Câu hỏi thường gặp về điện (Câu hỏi thường gặp)
Điện là một dạng năng lượng bắt đầu với các nguyên tử. Các nguyên tử quá nhỏ để nhìn thấy, nhưng chúng tạo nên mọi thứ xung quanh chúng ta. Một nguyên tử có ba phần nhỏ: proton, neutron và electron. Trung tâm của nguyên tử có ít nhất một proton và một neutron. Ít nhất một electron di chuyển xung quanh tâm nguyên tử với tốc độ lớn. Điện có thể được tạo ra bằng cách buộc các electron chảy từ nguyên tử này sang nguyên tử khác.
Hầu hết điện được sử dụng ở Hoa Kỳ được sản xuất tại các nhà máy điện. Các nguồn năng lượng khác nhau được sử dụng để quay tuabin. Các trục tuabin quay quay nam châm điện được bao quanh bởi các cuộn dây đồng nặng bên trong máy phát điện. Điều này tạo ra một từ trường, làm cho các electron trong dây đồng di chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác.
Điện rời khỏi nhà máy điện và được gửi qua các đường dây truyền tải công suất cao trên các tháp cao. Dòng điện rất mạnh từ một nhà máy điện phải di chuyển quãng đường dài để đến nơi cần thiết. Điện mất một phần sức mạnh (điện áp) khi nó di chuyển, vì vậy các máy biến áp, giúp tăng hoặc "tăng cường" sức mạnh của nó, phải giúp nó theo.
Khi điện đến gần nơi nó sẽ được sử dụng, điện áp của nó phải được giảm. Các loại máy biến áp khác nhau tại các trạm biến áp tiện ích thực hiện công việc này, "bước xuống" nguồn điện. Điện sau đó đi trên dây phân phối trên không hoặc ngầm đến các khu dân cư. Khi dây phân phối đến nhà hoặc doanh nghiệp, một máy biến áp khác sẽ giảm điện xuống điện áp phù hợp để sử dụng trong các thiết bị, đèn chiếu sáng và những thứ khác chạy bằng điện.
Một dây dẫn mang điện từ dây phân phối đến hộp đồng hồ đo nhà. Đồng hồ đo lượng điện mà những người trong nhà sử dụng. Từ hộp đồng hồ, dây điện chạy qua các bức tường đến ổ cắm và đèn. Điện luôn chờ trong dây dẫn được sử dụng.
Điện truyền trong một mạch. Khi bạn bật một thiết bị, bạn hoàn thành mạch. Điện chạy dọc theo đường dây điện đến ổ cắm, qua dây nguồn vào thiết bị, sau đó quay trở lại qua dây đến ổ cắm và ra đường dây điện một lần nữa.
Điện di chuyển nhanh (186.000 dặm mỗi giây). Nếu bạn đi du lịch nhanh như vậy, bạn có thể đi du lịch vòng quanh thế giới gần tám lần trong thời gian cần thiết để bật đèn! Và nếu bạn có một chiếc đèn trên mặt trăng được nối với một công tắc trong phòng ngủ của bạn, nó sẽ chỉ mất 1,28 giây sau khi bạn bật công tắc điện để thắp sáng đèn cách đó 238.857 dặm!
Các số liệu được sử dụng để đi đến các con số:
• Tốc độ ánh sáng: 186.000 dặm/giây
• Khoảng cách trung bình đến mặt trăng: 238.857 dặm
• Chu vi trái đất: 24.902 dặm (xích đạo), 24.860 dặm (cực)
Vôn, ampe và watt đo điện. Vôn đo áp suất mà dòng điện chảy. Ampe đo lượng dòng điện. Watts đo lượng công việc được thực hiện bởi một lượng dòng điện nhất định ở một áp suất hoặc điện áp nhất định.
Để hiểu chúng có liên quan như thế nào, hãy nghĩ về nước trong vòi. Bật vòi cung cấp lực, giống như điện áp. Lượng nước di chuyển qua vòi giống như cường độ dòng điện. Bạn sẽ sử dụng nhiều nước chảy ra thực sự khó khăn (như rất nhiều watt) để rửa sạch một chiếc xe lầy lội. Bạn sẽ sử dụng ít nước chảy ra chậm hơn (như ít watt hơn) để rót đầy ly.
Watts = Amps x Vôn
Amps = Watts ÷ Volts
Có khoảng 240.000 dặm đường dây tải điện cao thế ở Hoa Kỳ và hàng triệu dặm đường dây phân phối mang điện đến nhà, trường học và doanh nghiệp của chúng tôi.
Không! Ai đó có thể bị sốc điện và sống sót. Nhưng khi chúng ta nói ai đó đã bị điện giật, điều đó có nghĩa là họ đã bị giết bởi điện.
Bạn không thể nhìn thấy điện khi nó đang chạy qua một mạch. Nhưng nếu điện rời khỏi mạch điện - như khi ai đó bị sốc - bạn có thể thấy tia lửa. Tia lửa không phải là điện. Đó là một ngọn lửa xảy ra khi điện truyền qua không khí và đốt cháy các hạt oxy.
