電是怎么產(chǎn)生的
現在的電一般由發(fā)電廠(chǎng)來(lái)完成，常見(jiàn)的有水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、火力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電等等。下面是小編為大家整理的電是怎么產(chǎn)生的，僅供參考，歡迎閱讀。
1、電是怎么產(chǎn)生的
我們周?chē)奈镔|(zhì)都是由原子組成的。原子本身也有結構，由原子核和核外電子組成。其中，帶負電的電子數目和原子核內帶正電的質(zhì)子數目相等。當兩個(gè)物體相互摩擦的時(shí)候，一部分電子會(huì )發(fā)生轉移，這就是摩擦起電的現象，這樣獲得的電性也叫靜電。我們穿脫毛衣時(shí)能感覺(jué)到被“電”到了，就是靜電重新復合放電而引起的。
金屬導線(xiàn)中有許多自由電子，當金屬導線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中移動(dòng)的時(shí)候，電子受到磁場(chǎng)作用發(fā)生移動(dòng)，導線(xiàn)中會(huì )產(chǎn)生電壓和電流，這就是法拉第發(fā)現的發(fā)電機原理。值得注意的是，無(wú)論電現象有多復雜，電荷總數總是守恒的，也就是等量的正負電荷總是同時(shí)產(chǎn)生，也同時(shí)湮滅。
2、電產(chǎn)生的過(guò)程
要發(fā)電，就需要磁鐵以及產(chǎn)生電的線(xiàn)圈。磁鐵具有吸引鐵等金屬的磁力，這個(gè)力所及的范圍，就稱(chēng)為磁場(chǎng)。在這個(gè)磁場(chǎng)中移動(dòng)線(xiàn)圈，線(xiàn)圈就會(huì )產(chǎn)生電。但是，在強大的磁場(chǎng)中，如果不能夠移動(dòng)線(xiàn)圈(如果不使磁力產(chǎn)生變化)，就無(wú)法產(chǎn)生電。
火力發(fā)電，利用燃燒煤炭、石油、液化天然氣等燃料產(chǎn)生的熱能，使鍋爐水管中的水受熱成為高溫高壓的蒸汽，并推動(dòng)汽輪機轉動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機發(fā)電。
水力發(fā)電，通過(guò)筑壩將位于高處的水向低處流動(dòng)時(shí)的位能轉換為動(dòng)能，此時(shí)裝設在水道低處的水輪機受到水流的推動(dòng)而轉動(dòng)，將水輪機和發(fā)電機相連接，帶動(dòng)發(fā)電機轉動(dòng)，將機械能轉換為電能。
核能發(fā)電，如利用核能將反應堆中的水加熱產(chǎn)生蒸汽，在蒸汽的推動(dòng)下，汽輪機帶動(dòng)發(fā)電機轉動(dòng)產(chǎn)生電能。
太陽(yáng)能熱發(fā)電，利用聚熱裝置將太陽(yáng)熱能聚集并加熱水管中的水產(chǎn)生蒸汽，進(jìn)而帶動(dòng)渦輪發(fā)電機發(fā)電。
拓展：電的簡(jiǎn)介
電(Electricity)是一種自然現象，指靜止或移動(dòng)的電荷所產(chǎn)生的物理現象，是像電子和質(zhì)子這樣的亞原子粒子之間產(chǎn)生的排斥力和吸引力的一種屬性。自然界的閃電就是一種電現象。電磁力是自然界四種基本相互作用之一。電子運動(dòng)現象有兩種：缺少電子的原子稱(chēng)為帶正電荷，有多余電子的原子稱(chēng)為帶負電荷。
電發(fā)展出了現代電力工業(yè)和電子科技。在現實(shí)生活中，電的機制給出了很多眾所周知的效應，例如閃電、摩擦起電、靜電感應、電磁感應等等。人們利用它來(lái)使電燈發(fā)光，帶動(dòng)機械轉動(dòng)等。
研究歷史
