)論文，1810年到巴黎綜合工科學(xué)校當(dāng)數(shù)學(xué)教授。安培的少年時代，雖然是在安適的環(huán)境中度過的，但是后來卻經(jīng)歷了種種的不幸，先是在大革命中牠他父親被斬首，后是他的妻子的早喪。這使他的生活從精神到物質(zhì)都受到了極大的損害，從而也對他的科學(xué)活動產(chǎn)生了深刻的影響。安培智慧非凡，善于運(yùn)用數(shù)學(xué)進(jìn)行定量分析，他的學(xué)術(shù)地位也因而不斷提高。他被聘為多個學(xué)院的物理和數(shù)學(xué)分析教授，更被邀為英國皇家學(xué)會會員。定義電流的方向電學(xué)領(lǐng)域里的牛頓安培定律1820年，奧斯特的電流磁效應(yīng)傳到法國后，安培立刻重做了奧斯特的實驗，不久后向法國科學(xué)院提交了第一篇論文，報告他的實驗成果．接著提出了第二篇和第三篇實驗報告論文。右手螺旋定則磁是由運(yùn)動的電產(chǎn)生的一個電流是否可以影響到另一個電流?同向直線電流間互相吸引，異向直線電流間互相排斥建立作用力的數(shù)學(xué)公式如果把直導(dǎo)線繞成螺管形…世界第一個電磁鐵后人為紀(jì)念他的貢獻(xiàn)﹐還將量度電流的單位以他的姓氏「安培」命名。MichaelFaraday(法拉第,1791-1867)

偉大的實驗物理學(xué)家英國人，窮困鐵匠之子，兄弟姐妹十人，只受小學(xué)教育，十三歲就到裝釘廠當(dāng)學(xué)徒，他所有的學(xué)識完全是憑借自修苦讀而來的。他常常利用客人還沒來拿訂好的書之前，趕快閱讀那本書，有時候裝訂剩的書，他也會留一本下來閱讀。這些書的范圍包括了：藝術(shù)、科學(xué)、礦物、植物、地下水道、橋梁建造、甚至于論愛爾蘭豬的關(guān)節(jié)炎等，各式各樣奇怪的內(nèi)容。其中一本以薩華茲博士所著的《悟性的提升》提到的五個讀書方法，對法拉第影響很大，成為他一直奉行的治學(xué)方法：作個人的筆記持續(xù)的上課有讀書的同伴成立讀書會學(xué)習(xí)仔細(xì)觀察和精確的用字電磁轉(zhuǎn)動1820年，奧斯特發(fā)表電流磁效應(yīng)后，同年戴維和歐勒斯頓也從事電磁實驗，不過沒有成功。1821年，法拉第成功以實驗證明電磁轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象，成為現(xiàn)代馬達(dá)的先驅(qū)，這項發(fā)現(xiàn)為他個人帶來深沈的打擊。法拉第一生中，只有這時候曾想放棄科學(xué)，幸好他的妻子始終給他最堅定的鼓勵。這段經(jīng)歷也讓法拉第后來體悟到，一個默默無聞的研究者，需要的是鼓勵而不是打壓。所以他幫助許多年輕的科學(xué)家，像是：馬克斯威爾（后來成為舉世聞名的電磁學(xué)大師）、凱爾文（絕對溫度、熱力學(xué)三定律）、焦耳等人，都直接受到法拉第的協(xié)助和影響，而有了重大的科學(xué)貢獻(xiàn)。1824年，法拉第被選為皇家學(xué)院的會友，當(dāng)時只有一票反對…法拉第是近代電磁學(xué)的奠基人，他的發(fā)現(xiàn)為電的應(yīng)用開拓了廣闊的道路。但是在電燈、電話、電動機(jī)發(fā)明之前，不少人懷疑電的用處。一次，法拉第作完電磁感應(yīng)理論講演后，一個貴婦人有意挖苦他：「教授，你講的這些東西有甚么用處呢?」法拉第詼諧地回答：「夫人，你能預(yù)言剛生下的孩子有甚么用嗎?」電磁感應(yīng)是發(fā)電機(jī)的最主要原理，但是，實用的發(fā)電機(jī)卻不是那么簡單，法拉第定律之后五十年才在美國做出來。現(xiàn)在不管是水力發(fā)電、火力發(fā)電、核能發(fā)電，它們的基本原理都是電磁感應(yīng)，將動能轉(zhuǎn)換會成電能。從電燈到發(fā)電廠1854-58年，英國Univ.ofGlasgow的凱爾文（WilliamThomson，后來封爵LordKelvin,1824-1907），研究越洋電纜理論，促成大西洋兩岸之電訊。他也因此發(fā)財。1876年，美國人貝爾(AlexanderG.Bell,1874-1922)發(fā)明電話。貝爾的家傳技藝是audiology(幫助聾啞的技術(shù))。他發(fā)明電話后成為巨富，熱心公益。他的公司，至今尚存。晚年他宣稱討厭電話，隱居加拿大東北極寒之地紐芬蘭。焦耳、凱爾文現(xiàn)在的名氣，多因其熱學(xué)上的成就，(焦耳之熱功當(dāng)量，凱爾文之絕對溫標(biāo))。而且，他們合作，發(fā)現(xiàn)了氣體膨脹時，溫度下降（Joule-ThomsonEffect），這是冷凍機(jī)原理。但這發(fā)明當(dāng)時英國的工業(yè)界不感興趣。焦耳去世較早。凱爾文1892之封爵，也是因越洋電纜。為什么冷凍機(jī)原理當(dāng)時引不起英國工業(yè)界的興趣？為什么用途廣泛的電馬達(dá)（其原理祗是安培定律）沒有很早的發(fā)展？其中重要原因之一是這些都要大量的電力，而當(dāng)時還沒有一個便宜的發(fā)電方法（電池發(fā)電太貴了）。因此，用電量較小的通訊器材（電報、電話），就率先發(fā)達(dá)。對當(dāng)時的一般民眾而言，生活中用電還是少見的事。電報是緊急時才用的，而電話也只有少數(shù)有錢人才裝得起。要等發(fā)電機(jī)成功之后，用電量大的器材，才能發(fā)展。而電器之普及，也才能實現(xiàn)。愛迪生與供電系統(tǒng)1881年，計劃在紐約市建立發(fā)電廠。需要克服的困難讓大家接受電燈市政府批準(zhǔn)經(jīng)費(fèi)設(shè)廠設(shè)備、零件為解決問題，不斷的發(fā)明1882年9月4日完成。1896尼加拉瀑布水力發(fā)電開始。世界的電化，從此展開。供電系統(tǒng)電流之爭