Không! Trong các dây dẫn của mạch điện, các electron luôn lắc lư xung quanh. Khi một mạch được đóng lại để chạy một thiết bị hoặc bóng đèn, các electron rung lắc rất nhiều và đi qua dây. Khi mạch mở, tất cả các electron chỉ lắc lư ở vị trí của chúng - giống như chạy tại chỗ.
Nó chỉ là bản chất của điện để di chuyển từ một khu vực có điện áp cao hơn đến một khu vực điện áp thấp hơn, nếu được cung cấp một con đường để đi đến đó. Mặt đất chỉ đơn giản là khu vực điện áp thấp nhất xung quanh, vì vậy nếu bạn cho điện một đường dẫn xuống đất, nó sẽ lấy nó, không có câu hỏi nào! Khi điện đi vào lòng đất, trái đất hấp thụ năng lượng của nó.
Điện dễ dàng tiếp tục chảy qua đường dây điện hơn là đi qua con chim. Nhưng nếu một con chim có đôi cánh lớn chạm vào đường dây điện và cây hoặc cột điện cùng một lúc, nó cung cấp điện với một con đường xuống đất và có thể bị sốc. Và nếu một con chim chạm vào hai dây cùng một lúc, nó sẽ tạo ra một mạch điện - điện sẽ chạy qua con chim và có khả năng điện giật nó.
Cú sốc bạn cảm thấy khi chạm vào một vật thể sau khi đi trên thảm là tĩnh điện. Khi bạn kéo chân qua thảm vào một ngày khô ráo, các electron từ thảm sẽ được chuyển đến cơ thể bạn. Nếu sau đó bạn chạm vào một mảnh kim loại, chẳng hạn như tay nắm cửa, các electron sẽ nhảy lên kim loại và bạn sẽ cảm thấy sốc.
Sét là một sự phóng tĩnh điện lớn. Trong cơn giông bão, các đám mây tích tụ điện tích khi các mảnh băng nhỏ va chạm qua chuyển động tăng và chìm trong chính những đám mây. Các điện tích được tạo ra bởi những va chạm này cuối cùng lấp đầy toàn bộ đám mây. Khi có sự khác biệt lớn về điện tích giữa đám mây và môi trường xung quanh, đám mây sẽ phóng ra một tia sét.
Một tia sét có thể mang từ 100 triệu đến 1 tỷ volt. (100 triệu volt tương đương với 8 triệu pin xe hơi.)
Vâng, nó có. Bởi vì nước dẫn điện, khi sét đánh vào nước, nó lan ra dọc theo bề mặt. Bất kỳ con cá nào gần mặt nước đều bị điện giật.
Theo Kỷ lục Guinness Thế giới, Roy G. Sullivan, một cựu kiểm lâm viên Hoa Kỳ, đã bị sét đánh bảy lần trong suốt sự nghiệp 35 năm của mình. Tia chớp đã đốt cháy lông mày của anh ta, đốt vai, đốt tóc anh ta, làm bị thương mắt cá chân và đốt cháy bụng và ngực của anh ta.
Ben Franklin có lẽ đã không thực hiện thí nghiệm diều nổi tiếng của mình theo cách nó thường được miêu tả. (Franklin chưa bao giờ tự viết về nó, và mô tả duy nhất chúng ta có về nó được viết bởi một học giả khác, Joseph Priestley, 15 năm sau đó.) Franklin tin rằng sét là một dòng điện diễn ra trong tự nhiên. Anh ta biết về sự nguy hiểm của điện, và có lẽ sẽ không mạo hiểm bị sét đánh bằng cách thả diều trong một cơn bão. Nhiều khả năng Franklin đã thả diều trước khi cơn bão xảy ra, và chiếc chìa khóa nổi tiếng của ông đã phát ra tia lửa điện bằng cách hút các điện tích nhỏ từ không khí.
Có một khả năng rất nhỏ là sét đánh có thể xuyên qua đường dây điện thoại hoặc qua dây điện của thiết bị điện. Nếu bạn chạm vào điện thoại hoặc thiết bị ngay lúc đó, bạn có thể bị sốc.
Một phản ứng hóa học trong pin buộc các electron di chuyển.
Không có đủ điện áp trong pin gia dụng thông thường để gây ra điện giật. Tuy nhiên, pin xe hơi đủ mạnh để gây sốc nên bạn không bao giờ nên giả mạo chúng.
Máy sấy tóc nước và điện là một sự kết hợp nguy hiểm! Từ năm 1984 đến năm 2004, đã có 104 người chết và 43 người bị thương do điện giật do máy sấy tóc rơi vào bồn tắm hoặc bồn rửa chứa đầy nước. Từ năm 1991, các nhà sản xuất máy sấy tóc đã được yêu cầu bao gồm GFCI (bộ ngắt mạch lỗi nối đất) trên dây máy sấy. GFCI cắt điện để tránh sốc nghiêm trọng. Nhờ các thiết bị này, số ca tử vong liên quan đến máy sấy tóc đã giảm xuống trung bình hai ca mỗi năm.
