FAQ по электричеству (часто задаваемые вопросы)
Электричество - это форма энергии, которая начинается с атомов. Атомы слишком малы, чтобы их увидеть, но из них состоит все, что нас окружает. Атом состоит из трех крошечных частей: протонов, нейтронов и электронов. В центре атома есть как минимум один протон и один нейтрон. По крайней мере один электрон движется вокруг центра атома с огромной скоростью. Электричество можно создать, заставляя электроны перетекать от атома к атому.
Большая часть электроэнергии в Соединенных Штатах производится на электростанциях. Для вращения турбин используются различные источники энергии. Вращающиеся валы турбин вращают электромагниты, которые окружены тяжелыми катушками медной проволоки внутри генераторов. Это создает магнитное поле, которое заставляет электроны в медной проволоке перемещаться от атома к атому.
Электричество покидает электростанцию и передается по мощным линиям электропередач на высоких опорах. Очень сильный электрический ток от электростанции должен преодолевать большие расстояния, чтобы попасть туда, где он нужен. В пути электричество теряет часть своей силы (напряжения), поэтому ему помогают трансформаторы, которые повышают или "подтягивают" его мощность.
Когда электричество приближается к месту использования, его напряжение должно быть снижено. Различные виды трансформаторов на подстанциях выполняют эту работу, "понижая" мощность электричества. Затем электричество по воздушным или подземным распределительным проводам поступает в жилые дома. Когда распределительные провода доходят до дома или предприятия, другой трансформатор снижает напряжение до нужного уровня, чтобы использовать его в электроприборах, светильниках и других вещах, которые работают от электричества.
По проводнику электричество поступает от распределительных проводов к счетчику в доме. Счетчик измеряет, сколько электроэнергии потребляют жители дома. От счетчика провода проходят по стенам к розеткам и светильникам. Электричество всегда находится в проводах и ждет своего часа.
Электричество движется по цепи. Когда вы включаете электроприбор, вы замыкаете цепь. Электричество течет по линиям электропередачи к розетке, через шнур питания к прибору, затем через шнур к розетке и снова к линиям электропередачи.
Электричество путешествует быстро (186 000 миль в секунду). Если бы вы путешествовали с такой скоростью, то за время, необходимое для включения света, смогли бы объехать вокруг света почти восемь раз! А если бы лампа на Луне была подключена к выключателю в вашей спальне, то после щелчка выключателя электричеству потребовалось бы всего 1,28 секунды, чтобы зажечь лампу на расстоянии 238 857 миль!
Цифры, использованные для получения этих чисел:
- Скорость света: 186 000 миль/сек
- Среднее расстояние до Луны: 238 857 миль
- Окружность Земли: 24 902 мили (экваториальная), 24 860 миль (полярная)
Вольты, амперы и ватты измеряют электричество. Вольты измеряют давление, под которым течет электричество. Амперы измеряют силу электрического тока. Ватты измеряют количество работы, совершаемой определенным количеством тока при определенном давлении или напряжении.
Чтобы понять, как они связаны, представьте себе воду в шланге. При включении крана возникает сила, которая похожа на напряжение. Количество воды, проходящей по шлангу, - это сила тока. Чтобы отмыть грязную машину, вам понадобится много воды, которая выходит очень сильно (например, много ватт). Чтобы наполнить стакан, нужно использовать меньше воды, которая выходит медленнее (например, меньше ватт).
Ватты = Амперы х Вольты
Амперы = Ватты ÷ Вольты
В Соединенных Штатах насчитывается около 240 000 миль высоковольтных линий электропередач и миллионы миль распределительных линий, по которым электричество поступает в наши дома, школы и предприятия.
Нет! Кто-то может быть поражен электрическим током и выжить. Но когда мы говорим, что кого-то ударило током, это значит, что его убило электричество.
