Explicador: O que é eletricidade?

A eletricidade é uma forma de energia. Eletricidade é o fluxo de elétrons. Toda a matéria é composta de átomos, e um átomo tem um centro, chamado núcleo. O núcleo contém partículas carregadas positivamente chamadas prótons e partículas não carregadas chamadas nêutrons. O núcleo de um átomo é cercado por partículas carregadas negativamente chamadas elétrons. A carga negativa de um elétron é igual à carga positiva de um próton, e o número de elétrons em um átomo é geralmente igual ao número de prótons. Quando a força de equilíbrio entre prótons e elétrons é alterada por uma força externa, um átomo pode ganhar ou perder um elétron. Quando os elétrons são "perdidos" de um átomo, o livre movimento desses elétrons constitui uma corrente elétrica.

Eletricidade é uma parte básica da natureza e é uma das formas de energia mais amplamente usadas. Obtemos eletricidade, que é uma fonte secundária de energia, a partir da conversão de outras fontes de energia. energia, como carvão, gás natural, petróleo, energia nuclear e outras fontes naturais, denominadas fontes. Muitas cidades foram construídas ao lado de cachoeiras (uma fonte primária de energia mecânica) que giravam as rodas d'água para realizar o trabalho. Antes do início da geração de eletricidade, há pouco mais de 100 anos, as casas eram iluminadas com lâmpadas de querosene, os alimentos eram resfriados em caixas de gelo e os quartos eram aquecidos por fogões a lenha ou a carvão. Começando com

Para resolver o problema de enviar eletricidade a longas distâncias, George Westinghouse desenvolveu um dispositivo chamado transformador. O transformador permitiu que a eletricidade fosse transmitida com eficiência por longas distâncias. Isso possibilitou o fornecimento de eletricidade a residências e empresas localizadas longe da usina geradora de energia elétrica.

Apesar de sua grande importância em nossas vidas diárias, a maioria de nós raramente para para pensar como seria a vida sem eletricidade. No entanto, como o ar e a água, tendemos a considerar a eletricidade como certa. Todos os dias, usamos eletricidade para realizar muitas funções para nós - desde iluminação e aquecimento / refrigeração de nossas casas, até ser a fonte de energia para televisores e computadores. A eletricidade é uma forma controlável e conveniente de energia usada nas aplicações de calor, luz e energia.

Hoje, o setor de energia elétrica dos Estados Unidos (EUA) está configurado para garantir que um suprimento adequado de eletricidade esteja disponível para atender a todos os requisitos de demanda a qualquer momento.

Um gerador elétrico é um dispositivo para converter energia mecânica em energia elétrica. O processo é baseado no relação entre magnetismo e eletricidade. Quando um fio ou qualquer outro material eletricamente condutor se move através de um campo magnético, ocorre uma corrente elétrica no fio. Os grandes geradores usados ​​pela indústria de utilidade elétrica possuem um condutor estacionário. Um ímã fixado na extremidade de um eixo rotativo é posicionado dentro de um anel condutor estacionário que é enrolado com um pedaço longo e contínuo de fio. Quando o ímã gira, induz uma pequena corrente elétrica em cada seção do fio à medida que passa. Cada seção do fio constitui um pequeno condutor elétrico separado. Todas as pequenas correntes de seções individuais somam uma corrente de tamanho considerável. Essa corrente é usada para energia elétrica.

Uma estação de energia elétrica utiliza turbina, motor, roda d'água ou outros máquina para acionar um gerador elétrico ou um dispositivo que converte energia mecânica ou química em eletricidade. Turbinas a vapor, motores de combustão interna, turbinas a gás, turbinas a água e turbinas eólicas são os métodos mais comuns para gerar eletricidade.

A maior parte da eletricidade nos Estados Unidos é produzida em turbinas a vapor. Uma turbina converte a energia cinética de um fluido em movimento (líquido ou gás) em energia mecânica. As turbinas a vapor possuem uma série de pás montadas em um eixo contra o qual o vapor é forçado, girando o eixo conectado ao gerador. Em uma turbina a vapor movida a combustíveis fósseis, o combustível é queimado em um forno para aquecer a água em uma caldeira para produzir vapor.

Carvão, petróleo (petróleo) e gás natural são queimados em grandes fornos para aquecer a água e produzir vapor que, por sua vez, empurra as pás de uma turbina. Você sabia que o carvão é a maior fonte primária de energia usada para gerar eletricidade nos Estados Unidos? Em 1998, mais da metade (52%) dos 3,62 trilhões de quilowatts-hora de eletricidade do município usavam carvão como fonte de energia.

O gás natural, além de ser queimado para aquecer água para vapor, também pode ser queimado para produzir calor quente. gases de combustão que passam diretamente através de uma turbina, girando as pás da turbina para gerar eletricidade. As turbinas a gás são comumente usadas quando o uso de serviços públicos de eletricidade está em alta demanda. Em 1998, 15% da eletricidade do país era alimentada por gás natural.