Có! Một con lươn điện sử dụng hóa chất trong cơ thể để sản xuất điện. Một con lươn điện lớn có thể tạo ra điện tích lên tới 650 volt, gấp hơn năm lần sức mạnh gây sốc của ổ cắm gia đình.
Bên trong các tế bào của tim, các dòng điện nhỏ bắn theo nhịp điệu ổn định. Nếu nhịp điệu đó bị gián đoạn do bệnh tật hoặc chấn thương, cơn đau tim có thể xảy ra. Máy khử rung tim gây sốc cho mọi tế bào trong tim cùng một lúc, vì vậy tất cả chúng đều khởi động lại theo nhịp điệu. Nó giống như mỗi tế bào đang nhảy theo cùng một nhịp!
Dây bên trong bóng đèn được gọi là dây tóc. Nó được làm bằng vonfram, một kim loại vẫn rắn ở nhiệt độ rất cao. Điện chạy qua dây tóc vonfram, khiến nó nóng lên và phát sáng. Ánh sáng phát ra ánh sáng. Bên trong một bóng đèn là chân không - nói cách khác, tất cả không khí đã được loại bỏ từ bên trong bóng đèn thủy tinh. (Nếu có không khí bên trong, dây sẽ bị cháy.)
Đèn LED không đặc biệt nóng và do đó không lãng phí năng lượng vào nhiệt. Đèn LED chỉ được chiếu sáng bởi sự chuyển động của các electron trong vật liệu bán dẫn. Chất bán dẫn là vật liệu có độ dẫn điện (có nghĩa là khả năng truyền năng lượng điện) giữa dây dẫn và chất cách điện (do đó có tiền tố "bán"). Bên trong đèn LED, khi một dòng điện đi qua vật liệu bán dẫn, các electron di chuyển qua vật liệu và giảm xuống các mức năng lượng khác, và trong quá trình này, chúng phát ra các photon ánh sáng. Đèn LED đang trở thành một nguồn ánh sáng ngày càng quan trọng và phổ biến vì mức độ hiệu quả năng lượng cao. Đèn LED sử dụng năng lượng ít hơn tới 20% so với CFL và năng lượng ít hơn tới 90% so với bóng đèn sợi đốt.
Đèn huỳnh quang compact (CFL) và các bóng đèn huỳnh quang khác chứa khí (argon và hơi thủy ngân) tạo ra ánh sáng cực tím vô hình (UV) khi được kích thích bởi điện. Khi ánh sáng tia cực tím chiếu vào lớp phủ phốt pho trắng bên trong bóng đèn huỳnh quang, phốt pho sẽ chiếu sáng hoặc "huỳnh quang", thay đổi ánh sáng UV thành ánh sáng khả kiến. CFL rất tiết kiệm năng lượng, chỉ sử dụng khoảng một phần năm năng lượng của bóng đèn sợi đốt tiêu chuẩn. Điều này là do tất cả điện năng họ sử dụng đều hướng tới việc tạo ra ánh sáng, trong khi năng lượng được sử dụng bởi bóng đèn sợi đốt tiêu chuẩn tạo ra nhiệt cũng như ánh sáng.
Sản xuất điện
Các nguồn năng lượng được sử dụng để tạo ra điện có thể được chia thành hai loại:
Tài nguyên không thể tái tạo
Tài nguyên không thể tái tạo không thể được bổ sung. Chúng ta có thể làm cho những nguồn cung cấp này tồn tại lâu hơn bằng cách sử dụng chúng một cách khôn ngoan, nhưng khi chúng biến mất, chúng ta sẽ không còn nữa.
Nhiên liệu hóa thạch
Phần lớn điện được sử dụng ở Hoa Kỳ được tạo ra tại các nhà máy điện đốt nhiên liệu hóa thạch để làm nóng nước và tạo ra hơi nước. Hơi nước có áp suất cao và hướng vào các cánh tuabin để làm cho chúng quay.
Ba dạng nhiên liệu hóa thạch là than, dầu và khí đốt tự nhiên. Chúng được gọi là nhiên liệu hóa thạch vì chúng được hình thành trong trái đất từ phần còn lại của chất hữu cơ như động vật hoặc thực vật sống cách đây rất lâu.
Than là một chất cứng, màu đen, giống như đá được tạo thành từ carbon, hydro, oxy, nitơ và lưu huỳnh. Tiền thân của than, được gọi là Peat, được sử dụng làm nguồn năng lượng ở nhiều quốc gia. Than được khai thác từ mặt đất tại các mỏ lớn.
Dầu là một nhiên liệu hóa thạch lỏng, đôi khi còn được gọi là dầu mỏ. Nó được tìm thấy dưới lòng đất trong đá xốp. Các giàn khoan dầu phải khoan xuống các mỏ sâu dưới bề mặt trái đất để lấy dầu.
Khí thiên nhiên được tạo thành chủ yếu từ một loại khí gọi là metan. Khí metan rất dễ cháy và cháy rất sạch. Khí tự nhiên thường được tìm thấy dưới lòng đất cùng với dầu.