Вы не можете увидеть электричество, когда оно течет по цепи. Но если электричество покидает цепь - например, когда кого-то ударяет током, - вы можете увидеть искру. Искра - это не само электричество. Это пламя, которое возникает, когда электричество проходит через воздух и сжигает частицы кислорода.
Ни то, ни другое! В проводах электрической цепи электроны постоянно перемещаются. Когда цепь замкнута, чтобы запустить прибор или лампочку, электроны сильно трясутся и перемещаются по проводам. Когда цепь разомкнута, все электроны просто покачиваются на месте - как бы бегут на месте.
Просто такова природа электричества - перемещаться из области с более высоким напряжением в область с более низким напряжением, если дать ему путь туда. Земля - это самая низковольтная область, поэтому если дать электричеству путь к земле, оно пойдет по нему без вопросов! Когда электричество уходит в землю, земля поглощает его энергию.
Электричеству проще продолжать течь по линии электропередачи, чем проходить через птицу. Но если птица с большими крыльями одновременно коснется линии электропередачи и дерева или столба, она обеспечит электричеству путь к земле и может быть поражена током. А если птица коснется сразу двух проводов, то возникнет электрическая цепь - электричество пройдет через птицу и, скорее всего, ударит ее током.
Удар, который вы ощущаете при прикосновении к предмету после ходьбы по ковру, - это статическое электричество. Когда вы ступаете по ковру в сухой день, электроны с ковра переходят на ваше тело. Если после этого вы прикоснетесь к металлическому предмету, например к дверной ручке, электроны перейдут на металл, и вы почувствуете удар током.
Молния - это большой разряд статического электричества. Во время грозы облака накапливают заряд, когда маленькие кусочки льда сталкиваются, поднимаясь и опускаясь внутри самих облаков. Заряды, созданные этими столкновениями, в конечном итоге заполняют все облако. Когда между облаком и его окружением возникает большая разница в зарядах, облако разряжается молнией.
В одном ударе молнии может быть от 100 миллионов до 1 миллиарда вольт. (100 миллионов вольт - это эквивалент 8 миллионов автомобильных аккумуляторов).
Да, это так. Поскольку вода проводит электричество, когда молния ударяет в воду, она распространяется по поверхности. Любую рыбу, находящуюся у поверхности воды, бьет током.
Согласно Книге рекордов Гиннесса, Рой Г. Салливан, бывший смотритель американских парков, за свою 35-летнюю карьеру был поражен молнией семь раз. Молния сожгла ему брови, расцарапала плечо, подожгла волосы, повредила лодыжку, обожгла живот и грудь.
Бен Франклин, вероятно, не проводил свой знаменитый эксперимент с воздушным змеем так, как его обычно изображают. (Франклин никогда не писал об этом сам, и единственное описание, которое мы имеем, было написано другим ученым, Джозефом Пристли, 15 лет спустя). Франклин считал, что молния - это поток электричества, возникающий в природе. Он знал об опасностях электричества и, вероятно, не стал бы рисковать, запуская воздушного змея во время грозы, чтобы его не поразила молния. Более вероятно, что Франклин запустил воздушного змея перед грозой, и его знаменитый ключ дал электрическую искру, притянув к себе небольшие электрические заряды из воздуха.
Существует очень маленькая вероятность того, что разряд молнии может пройти по телефонным линиям или по проводам электроприборов. Если вы прикоснетесь к телефону или прибору именно в этот момент, вас может ударить током.
Химическая реакция внутри батареи заставляет электроны двигаться.
Напряжение в обычной бытовой батарее недостаточно для того, чтобы вызвать удар током. Однако автомобильные аккумуляторы достаточно мощные, чтобы ударить током, поэтому с ними никогда не стоит возиться.
Вода и электрические фены - опасное сочетание! В период с 1984 по 2004 год было зарегистрировано 104 случая смерти и 43 случая поражения электрическим током в результате падения фенов в ванны или раковины, наполненные водой. С 1991 года производители фенов обязаны устанавливать на шнуры фенов устройства GFCI (прерыватели цепи замыкания на землю). GFCI отключают электричество, чтобы предотвратить серьезное поражение током. Благодаря этим устройствам количество смертей, связанных с фенами, сократилось в среднем до двух в год.