直流電、交流電?美國各地紛紛建立發(fā)電廠。愛迪生的發(fā)電廠送出的電力是直流電，它的缺點(diǎn)是電力不能傳送太遠(yuǎn)，因此必須在各地建立小規(guī)模的電廠。蒂斯拉(Tesla)原本是愛迪生的助手，因為一件事情摩擦，憤而離開愛迪生，投入威斯汀豪斯旗下，于1888年，蒂斯拉成功地建成了一個交流電電力傳送系統(tǒng)。他設(shè)計的發(fā)電機(jī)比直流發(fā)電機(jī)簡單、靈便，而他的變壓器又解決了長途送電中的固有問題。利用變壓器，可將輸入線路的電壓提高，在送入家庭用戶或工廠之前，再把電壓降下來。(變壓器P=IV;電力線P=I^2R)為了維護(hù)自己的系統(tǒng)，愛迪生和威斯汀豪斯(Westinghouse)在雜志、刊物上進(jìn)行論戰(zhàn)以及大量的政治游說。一開始，交流電系統(tǒng)受到嚴(yán)重的打擊，甚至成為死神的同義語，但在其后的幾年，交流電的發(fā)展和應(yīng)用迅速擴(kuò)大，逐漸占領(lǐng)用戶市場，取得最后的勝利。1912年，蒂斯拉被授予諾貝爾物理學(xué)獎金。但是，當(dāng)他得知將與愛迪生一起分享這一榮譽(yù)時，他表示不接受授獎，這樣獎金便轉(zhuǎn)發(fā)給了瑞典物理學(xué)家尼爾斯·古斯塔夫·達(dá)倫。電磁感應(yīng)