Năng lượng hạt nhân
Các nhà máy điện hạt nhân sử dụng nhiệt từ việc tách các nguyên tử để chuyển nước thành hơi nước làm quay tuabin. Những nhà máy này dựa vào urani, một loại kim loại phải được khai thác từ mặt đất và được xử lý đặc biệt. Thanh nhiên liệu Chứa uranium được đặt cạnh nhau trong một cỗ máy gọi là lò phản ứng hạt nhân. Lò phản ứng làm cho các nguyên tử uranium tách ra, và khi làm như vậy, chúng giải phóng một lượng nhiệt khổng lồ.
Tài nguyên tái tạo
Tài nguyên năng lượng tái tạo có thể được bổ sung trong một khoảng thời gian ngắn, vì vậy chúng sẽ không bao giờ được sử dụng hết. Các công ty năng lượng trong cả nước đang sử dụng tài nguyên tái tạo ngày càng nhiều để tạo ra điện.
- Sinh khối
- Năng lượng địa nhiệt
- Hiđrô
- Thủy điện
- Năng lượng đại dương
- Năng lượng mặt trời
- Năng lượng gió
Sinh khối
Sinh khối là chất hữu cơ, chẳng hạn như chất thải nông nghiệp, dăm gỗ và vỏ cây còn sót lại khi sản xuất gỗ. Sinh khối có thể được đốt cháy để làm nóng nước để tạo ra hơi nước, làm quay tuabin để tạo ra điện. Nó cũng có thể được chuyển đổi thành khí, có thể được đốt cháy để làm điều tương tự.
Sinh khối bao gồm Cây trồng năng lượng như gỗ, rơm rạ và các loại cây trồng khác được trồng chủ yếu để sử dụng làm nhiên liệu. Cây năng lượng có thể tái tạo, nhưng một số, như cây, mất nhiều thời gian để phát triển. Nông dân có thể trồng cây trên một số đất của họ thay vì lúa mì hoặc các loại thực phẩm khác. Gỗ được khai thác thường xuyên, cắt thành dăm nhỏ và đốt để cung cấp nhiệt hoặc vận hành các nhà máy điện nhỏ.
Một nhiên liệu được tạo ra từ sinh khối là khí metan, một sản phẩm phụ của sự phân hủy trong các bãi chôn lấp. Khi rác thối rữa trong lòng đất, nó tạo ra các khí có thể được thu thập và đốt cháy để tạo ra nhiệt hoặc điện.
Năng lượng địa nhiệt
Từ địa nhiệt xuất phát từ tiếng Hy Lạp geo, cho trái đất, và therme, cho nhiệt. Vì vậy, địa nhiệt có nghĩa là "nhiệt trái đất". Năng lượng địa nhiệt là hơi nước (hoặc nước nóng đã được chuyển đổi thành hơi nước) từ sâu bên trong trái đất.
Bên trong hành tinh của chúng ta rất nóng - ở lõi của nó, sâu 4.000 dặm , nhiệt độ có thể đạt tới hơn 9.000 ° F. Nhiệt này liên tục được dẫn từ lõi trái đất đến lớp đá xung quanh, lớp phủ.
Có một số nơi trên trái đất nơi magma (đất nóng chảy từ lớp phủ) đẩy lên qua các vết nứt vào lớp vỏ gần bề mặt trái đất. Magma có thể làm nóng đá gần đó và nước nóng tới 700 ° F. Một số nước nóng này đến bề mặt trái đất dưới dạng suối nước nóng hoặc mạch nước phun, và một số bị mắc kẹt sâu dưới lòng đất trong các vết nứt và đá xốp. Nước nóng này có thể được sử dụng trực tiếp hoặc chuyển đổi thành hơi nước để quay tuabin tạo ra điện.
Hiđrô
Hydro là một loại khí không màu, không mùi. Hydro có thể được chuyển đổi thành điện năng thông qua một phản ứng hóa học trong một thiết bị gọi là pin nhiên liệu. Chuyển đổi hydro thành điện năng không tạo ra ô nhiễm, chỉ có nước và nhiệt.
Nếu hydro đến từ một nguồn tài nguyên tái tạo như khí bãi rác, pin nhiên liệu được coi là có thể tái tạo. Tuy nhiên, nếu nó đến từ một nguồn tài nguyên không thể tái tạo như nhiên liệu hóa thạch, pin nhiên liệu được coi là không thể tái tạo. Việc pin nhiên liệu có sử dụng nguồn năng lượng tái tạo hay không phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hydro.
Ngày nay, đã có một số xe chạy bằng hydro. Trong tương lai, hydro sẽ được sử dụng để cung cấp nhiên liệu cho xe cộ và máy bay và cung cấp điện cho các tòa nhà.
Thủy điện
Các nhà máy thủy điện sử dụng sức mạnh của nước rơi để quay các tuabin giúp tạo ra điện. Nước được lưu trữ phía sau đập được giải phóng và dẫn qua các ống đặc biệt để chảy vào các cánh tuabin và làm cho chúng quay. Hầu hết các công trình thủy điện được tìm thấy ở khu vực đồi núi hoặc miền núi. Công trình thủy điện nổi tiếng nhất trong cả nước là đập Hoover.