Да! Электрический угорь использует химические вещества в своем теле для производства электричества. Крупный электрический угорь может производить заряд до 650 вольт, что более чем в пять раз превышает мощность удара бытовой розетки.
Внутри клеток сердца крошечные электрические токи бьются в постоянном ритме. Если этот ритм нарушается из-за болезни или травмы, может произойти сердечный приступ. Дефибриллятор одновременно бьет током по каждой клетке сердца, и все они снова начинают работать в ритме. Как будто каждая клетка танцует под один и тот же ритм!
Проволока внутри лампочки называется нитью накаливания. Она сделана из вольфрама - металла, который остается твердым при очень высоких температурах. Электричество проходит через вольфрамовую нить, заставляя ее нагреваться и светиться. Это свечение излучает свет. Внутри лампочки - вакуум, то есть весь воздух удален из стеклянной колбы. (Если бы внутри был воздух, проволока бы сгорела).
Светодиоды не нагреваются и, следовательно, не тратят энергию на нагрев. Светодиоды освещаются исключительно за счет движения электронов в полупроводниковом материале. Полупроводник - это материал с электропроводностью (то есть способностью передавать электрическую энергию) между проводником и изолятором (отсюда приставка "полу"). Внутри светодиода, когда электрический ток проходит через полупроводниковый материал, электроны перемещаются по материалу и переходят на другие энергетические уровни, при этом они излучают фотоны света. Светодиоды становятся все более важным и распространенным источником света благодаря своей высокой энергоэффективности. Светодиоды потребляют на 20 % меньше энергии, чем лампы CFL, и на 90 % меньше, чем лампы накаливания.
Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) и другие люминесцентные лампы содержат газы (аргон и пары ртути), которые под воздействием электричества излучают невидимый ультрафиолетовый свет (УФ). Когда ультрафиолетовый свет попадает на белый люминофор внутри флуоресцентной лампы, люминофор загорается или "флуоресцирует", превращая ультрафиолетовый свет в видимый свет. Люминесцентные лампы очень энергоэффективны, они потребляют лишь пятую часть энергии, чем стандартные лампы накаливания. Это объясняется тем, что все потребляемое ими электричество идет на создание света, в то время как энергия, используемая стандартными лампами накаливания, создает не только свет, но и тепло.
Производство электроэнергии
Энергоресурсы, используемые для производства электроэнергии, можно разделить на две категории:
Невозобновляемые ресурсы
Невозобновляемые ресурсы не могут быть восполнены. Мы можем продлить срок их службы, используя их с умом, но когда они закончатся, у нас их уже не будет.
Ископаемое топливо
Большая часть электроэнергии в Соединенных Штатах вырабатывается на электростанциях, которые сжигают ископаемое топливо, чтобы нагреть воду и получить пар. Пар находится под высоким давлением и направляется на лопасти турбин, заставляя их вращаться.
Три вида ископаемого топлива - это уголь, нефть и природный газ. Они известны как ископаемое топливо, потому что образовались в земле из останков органических веществ, таких как животные или растения, жившие давным-давно.
Уголь это твердое, черное, похожее на камень вещество, состоящее из углерода, водорода, кислорода, азота и серы. Предшественник угля, называемый торфУголь используется в качестве источника энергии во многих странах. Уголь добывают из-под земли на крупных шахтах.
Масло жидкое ископаемое топливо, иногда также называемое нефть. Она находится под землей в пористых породах. Чтобы добыть нефть, нефтяные вышки должны пробурить залежи глубоко под поверхностью земли.
Природный газ состоит в основном из газа, называемого метан. Газ метан легко воспламеняется и горит очень чисто. Природный газ обычно находится под землей вместе с нефтью.