十九世紀(jì)物理學(xué)最重要的發(fā)現(xiàn)，電磁學(xué)里最美麗的詩篇1821年，「要將磁轉(zhuǎn)成電」十年的努力實驗，依然沒有結(jié)果。神秘的振動金錢的抉擇1831年9月23日，終于發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵點(diǎn)，一個移動的磁鐵或通了電流的筒狀線圈，也可以使附近的線圈中，產(chǎn)生感應(yīng)電流這一日后來被定為電機(jī)工業(yè)的誕生日。愛迪生(Edison,1847-1931)

天才是一分的天份，加上九十九分的后天努力

問題兒童小時候的他超喜歡問「為什么？」，而且超喜歡親自試驗。想學(xué)母雞孵蛋，結(jié)果壓碎了一窩蛋。捉兩只大貓，想使?fàn)瓊兊拿せハ嗄Σ辽姡Y(jié)果是落得滿身抓傷。有一天，愛迪生終于問起火藥是怎么做的？結(jié)果……愛迪生真正受過的學(xué)校教育只有三個月，因為他那愛發(fā)問的習(xí)慣，令學(xué)校老師大為光火，母親只好把他帶回家，自己教導(dǎo)。與電結(jié)緣12歲在火車上賣報；車廂上做化學(xué)實驗，引起火災(zāi)，被忿怒的車長打成一只耳聾。有一次因為救了站長的兒子，而被安排成報務(wù)員，自此接觸的電的知識。自制一臺自動定時發(fā)報機(jī)，被車務(wù)主任發(fā)現(xiàn)而被炒魷魚。成為發(fā)明家21歲到紐約找到電報機(jī)維修的工作，闖出了名聲，成了發(fā)明家，取得許多的專利，后來成立了自己的工程公司，專門制造和改良一些事務(wù)機(jī)器。1876年，愛迪生在紐約南方的「夢羅園」，成立了他的實驗發(fā)明中心，就是我們一般所說的「愛迪生發(fā)明工廠」。這里擁有精密的設(shè)備儀器，還有一批才華卓越的各類專家。1876年到1887年間，這一群以愛迪生為首的科學(xué)家，在這里進(jìn)行系統(tǒng)的、復(fù)雜的、品類繁多的科學(xué)研發(fā)工作。發(fā)光的原理