Năng lượng đại dương
Năng lượng đại dương là một dạng thủy điện. Các đại dương bao phủ hơn 70% bề mặt trái đất, khiến chúng trở thành nơi thu gom năng lượng mặt trời lớn nhất thế giới. Đại dương lưu trữ năng lượng nhiệt (nhiệt), có thể được sử dụng để tạo ra điện bằng máy phát tuabin đặc biệt.
Năng lượng của sóng và thủy triều của đại dương cũng có thể được sử dụng để tạo ra điện với các đập đẩy nước biển qua tuabin hoặc với phao được nhúng với tuabin quay khi chúng dịch chuyển theo chuyển động của sóng. Đây được gọi là năng lượng thủy triều, hoặc năng lượng sóng. Nhà máy điện sóng đầu tiên trên thế giới được xây dựng trên đảo Islay của Scotland. Các nhà máy điện sóng khác được đặt tại Vịnh Mutriku, Tây Ban Nha; Cảng Jaffa, Israel; Vịnh Kaneohe gần Oahu, Hawaii; và vịnh Cobscook trên bờ biển phía Đông Hoa Kỳ gần Eastbrook, Maine.
Các nhà khoa học và kỹ sư trên khắp thế giới đang nghiên cứu các hệ thống sử dụng năng lượng của đại dương trên quy mô lớn.
Năng lượng mặt trời
Năng lượng mặt trời được tạo ra mà không cần tuabin hoặc nam châm điện. Các tấm pin mặt trời đặc biệt, hoặc mô-đun, có thể thu ánh sáng mặt trời và chuyển đổi trực tiếp thành điện năng. Những tấm này được gọi là quang điện, hoặc PV. (Ảnh là tiếng Hy Lạp có nghĩa là ánh sáng, và Voltaic liên quan đến điện.) Điện mà họ sản xuất có thể được sử dụng ngay lập tức, đưa vào lưới điện cho người khác sử dụng hoặc được lưu trữ trong pin để nó cũng có sẵn vào những ngày nhiều mây.
Năng lượng gió
Năng lượng gió là năng lượng tái tạo sử dụng lực của gió để quay tuabin. Những tuabin quay này tạo ra điện.
Hầu hết năng lượng gió được sản xuất tại các trang trại gió, là những nhóm tuabin lớn ở những vị trí có gió liên tục. Một trang trại gió rất lớn có thể tạo ra đủ điện cho tất cả các ngôi nhà trong một thành phố khoảng một triệu người. Tuabin gió nhỏ có thể được sử dụng cho nhà riêng lẻ, doanh nghiệp và thuyền. Chúng có thể được sử dụng để bơm nước, hoặc điện có thể được lưu trữ trong pin lớn để sử dụng vào một thời điểm khác.
Những người tiên phong trong lĩnh vực điện
Benjamin Franklin (1706–1790)
Bất chấp câu chuyện nổi tiếng, Benjamin Franklin có lẽ đã không buộc chìa khóa vào một con diều và bay nó trong một cơn bão sét. Tuy nhiên, Franklin đã thực hiện nhiều thí nghiệm để tìm hiểu thêm về điện. Một năm nọ, Ben Franklin muốn sử dụng điện để giết một con gà tây cho bữa tối Giáng sinh. Trong khi kiểm tra thiết bị của mình, anh ta chạm vào hai bộ phận cùng một lúc và bị sốc lớn. Toàn thân anh rung lên, cánh tay tê dại cho đến sáng hôm sau. Anh may mắn không bị bỏng hay điện giật! Franklin tin rằng sét là một dòng điện diễn ra trong tự nhiên. Anh ta biết những nguy hiểm và có lẽ không muốn mạo hiểm bị điện giật bằng cách thả diều trong một cơn bão. Năm 1752, các thí nghiệm điện của Benjamin Franklin đã khiến ông phát minh ra cột thu lôi, khi được đặt trên đỉnh nhà kho, gác chuông nhà thờ hoặc cấu trúc khác, dẫn tia sét vô hại xuống đất.
Michael Faraday (1791–1867)
Michael Faraday đã phát minh ra máy phát điện vào năm 1831. Trước đó, tất cả điện hữu ích được cung cấp bằng pin. Máy phát điện của Faraday cung cấp một nguồn dòng điện không phụ thuộc vào pin.
Phu nhân Augusta Ada Byron, Nữ bá tước xứ Lovelace (1815–1852)
Ada Lovelace được coi là lập trình viên máy tính đầu tiên trên thế giới. Con gái của nhà thơ người Anh, Lord Byron, Lovelace làm việc cho một nhà toán học và nhà phát minh tên là Charles Babbage. Họ cùng nhau phát triển cái mà họ gọi là "Công cụ phân tích" - một máy tính cơ khí sử dụng bánh răng và bánh cóc và có thể được lập trình bằng cách sử dụng thẻ đục lỗ. Lovelace, một nhà toán học tài năng, đã tạo ra mã lập trình chạy máy này, dựa trên một hệ thống nhị phân trong đó tất cả các số được biểu diễn dưới dạng một chuỗi các số không và số một. Thế giới máy tính đã vinh danh bà vào những năm 1970 khi một ngôn ngữ lập trình được Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ áp dụng được đặt tên là Ada.