Атомная энергия
Атомные электростанции используют тепло от расщепления атомов для превращения воды в пар, который вращает турбины. Эти станции полагаются на уранТип металла, который должен быть добыт из земли и обработан специальным образом. Топливные стержни содержащие уран, помещаются рядом друг с другом в установку, называемую ядерный реактор. В реакторе атомы урана расщепляются, выделяя при этом огромное количество тепла.
Возобновляемые ресурсы
Возобновляемые источники энергии можно пополнять в течение короткого периода времени, поэтому они никогда не будут израсходованы полностью. Энергетические компании по всей стране все чаще используют возобновляемые ресурсы для производства электроэнергии.
- Биомасса
- Геотермальная энергия
- Водород
- Гидроэнергетика
- Энергия океана
- Солнечная энергия
- Энергия ветра
Биомасса
Биомасса - это органические вещества, такие как сельскохозяйственные отходы, щепа и кора, остающиеся после производства пиломатериалов. Биомассу можно сжечь, чтобы нагреть воду для получения пара, который вращает турбину для производства электроэнергии. Ее также можно превратить в газ, который можно сжечь, чтобы сделать то же самое.
Биомасса включает в себя энергетические культуры Например, древесина, солома и другие культуры, выращиваемые в основном для использования в качестве топлива. Энергетические культуры являются возобновляемыми, но некоторые из них, например деревья, требуют длительного времени для роста. Фермеры могут выращивать деревья на некоторых своих участках вместо пшеницы или других видов продовольствия. Древесину регулярно заготавливают, режут на мелкие щепки и сжигают для получения тепла или работы небольших электростанций.
Топливом, получаемым из биомассы, является газ метан, побочный продукт гниения на свалках. Когда мусор гниет в земле, он выделяет газы, которые можно собирать и сжигать для производства тепла или электроэнергии.
Геотермальная энергия
Слово "геотермальный" происходит от греческих слов geo- "земля" и therme- "тепло". Таким образом, геотермальная энергия означает "тепло земли". Геотермальная энергия - это пар (или горячая вода, преобразованная в пар) из глубин земли.
В недрах нашей планеты очень жарко - в ее ядре, расположенном на глубине 4 000 миль , температура может достигать более 9 000°F. Это тепло постоянно передается от ядра Земли к окружающему слою горных пород - мантии.
В некоторых местах Земли магма (горячая расплавленная земля из мантии) проникает через трещины в кору у поверхности Земли. Магма может нагревать близлежащие породы и воду до 700°F. Часть этой горячей воды выходит на поверхность земли в виде горячих источников или гейзеров, а часть остается глубоко под землей в трещинах и пористых породах. Эту горячую воду можно использовать напрямую или превращать в пар для вращения турбин, вырабатывающих электричество.
Водород
Водород - это бесцветный газ без запаха. Водород может быть преобразован в электричество в результате химической реакции в устройстве, называемом топливный элемент. При преобразовании водорода в электричество не образуется никаких загрязнений - только вода и тепло.
Если водород поступает из возобновляемых ресурсов, таких как свалочный газ, топливные элементы считаются возобновляемыми. Однако если он поступает из невозобновляемых ресурсов, таких как ископаемое топливо, топливные элементы считаются невозобновляемыми. Является ли топливный элемент возобновляемым источником энергии, зависит от источника водородного топлива.
Сегодня уже есть несколько автомобилей, работающих на водороде. В будущем водород будет использоваться для заправки автомобилей и самолетов, а также для обеспечения электричеством зданий.
Гидроэнергетика
Гидроэлектростанции используют силу падающей воды для вращения турбин, которые помогают вырабатывать электричество. Вода, хранящаяся за плотиной, выпускается и направляется по специальным трубам, чтобы течь на лопасти турбин и заставлять их вращаться. Большинство гидроэлектростанций расположено в холмистой или горной местности. Самая известная гидроэлектростанция в стране - плотина Гувера.