O petróleo também pode ser usado para produzir vapor para transformar uma turbina. O óleo combustível residual, um produto refinado a partir de petróleo bruto, geralmente é o produto de petróleo usado em usinas elétricas que usam petróleo para produzir vapor. O petróleo foi usado para gerar menos de três por cento (3%) de toda a eletricidade gerada nas usinas de eletricidade dos EUA em 1998.

Poder nuclear é um método no qual o vapor é produzido aquecendo a água através de um processo chamado fissão nuclear. Em uma usina nuclear, um reator contém um núcleo de combustível nuclear, principalmente urânio enriquecido. Quando átomos de combustível de urânio são atingidos por nêutrons, eles se separam, liberando calor e mais nêutrons. Sob condições controladas, esses outros nêutrons podem atingir mais átomos de urânio, dividir mais átomos e assim por diante. Assim, a fissão contínua pode ocorrer, formando uma reação em cadeia liberando calor. O calor é usado para transformar água em vapor, que, por sua vez, gira uma turbina que gera eletricidade. Em 2015, a energia nuclear é usada para gerar 19,47% de toda a eletricidade do país.

A partir de 2013, a energia hidrelétrica representa 6,8% da geração de eletricidade nos EUA. É um processo no qual a água corrente é usada para girar uma turbina conectada a um gerador. Existem principalmente dois tipos básicos de sistemas hidrelétricos que produzem eletricidade. No primeiro sistema, a água corrente se acumula nos reservatórios criados pelo uso de barragens. A água cai através de um tubo chamado conduto e aplica pressão contra as pás da turbina para acionar o gerador para produzir eletricidade. No segundo sistema, chamado fio de rio, a força da corrente do rio (em vez da queda de água) aplica pressão às pás da turbina para produzir eletricidade.

Energia geotérmica vem da energia térmica enterrada sob a superfície da terra. Em algumas áreas do país, o magma (matéria fundida sob a crosta terrestre) flui perto o suficiente para superfície da terra para aquecer água subterrânea em vapor, que pode ser aproveitado para uso em turbinas a vapor plantas. A partir de 2013, essa fonte de energia gera menos de 1% da eletricidade no país, embora uma avaliação da US Energy Administração da Informação de que nove estados ocidentais podem potencialmente produzir eletricidade suficiente para suprir 20% da população do país necessidades de energia.

A energia solar é derivada da energia do sol. No entanto, a energia do sol não está disponível em período integral e é amplamente dispersa. Os processos usados ​​para produzir eletricidade usando a energia do sol têm sido historicamente mais caros do que o uso de combustíveis fósseis convencionais. A conversão fotovoltaica gera energia elétrica diretamente da luz do sol em uma célula fotovoltaica (solar). Os geradores solares térmicos usam a energia radiante do sol para produzir vapor para acionar as turbinas. Em 2015, menos de 1% da eletricidade do país era fornecida por energia solar.

Força do vento é derivado da conversão da energia contida no vento em eletricidade. A energia eólica, como o sol, é geralmente uma fonte cara de produção de eletricidade. Em 2014, foi usado para aproximadamente 4,44% da eletricidade do país. Uma turbina eólica é semelhante a um moinho de vento típico.

A biomassa (madeira, resíduos sólidos urbanos (lixo) e resíduos agrícolas, como espigas de milho e palha de trigo, são outras fontes de energia para a produção de eletricidade. Essas fontes substituem os combustíveis fósseis na caldeira. A combustão de madeira e resíduos cria vapor que é normalmente usado em usinas elétricas a vapor convencionais. Em 2015, a biomassa é responsável por 1,57% da eletricidade gerada nos Estados Unidos.

A eletricidade produzida por um gerador viaja ao longo de cabos para um transformador, que altera a eletricidade de baixa tensão para alta tensão. A eletricidade pode ser movida longas distâncias com mais eficiência usando alta tensão. Linhas de transmissão são usadas para transportar eletricidade para uma subestação. As subestações possuem transformadores que transformam a eletricidade de alta tensão em eletricidade de baixa tensão. Da subestação, as linhas de distribuição transportam eletricidade para residências, escritórios e fábricas, que requerem eletricidade de baixa voltagem.

A eletricidade é medida em unidades de energia chamadas watts. Foi nomeado para homenagear James watt, o inventor do motor a vapor. Um watt é uma quantidade muito pequena de energia. Seria necessário quase 750 watts para igualar um cavalo-vapor. Um quilowatt representa 1.000 watts. Um quilowatt-hora (kWh) é igual à energia de 1.000 watts trabalhando por uma hora. A quantidade de eletricidade que uma usina gera ou que um cliente utiliza ao longo de um período é medida em quilowatt-hora (kWh). O quilowatt-hora é determinado pela multiplicação do número de kW exigidos pelo número de horas de uso. Por exemplo, se você usar uma lâmpada de 40 watts 5 horas por dia, utilizará 200 watts de energia ou 0,2 quilowatt-hora de energia elétrica.

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