Alexander Graham Bell (1847–1922)
Alexander Graham Bell đã phát minh ra một cách để truyền lời nói bằng điện: điện thoại. Bell muốn cải thiện điện báo, cho phép mọi người truyền mã dấu chấm và dấu gạch ngang qua dây điện. Ông và trợ lý của mình, Thomas Watson, đã tìm ra cách chuyển đổi âm sắc của giọng nói con người thành các dòng điện tử khác nhau trong một dây dẫn và tái tạo chúng dưới dạng lời nói có thể nghe được thông qua máy thu. Năm 1876, Bell đã nói câu đầu tiên được truyền qua thiết bị mới này: "Watson, đến đây, tôi muốn bạn." Chiếc điện thoại được trưng bày tại Triển lãm Centennial năm 1876 ở Philadelphia, Pennsylvania.
Thomas Alva Edison (1847–1931)
Thomas Alva Edison đã phát minh ra máy quay đĩa, máy ảnh chuyển động và hơn 1.000 thứ khác. Edison được biết đến nhiều nhất với việc phát minh ra bóng đèn sợi đốt vào năm 1879. Trước bóng đèn sợi đốt, thế giới dựa vào đèn dầu và khí đốt tự nhiên để thắp sáng màn đêm. Bóng đèn của Edison bao gồm sợi bông carbon hóa được đặt trong chân không bên trong bóng đèn thủy tinh. Dòng điện chạy qua dây tóc sẽ khiến nó phát ra ánh sáng ổn định. Chân không là cần thiết để giữ cho dây tóc không bị cháy.
Trong khi vẫn đang nghiên cứu bóng đèn, Edison bắt đầu suy nghĩ về một hệ thống điện sẽ cung cấp điện từ một nhà máy điện trung tâm và cung cấp cho các hộ gia đình và doanh nghiệp. Ông đã thiết kế hệ thống điện trung tâm đầu tiên của đất nước, bắt đầu hoạt động vào năm 1882 và cung cấp điện trực tiếp cho 85 khách hàng trong một khu vực rộng 1 dặm vuông ở hạ Manhattan. Đến năm 1902, chỉ 20 năm sau khi hệ thống của Edison bắt đầu hoạt động, đã có 3.500 hệ thống điện khác nhau chỉ riêng ở Hoa Kỳ.
Lewis Howard Latimer (1848–1928)
Lewis Howard Latimer là người tiên phong trong việc phát triển bóng đèn điện. Ông là con trai của một cựu nô lệ, và là thành viên người Mỹ gốc Phi duy nhất trong nhóm nghiên cứu các nhà khoa học nổi tiếng của Thomas Edison. Trong khi Edison phát minh ra bóng đèn sợi đốt, chính Latimer là người đã phát triển và cấp bằng sáng chế cho quy trình sản xuất các sợi carbon trong bóng đèn.
Rừng Granville (1856–1910)
Granville Woods có kỹ năng sáng tạo phong phú và có những đóng góp khéo léo cho giao thông công cộng. Woods đã được cấp bằng sáng chế cho một máy phát điện thoại vào năm 1885, được mua bởi Bell Telephone. Sau đó, ông thành lập Công ty Điện Woods ở thành phố New York, chuyên sản xuất và bán điện thoại, điện báo và dụng cụ điện. Phát minh quan trọng nhất của ông là hệ thống điện báo cảm ứng vào năm 1887, một phương pháp thông báo cho một kỹ sư về các đoàn tàu ngay phía trước và phía sau ông, do đó đảm bảo việc đi lại bằng đường sắt an toàn hơn. Trong số hơn 60 bằng sáng chế mà Woods đăng ký, phần lớn liên quan đến điện báo đường sắt, phanh điện và hệ thống đường sắt điện.
Nikola Tesla (1856–1943)
Bạn có thể biết đến Tesla như một chiếc xe điện cao cấp, nhưng Nikola Tesla đã sống và chết rất lâu trước khi phát minh ra chiếc xe mang tên ông. Ông được biết đến nhiều nhất với việc phát minh ra hệ thống điện xoay chiều (AC), hệ thống điện chiếm ưu thế được sử dụng trên toàn thế giới ngày nay. Tesla cũng tạo ra hệ thống truyền tải điện 3 pha và "cuộn dây Tesla", một cuộn dây cảm ứng vẫn được sử dụng trong công nghệ vô tuyến.