Энергия океана
Энергия океана - это одна из форм гидроэнергетики. Океаны покрывают более 70 процентов поверхности Земли, что делает их крупнейшими в мире солнечными коллекторами. Океан аккумулирует тепловую энергию, которая может быть использована для выработки электроэнергии с помощью специальных турбогенераторов.
Энергия океанских волн и приливов также может быть использована для выработки электроэнергии с помощью плотин, прогоняющих океанскую воду через турбины, или буев, оснащенных турбинами, которые вращаются при движении волн. Это называется энергией приливов и отливов, или волновой энергией. Первая в мире волновая электростанция была построена на шотландском острове Айлей. Другие волновые электростанции расположены в заливе Мутрику (Испания), в порту Яффа (Израиль), в заливе Канеохе близ Оаху (Гавайи) и в заливе Кобскук на восточном побережье США в районе Истбрука (штат Мэн).
Ученые и инженеры по всему миру работают над системами, позволяющими использовать энергию океана в больших масштабах.
Солнечная энергия
Солнечная энергия вырабатывается без турбины или электромагнита. Специальные панели солнечных элементов, или модули, способны улавливать солнечный свет и преобразовывать его непосредственно в электричество. Эти панели известны как фотоэлектрический, или PV. (Фото в переводе с греческого означает "свет", а вольтаж относится к электричеству). Произведенное электричество можно использовать сразу же, подавать в электросеть, чтобы им могли пользоваться другие, или хранить в аккумуляторе, чтобы его можно было получить и в пасмурные дни.
Энергия ветра
Энергия ветра - это возобновляемая энергия, которая использует силу ветра для вращения турбин. Эти вращающиеся турбины вырабатывают электричество.
Большая часть энергии ветра вырабатывается на ветряных электростанциях, которые представляют собой большие группы турбин, расположенных в местах с постоянным ветром. Очень большая ветряная электростанция может вырабатывать достаточно электроэнергии для всех домов в городе с населением около миллиона человек. Небольшие ветряные турбины можно использовать для индивидуальных домов, предприятий и лодок. Они могут использоваться для перекачки воды, а электроэнергию можно накапливать в больших аккумуляторах, чтобы использовать ее в другое время.
Пионеры электричества
Бенджамин Франклин (1706-1790)
Несмотря на популярную историю, Бенджамин Франклин, вероятно, не привязывал ключ к воздушному змею и не запускал его в грозу. Однако Франклин провел множество экспериментов, чтобы узнать больше об электричестве. Однажды Бен Франклин захотел использовать электричество, чтобы убить индейку для рождественского ужина. Проверяя оборудование, он прикоснулся к двум деталям одновременно и получил сильный удар током. Все его тело завибрировало, а руки онемели до следующего утра. Ему повезло, что его не обожгло или не ударило током! Франклин верил, что молния - это поток электричества, происходящий в природе. Он знал об опасности и, вероятно, не хотел рисковать поражением электрическим током, запуская воздушного змея в грозу. В 1752 году эксперименты с электричеством привели Бенджамина Франклина к изобретению громоотвода, который, будучи установленным на вершине амбара, церковного шпиля или другого строения, безвредно отводит молнии в землю.
Майкл Фарадей (1791-1867)
Майкл Фарадей изобрел генератор в 1831 году. До этого все полезное электричество получали от батарей. Генератор Фарадея обеспечил источник тока, который не зависел от батарей.
Леди Августа Ада Байрон, графиня Лавлейс (1815-1852)
Ада Лавлейс считается первым в мире программистом. Дочь английского поэта лорда Байрона, Лавлейс работала на математика и изобретателя Чарльза Бэббиджа. Вместе они разработали так называемый "Аналитический двигатель" - механический компьютер, в котором использовались шестеренки и храповики и который можно было программировать с помощью перфокарт. Лавлейс, которая была опытным математиком, создала программный код для этой машины, основанный на двоичной системе, в которой все числа представлены в виде серии нулей и единиц. Компьютерный мир почтил ее память в 1970-х годах, когда язык программирования, принятый Министерством обороны США, получил имя Ада.