熱放射

于原子、分子、離子等物質(zhì)內(nèi)，由于熱振動放射出能源的現(xiàn)象稱為熱放射。把物質(zhì)維持高溫就成白熱狀態(tài)，相對的短波長的放射能增多，可見光就增加。白熱燈泡是利用熱放射發(fā)光是連續(xù)光譜。發(fā)光熱放射以外的放射總稱為發(fā)光，即是物質(zhì)吸收光、電、放射、熱、陰極線、化學(xué)反應(yīng)等的能源，變成激發(fā)狀態(tài)，而成為光能放出的現(xiàn)象。放電發(fā)光是氣體放電中被加速的自由電子與原子（或是分子）沖突而引起，發(fā)生的放射現(xiàn)象。于低壓瓦斯放電能的電線光譜，其波長是依能源準(zhǔn)位而決定。低壓鈉光燈、日光燈是利用低壓放電的，于高壓瓦斯放電線光譜之寬度較大，而波長會移位于較短與較長之兩端。同時連續(xù)光譜會增加，水銀燈、高壓鈉光燈就是其例。激發(fā)是分子時就成為帶光譜。愛迪生的電燈之路愛迪生決心發(fā)明白熾燈，他查閱200多冊的書籍，記下大量的筆記，認(rèn)為關(guān)鍵是燈絲。碳絲：發(fā)生燃燒抽空氣脫氧：自制抽氣機(jī)、玻璃燈泡；亮8分鐘其它導(dǎo)體：鈾、白金、鐵絲等共1600多次耐熱材料綿線燒成的碳絲：亮45小時(1879年)600多種植物纖維的實驗竹子燒成的碳絲：1200小時(1880年)，第一只實用的電燈。從開始到成功，總共是13年。…可是要讓燈普及，還有一段路要走。氣體放電燈與日光燈人們在研究氣體放電時，發(fā)現(xiàn)水銀蒸氣有很奇特的作用。在燈管內(nèi)充入水銀，使它的氣壓只有大氣壓力的百萬分之一，放電電流大于0.1安培時，這種燈的放電比較強(qiáng)烈，是一種弧光放電，不過它有60%的功率都轉(zhuǎn)為紫外光，發(fā)光效率比白熾燈還低。能不能將這些紫外光變成可見光呢?1939年，一種新式的燈管出現(xiàn)，它在內(nèi)壁涂上熒光物質(zhì)，居然發(fā)出白光，而且可以和白熾光發(fā)出一樣亮度的光，可是耗電卻少了許多。這就是螢光燈，屬於低壓水銀螢光燈，我們?nèi)粘Ｒ姷降娜展鉄艟褪沁@類的燈，除了水銀蒸氣外，還摻入了少量的氬氣以幫助放電，而燈絲上也塗有易放電的物質(zhì)，如氧化鉀或氧化鈣。兩端通以高電壓，迫使氬氣放電。這些氬氣所放出的電子，高速撞擊水銀原子，使水銀原子提升到一個高能量狀態(tài)（叫做『電子激發(fā)態(tài)』）。高能量的激發(fā)態(tài)原子非常不穩(wěn)定，因此，很快就放出光來而回到原來的安定狀態(tài)。當(dāng)水銀回到最穩(wěn)定狀態(tài)(GroundState)時,釋放出波長為2540埃的紫外光?？墒沁@些紫外光可是無法穿透日光燈管壁的霓虹燈(NeonLight)在1898年,英國化學(xué)家雷姆賽(SirWilliamRamsay)和特拉弗(DrMorrisTravers)兩人,把空氣中的氧和氮用化學(xué)方法移除后,在液態(tài)空氣中發(fā)現(xiàn)了一種奇怪又稀少的氣體。這種氣體無、無味、無嗅,而且不會被燃燒。但當(dāng)他們把這種氣體密封在一條半真空的玻璃管中,在玻璃管的兩端通上電流,原來沒有任何顏色的玻璃管,卻會射出鮮艷可愛的紅光來。就是這樣,世界上第一支霓虹燈誕生了。他們面對著這種奇異的氣體和這美麗的光彩下,他們稱這種新發(fā)現(xiàn)的氣體為“氖”(Neon),氖(Neon)在希臘文中的意思是“新”。充在燈管中能發(fā)出紅光的種氣體是氖氣。若要霓虹燈產(chǎn)生不同的色彩,這時需要請綠、黃色，藍(lán)色、白色的熒光粉來幫助。例如,將藍(lán)色的熒光粉涂在玻璃管的內(nèi)壁上,把玻璃管彎制成所需要的文字或花紋圖案后,裝上電極,并把玻璃管內(nèi)的空氣抽干凈,再充進(jìn)氖氣,就成了粉紅色的霓虹燈了。如果涂上了藍(lán)色熒光粉的燈管中充入氬氣和水銀,就成了藍(lán)色的霓虹燈;要是涂有綠色熒光粉的燈管中充入氖氣,就成橙紅色;如果把氖氣改為氬氣和水銀,便會成為綠色霓紅燈。高壓電電磁輻射對日常生活的影響一般居民樓頂上的電線都是11萬伏的高壓電線,會產(chǎn)生較強(qiáng)輻射,對人體有危害。按規(guī)定不許從居民區(qū)通過。國際衛(wèi)生組織who已經(jīng)確認(rèn)高壓輸電產(chǎn)生的工頻電磁場是人類可疑致癌物。高電磁場強(qiáng)度可使人出現(xiàn)頭痛、頭暈、疲乏、睡眠不佳食欲不振血液、心血管系統(tǒng)及中樞神經(jīng)系統(tǒng)異常等。在輻射源集中的環(huán)境中工作、學(xué)習(xí)、生活的人容易失眠多夢、記憶力減退、體虛乏力、免疫力低下等其癌細(xì)胞的生長速度比正常人快二十四倍。尤其是兒童和老人對工頻電磁場更為敏感更容易受到傷害?？茖W(xué)研究還表明220kv高壓線周圍40米——300米范圍內(nèi)人群患白血病、癌癥的機(jī)率是其他地區(qū)的數(shù)倍電磁輻射也會導(dǎo)致孕婦流產(chǎn)、胎兒畸形和心血管疾病對人的危害極大。О搜房看房搜房正確理解電與生活的關(guān)系電的益處在漆黑的夜里，