Năm 1884, kỹ sư người Mỹ gốc Serbia đã kêu gọi Thomas Edison giúp tài trợ và phát triển động cơ AC và hệ thống điện của mình. Nhưng Edison rất quan tâm đến việc thúc đẩy hệ thống dòng điện một chiều (DC) kém hiệu quả hơn, vì vậy Tesla sau đó đã đến George Westinghouse, người đã tài trợ cho các động cơ và thiết bị cảm ứng AC của mình. Chúng nhanh chóng trở nên phổ biến, vì chúng không tạo ra tia lửa hoặc yêu cầu nam châm vĩnh cửu để hoạt động. Thay vào đó, các thiết bị của Tesla sử dụng từ trường quay hiệu quả hơn, một thiết kế vẫn được tìm thấy trong hầu hết các động cơ điện hiện nay. Mặc dù những phát minh nổi tiếng của Tesla đã đưa ông lên trang bìa của tạp chí TIME vào năm 1931 và đã chiếm ưu thế theo thời gian, ông đã qua đời một người đàn ông nghèo vào năm 1943 sau nhiều năm cống hiến cho các dự án không nhận được đủ tài chính.
Xe điện
Công nghệ xe điện (EV) đã phát triển rất nhiều kể từ năm 1999 khi EV hybrid đầu tiên được giới thiệu. Ngày nay, một loạt các EV chạy hoàn toàn bằng điện và EV xăng / điện hybrid đã có sẵn, và các chuyên gia trong ngành dự đoán sẽ có hơn một triệu EV trên đường trong thập kỷ này. EV phổ biến vì nhiều lý do:
- Chúng giúp giảm ô nhiễm.
- Chúng có chi phí chạy ít hơn so với xe xăng.
- Chúng giúp giảm sự phụ thuộc của chúng ta vào xăng dầu.
Xe điện chạy pin
Pin EV chạy hoàn toàn bằng năng lượng điện. Thay vì bình xăng, pin lưu trữ điện được sử dụng để vận hành xe. Những pin này có thể được sạc lại bằng cách cắm xe vào trạm sạc điện áp cao đặc biệt hoặc ổ cắm gia dụng 120 volt hoặc 240 volt tiêu chuẩn. Mất từ 2 đến khoảng 20 giờ để sạc lại pin, tùy thuộc vào bộ sạc của xe và điện áp được sử dụng. Pin lưu trữ điện cho đến khi xe được lái.
Các loại EV pin ban đầu bao gồm xe golf, xe tay ga và các phương tiện khác được sử dụng cho các chuyến đi ngắn ở tốc độ thấp. Với sự tăng trưởng nhanh chóng của ngành trong thập kỷ này, EV pin có thể đáp ứng cả nhu cầu lái xe trong thành phố và đường cao tốc. Tesla cao cấp có thể đạt tốc độ 200 dặm / giờ và di chuyển gần 400 dặm trong một lần sạc. Các mô hình chi phí thấp hơn có thể đạt tới 90 dặm / giờ và đi du lịch 170-259 dặm trên một khoản phí.
Dưới mui xe, pin EV bao gồm một động cơ điện, một hoặc nhiều bộ điều khiển và pin. Bộ điều khiển chi phối lượng điện chạy từ pin đến động cơ khi người lái đạp ga. Động cơ thay đổi năng lượng điện từ pin sang năng lượng cơ học, làm cho xe di chuyển.
Lái xe điện chạy bằng pin xuống đường không gây ô nhiễm chút nào. Ngay cả khi ô nhiễm liên quan đến sản xuất điện của nhà máy điện được tính đến, những chiếc EV này tạo ra ít ô nhiễm hơn so với các phương tiện chạy bằng xăng hoặc diesel. Xe điện chạy bằng pin cũng hiệu quả hơn xe chạy bằng xăng hoặc diesel, nếu bạn so sánh năng lượng được sử dụng để tạo ra xăng tại nhà máy lọc dầu với sản xuất điện trong nhà máy điện.
Khi một chiếc EV chạy bằng pin bị dừng lại khi tham gia giao thông, nó không phải sử dụng nhiên liệu để giữ cho động cơ hoạt động như động cơ xăng. Hiệu quả gia tăng được tạo ra bởi một thứ gọi là "phanh tái tạo". Khi xe giảm tốc độ, động cơ tiếp tục quay, nhưng nguồn điện không còn chảy đến các bánh xe nữa. Thay vào đó, năng lượng được đưa trở lại pin, cung cấp cho chúng một khoản phí nhỏ mỗi khi người lái dừng hoặc xuống dốc.
Xe điện lai
Một chiếc xe điện hybrid (HEV) sử dụng hai hoặc nhiều nguồn năng lượng. Hầu hết các HEV chạy trên cả động cơ xăng và động cơ điện. Chúng có kích thước và mức độ thoải mái tương tự như các loại xe chạy bằng xăng phổ biến nhất. Hiện có hơn 60 mẫu xe HEV trên thị trường, với Toyota Prius vẫn là chiếc HEV bán chạy nhất kể từ khi được giới thiệu vào năm 2000.
Các thành phần chính của HEV bao gồm động cơ xăng, động cơ điện, hộp số và, trong một số kiểu xe, máy phát điện. Một bình nhiên liệu lưu trữ xăng cho động cơ, và một bộ pin lưu trữ điện cho động cơ. Pin được sạc bằng động cơ xăng và bằng động cơ điện hoặc máy phát điện trong quá trình hoạt động bình thường. Phanh tái tạo sạc pin nhẹ khi xe giảm tốc độ, thu hồi một phần năng lượng.