Александр Грэм Белл (1847-1922)
Александр Грэм Белл изобрел способ электрической передачи речи - телефон. Белл хотел усовершенствовать телеграф, который позволял людям передавать код из точек и тире по электрическому проводу. Он и его помощник Томас Уотсон нашли способ преобразовать тоны человеческого голоса в переменные электронные токи в проводе и воспроизвести их в виде звуковой речи через приемник. В 1876 году Белл произнес первую фразу, переданную по этому новому устройству: "Ватсон, идите сюда, вы мне нужны". Телефон был представлен на выставке, посвященной столетию 1876 года, в Филадельфии, штат Пенсильвания.
Томас Алва Эдисон (1847-1931)
Томас Алва Эдисон изобрел фонограф, кинокамеру и еще более 1000 других вещей. Эдисон наиболее известен тем, что в 1879 году изобрел лампу накаливания. До появления лампы накаливания мир полагался на масляные лампы и природный газ для освещения ночью. Лампочка Эдисона состояла из карбонизированной хлопковой нити, помещенной в вакуум внутри стеклянной колбы. Ток, проходящий через нить, заставлял ее излучать ровное свечение. Вакуум был необходим для того, чтобы нить не перегорала.
Еще работая над лампочкой, Эдисон начал задумываться об электрической системе, которая обеспечивала бы подачу электроэнергии с центральной электростанции и доставляла ее в дома и на предприятия. Он спроектировал первую в стране центральную электростанцию, которая начала работать в 1882 году и обеспечивала постоянным током 85 потребителей в районе площадью 1 миля в нижней части Манхэттена. К 1902 году, всего через 20 лет после начала работы системы Эдисона, только в Соединенных Штатах насчитывалось 3500 различных электрических систем.
Льюис Говард Латимер (1848-1928)
Льюис Говард Латимер был пионером в разработке электрической лампочки. Он был сыном бывшего раба и единственным афроамериканцем в исследовательской группе Томаса Эдисона, состоявшей из известных ученых. Хотя Эдисон изобрел лампу накаливания, именно Латимер разработал и запатентовал процесс производства углеродных нитей в лампе.
Грэнвилл Вудс (1856-1910)
Грэнвилл Вудс обладал богатыми изобретательскими способностями и внес гениальный вклад в развитие массового транспорта. В 1885 году Вудс запатентовал телефонный передатчик, который был куплен компанией Bell Telephone. Затем он основал в Нью-Йорке компанию Woods Electric Company, которая производила и продавала телефонные, телеграфные и электрические приборы. Его самым важным изобретением стала система индукционного телеграфа в 1887 году - метод информирования инженера о поездах, идущих впереди и позади него, что обеспечивало более безопасное движение по железной дороге. Из более чем 60 патентов, зарегистрированных Вудсом, большинство касались железнодорожных телеграфов, электрических тормозов и электрических железнодорожных систем.
Никола Тесла (1856-1943)
Вы можете знать Tesla как высококлассный электромобиль, но Никола Тесла жил и умер задолго до изобретения автомобиля, носящего его имя. Он наиболее известен тем, что изобрел электрическую систему переменного тока (AC), которая до сих пор используется во всем мире. Тесла также создал трехфазную систему передачи электроэнергии и "катушку Тесла" - индукционную катушку, которая до сих пор используется в радиотехнике.
В 1884 году американский инженер сербского происхождения обратился к Томасу Эдисону с просьбой помочь в финансировании и разработке его двигателя переменного тока и электрической системы. Но Эдисон стремился продвигать менее эффективную систему постоянного тока (DC), поэтому Тесла обратился к Джорджу Вестингаузу, который профинансировал его индукционные двигатели и устройства AC. Эти устройства вскоре завоевали популярность, поскольку они не создавали искр и не требовали постоянных магнитов для работы. Вместо этого в устройствах Теслы использовалось более эффективное вращающееся магнитное поле - такая конструкция и сегодня используется в большинстве электродвигателей. Хотя популярные изобретения Теслы привели его на обложку журнала TIME в 1931 году и дошли до наших дней, он умер бедняком в 1943 году после многих лет, посвященных проектам, которые не получили достаточного финансирования.