Xe điện Plug-in Hybrid
Một loại xe điện hybrid khác là plug-in hybrid, hay PHEV. Những chiếc xe này có hai hệ thống điện, một động cơ đốt trong và một pin. Không giống như các xe hybrid thông thường như Toyota Prius, pin của PHEV có thể được sạc lại bằng động cơ xăng hoặc bằng cách cắm xe vào nguồn điện bên ngoài. Một số PHEV được gọi là xe điện phạm vi mở rộng, hoặc EREV, bởi vì nguồn năng lượng thứ cấp của chúng cung cấp đủ nhiên liệu để cho phép chiếc xe lái xe hàng trăm dặm khi pin trở nên yếu.
Tất cả các loại EV hybrid đều sử dụng động cơ xăng nhỏ hơn, hiệu quả hơn so với xe chạy bằng xăng hoặc diesel thông thường. Chúng cũng đốt cháy ít nhiên liệu hơn so với các phương tiện thông thường, do đó tạo ra ít chất ô nhiễm hơn và giải phóng ít carbon dioxide hơn vào không khí.
Sử dụng năng lượng một cách khôn ngoan tại nhà
Các gia đình giảm sử dụng điện bằng cách tránh lãng phí và mua các thiết bị tiết kiệm năng lượng tiết kiệm tiền và giúp bảo tồn tài nguyên thiên nhiên được sử dụng để tạo ra điện.
Chỉ cho cha mẹ của bạn danh sách các cách để tiết kiệm năng lượng và tiết kiệm tiền cho hóa đơn năng lượng của bạn mỗi tháng. Có lẽ bạn có thể thuyết phục họ chuyển khoản tiết kiệm chi phí cho bạn!
Ánh sáng
- Lắp đặt bóng đèn LED (điốt phát sáng) nhỏ gọn.
- Tắt đèn khi không sử dụng.
Hệ thống sưởi/Điều hòa không khí
- Đặt bộ điều nhiệt lò sưởi của bạn ở nhiệt độ thấp nhất mà vẫn giữ cho bạn thoải mái — một số khuyến nghị 68 ° F vào ban ngày và 55 ° F mát mẻ vào ban đêm.
- Yêu cầu người lớn đảm bảo rằng van điều tiết lò sưởi được đóng lại khi bật hệ thống sưởi hoặc điều hòa không khí.
- Giữ bộ điều nhiệt của điều hòa không khí của bạn được đặt ở 76 ° F đến 78 ° F để luôn thoải mái và sử dụng ít năng lượng hơn.
- Đóng cửa nhanh chóng khi bạn vào hoặc ra khỏi nhà nơi có hệ thống sưởi hoặc điều hòa không khí.
- Nhắc nhở người lớn làm sạch hệ thống sưởi hàng năm và thay thế bộ lọc lò thường xuyên.
Thiết bị
- Sử dụng dây phơi quần áo khi có thể.
- Đợi cho đến khi máy rửa chén đầy trước khi chạy nó.
- Giặt và phơi khô toàn bộ đồ giặt.
- Làm sạch các cuộn dây trên tủ lạnh.
Nấu ăn
- Đậy nắp nồi khi nấu ăn.
- Đừng mở lò quá thường xuyên.
- Sử dụng lò vi sóng bất cứ khi nào có thể.
Tắm
- Lắp đặt vòi hoa sen lưu lượng thấp.
- Tắm ngắn hơn hoặc tắm nửa đầy.
- Tắt bộ điều chỉnh nhiệt trên máy nước nóng của bạn.
Giao thông vận tải
- Đi.
- Sử dụng xe đạp.
- Sử dụng xe buýt, xe lửa và bể bơi ô tô.
- Kết hợp việc vặt để giảm bớt các chuyến đi.
Sử dụng năng lượng một cách khôn ngoan ở trường
Hầu hết các trường học chi nhiều tiền hơn cho năng lượng so với máy tính và sách giáo khoa cộng lại. Đây là cách bạn có thể giúp trường học của bạn giảm lãng phí năng lượng.
Đèn và máy tính
- Chọn một màn hình năng lượng để đảm bảo đèn và máy tính được tắt trước giờ ra chơi, ăn trưa và sau giờ học.
- Tạo biển báo "Tiết kiệm năng lượng" để treo gần công tắc đèn lớp học của bạn để nhắc nhở mọi người tắt đèn khi không sử dụng.
Hệ thống sưởi và làm mát
- Hãy chắc chắn rằng đồ nội thất hoặc sách không chặn các lỗ thông hơi trong lớp học của bạn.
- Khuyến khích mọi người đóng cửa ra vào và cửa sổ khi đang sưởi ấm hoặc điều hòa không khí.
Nước
- Tắt nước trong phòng tắm khi bạn sử dụng xong.
- Báo cáo bất kỳ rò rỉ nước nào bạn tìm thấy cho giáo viên hoặc người trông coi trường học của bạn.