Электромобили
Технологии электромобилей (EV) значительно развились с 1999 года, когда был представлен первый гибридный EV. Сегодня доступны различные полностью электрические EV и гибридные бензиново-электрические EV, и эксперты отрасли ожидают, что в этом десятилетии на дорогах будет более миллиона EV. Электромобили популярны по многим причинам:
- Они помогают уменьшить загрязнение окружающей среды.
- Их эксплуатация обходится дешевле, чем бензиновых автомобилей.
- Они помогают уменьшить нашу зависимость от бензина.
Аккумуляторные электромобили
Аккумуляторные электромобили работают исключительно на электрической энергии. Вместо топливного бака в батареях хранится электричество, которое используется для работы автомобиля. Эти батареи можно зарядить, подключив автомобиль к специальной высоковольтной зарядной станции или к стандартным бытовым розеткам на 120 или 240 вольт. Зарядка аккумулятора занимает от 2 до 20 часов, в зависимости от зарядного устройства автомобиля и используемого напряжения. Аккумуляторы хранят электроэнергию до тех пор, пока автомобиль не начнет движение.
Первые типы аккумуляторных электромобилей включали в себя гольф-кары, скутеры и другие транспортные средства, используемые для коротких поездок на низких скоростях. Благодаря быстрому росту индустрии в этом десятилетии аккумуляторные EV могут использоваться как для езды по городу, так и по шоссе. Высокотехнологичный автомобиль Tesla может разгоняться до 200 миль в час и проезжать почти 400 миль на одной зарядке. Более дешевые модели могут разгоняться до 90 миль в час и проезжать 170-259 миль на одной зарядке.
Под капотом аккумуляторный EV состоит из электродвигателя, одного или нескольких контроллеров и батарей. Контроллер регулирует количество электроэнергии, поступающей из батарей в электродвигатель, когда водитель нажимает на педаль газа. Электродвигатель преобразует электрическую энергию из батарей в механическую, которая заставляет автомобиль двигаться.
При движении по дороге аккумуляторный EV не производит никакого загрязнения. Даже если учесть загрязнение, связанное с производством электроэнергии на электростанциях, эти EV производят меньше загрязнений, чем автомобили, работающие на бензине или дизельном топливе. Кроме того, аккумуляторные EV более эффективны, чем бензиновые или дизельные автомобили, если сравнить энергию, затрачиваемую на создание бензина на нефтеперерабатывающем заводе и на производство электроэнергии на электростанции.
Когда аккумуляторный EV останавливается в пробке, ему не нужно расходовать топливо для поддержания работы двигателя, как это делает бензиновый мотор. Дополнительная эффективность достигается за счет так называемого "рекуперативного торможения". Когда автомобиль замедляется, двигатель продолжает вращаться, но энергия больше не поступает на колеса. Вместо этого энергия возвращается в аккумуляторы, давая им небольшой заряд каждый раз, когда водитель останавливается или едет под уклон.
Гибридные электромобили
Гибридный электромобиль (HEV) использует два или более источников энергии. Большинство HEV работают как на бензиновом двигателе, так и на электромоторе. По размерам и уровню комфорта они схожи с самыми популярными автомобилями с бензиновым двигателем. В настоящее время на рынке представлено более 60 моделей HEV, при этом Toyota Prius остается самым продаваемым HEV с момента своего появления в 2000 году.
Основные компоненты HEV включают в себя бензиновый двигатель, электродвигатель, трансмиссию. трансмиссияи, в некоторых моделях, генератор генератор. В топливном баке хранится бензин для двигателя, а в аккумуляторной батарее - электроэнергия для мотора. В обычном режиме работы аккумулятор заряжается от бензинового двигателя и от электродвигателя или генератора. Рекуперативное торможение слегка подзаряжает батареи, когда автомобиль замедляется, восстанавливая часть энергии.
Подключаемые гибридные электромобили
Еще один тип гибридных электромобилей - подключаемый гибрид, или PHEV. Эти автомобили имеют две силовые установки - двигатель внутреннего сгорания и аккумулятор. В отличие от обычных гибридов, таких как Toyota Prius, батарея PHEV может заряжаться либо от бензинового двигателя, либо при подключении автомобиля к внешнему источнику электроэнергии. Некоторые PHEV известны как электромобили с увеличенным запасом хода, или EREV, поскольку их вторичный источник энергии обеспечивает достаточное количество топлива, чтобы автомобиль мог проехать сотни миль, когда батареи разрядятся.
Все типы гибридных EV используют более компактные и эффективные бензиновые двигатели, чем обычные бензиновые или дизельные автомобили. Они также сжигают меньше топлива, чем обычные автомобили, поэтому производят меньше загрязняющих веществ и выбрасывают в воздух меньше углекислого газа.
Рациональное использование энергии в быту
Семьи, которые сокращают потребление электроэнергии за счет отказа от отходов и покупки энергоэффективных приборов, экономят деньги и помогают сохранить природные ресурсы, используемые для производства электроэнергии.
Покажите родителям этот список способов энергосбережения и сэкономьте деньги на счетах за электроэнергию каждый месяц. Возможно, вам удастся убедить их передать экономию вам!
Освещение
- Установите компактные светодиодные лампы (LED).
- Выключайте свет, когда он не используется.
Отопление/кондиционирование
- Установите термостат вашего обогревателя на самую низкую температуру, при которой вам будет комфортно: некоторые рекомендуют 68°F днем и прохладные 55°F ночью.
- Попросите кого-нибудь из взрослых убедиться, что заслонка камина закрыта, когда включено отопление или кондиционер.
- Установите термостат вашего кондиционера на 76-78°F, чтобы оставаться в комфорте и потреблять меньше энергии.
- Быстро закрывайте двери, когда входите или выходите из дома, где работает отопление или кондиционер.
- Напомните взрослым о необходимости ежегодной чистки систем отопления и регулярной замены фильтров для печей.
Приборы
- По возможности используйте бельевую веревку.
- Прежде чем запустить посудомоечную машину, дождитесь ее полного заполнения.
- Выстирайте и высушите полный комплект белья.
- Очистите змеевики холодильника.
Кулинария
- Накрывайте кастрюли при готовке.
- Не открывайте духовку слишком часто.
- По возможности используйте микроволновую печь.
Купание
- Установите душевую лейку с низким расходом воды.
- Принимайте более короткий душ или наполовину наполненную ванну.
- Уменьшите термостат на водонагревателе.
Транспорт
- Прогулка.
- Используйте велосипеды.
- Пользуйтесь автобусами, поездами и автопарками.
- Объединяйте поручения, чтобы сократить количество поездок.
Рациональное использование энергии в школе
Большинство школ тратят на электроэнергию больше денег, чем на компьютеры и учебники вместе взятые. Вот как вы можете помочь своей школе сократить потери энергии.
Светильники и компьютеры
- Установите монитор энергопотребления, чтобы убедиться, что свет и компьютеры выключены перед переменами, обедом и после уроков.
- Создайте табличку "Берегите энергию", которую можно повесить рядом с выключателями света в классе, чтобы напоминать людям о необходимости выключать свет, когда он не используется.
Отопление и охлаждение
- Убедитесь, что мебель или книги не перекрывают вентиляционные отверстия в классе.
- Призывайте всех держать двери и окна закрытыми, когда работает отопление или кондиционер.
Вода
- Выключайте воду в ванной, когда закончите пользоваться ею.
- Сообщайте об обнаруженных утечках воды своему учителю или школьному сторожу.