古代發(fā)現：早在對于電有任何具體認知之前，人們就已經(jīng)知道發(fā)電魚(yú)（electric fish）會(huì )發(fā)出電擊。早在4750年前撰寫(xiě)的古埃及書(shū)籍記載，這些魚(yú)被稱(chēng)為“尼羅河的雷使者”，是所有其它魚(yú)的保護者。大約兩千五百年之后，希臘人、羅馬人，阿拉伯自然學(xué)者和阿拉伯醫學(xué)者，才又出現關(guān)于發(fā)電魚(yú)的記載。
古羅馬醫生 Scribonius Largus 也在他的大作《Compositiones Medicae》中，建議患有像痛風(fēng)或頭疼一類(lèi)病痛的病人，去觸摸電鰩，也許強力的電擊會(huì )治愈他們的疾病。
阿拉伯古人可能是最先了解閃電本質(zhì)的族群。早于15世紀以前，阿拉伯人就創(chuàng )建了“閃電”的阿拉伯字 “raad”，并將這字用來(lái)稱(chēng)呼電鰩。
在地中海區域的古老文化里，很早就有文字記載，將琥珀棒與貓毛摩擦后，會(huì )吸引羽毛一類(lèi)的物。2600年前左右，古希臘的哲學(xué)家泰勒斯（Thales, 640-546B.C.）就做了一系列關(guān)于靜電的.觀(guān)察。從這些觀(guān)察中，他認為摩擦使琥珀變得磁性化。這與礦石像磁鐵礦的性質(zhì)迥然不同；磁鐵礦天然地具有磁性。泰勒斯的見(jiàn)解并不正確。但后來(lái)，科學(xué)證實(shí)了磁與電之間的密切關(guān)系。
近代研究：但是幾千年來(lái)，人們只是觀(guān)察了雷電等自然現象，并不了解電的本質(zhì)，直到1600年，由于英國科學(xué)家威廉·吉爾伯特的嚴謹科學(xué)態(tài)度，才開(kāi)始對于電與磁的現象出現進(jìn)行了系統性研究。吉爾伯特是英國女王伊麗莎白一世的皇家醫生，他對于電和磁特別有興趣，撰寫(xiě)了第一本闡述電和磁的科學(xué)著(zhù)作《論磁石》。這是一本具有現代科學(xué)精神的書(shū)籍，著(zhù)重于從實(shí)驗結果論述。吉爾伯特指出，不只是琥珀可以經(jīng)過(guò)摩擦產(chǎn)生靜電的物質(zhì)，鉆石、藍寶石、玻璃等等，也都可以表現出同樣的電學(xué)性質(zhì)，在這里，他成功地擊破了琥珀的吸引力是其內秉性質(zhì)這持續了2000年的錯誤觀(guān)念。吉爾伯特制成的靜電驗電器可以敏銳的探測靜電電荷。在之后的一個(gè)世紀，這是最優(yōu)良的探測靜電電荷的儀器。
先前，意大利數學(xué)家和醫生吉羅拉莫·卡爾達諾列出一些電現象與磁現象的不同之處。從卡爾達諾的結果，吉爾伯特得到很多啟發(fā)，他提出更多分歧之處：帶電物質(zhì)會(huì )吸引所有其它物質(zhì)，而磁石只會(huì )吸引鐵器；琥珀需要磨擦才能產(chǎn)生電性，而磁石不需要任何動(dòng)作；磁石會(huì )將物體按照某定向排列，而帶電物質(zhì)則只會(huì )吸引其它物質(zhì)。吉爾伯特創(chuàng )建了新拉丁術(shù)語(yǔ)“electrica”（類(lèi)似琥珀，從“λεκτρον”，“elektron”，希臘文的“琥珀”），意思為像琥珀的吸引方式一般的那些物質(zhì)。
由于他在電學(xué)的眾多貢獻，吉爾伯特被后人尊稱(chēng)為“電學(xué)之父”。后來(lái)，從“electricus”又衍生了英文詞語(yǔ)“electric”和“electricity”，這兩個(gè)英文字最先出現于托馬斯·布朗的1646年著(zhù)作《世俗謬論》（Pseudodoxia Epidemica，英文書(shū)名《Vulgar Errors》）。之后，科學(xué)家?jiàn)W托·馮·格里克、羅伯特·波義耳、史蒂芬·葛雷（Stephen Gray） 、查理·杜費（Charles du Fay） 等等，都做了更進(jìn)一步的研究。
十八世紀：1767年，約瑟夫·普利斯特里做實(shí)驗發(fā)現，在帶電金屬容器的內部，電作用力為零。從這實(shí)驗結果，他準確猜測，帶電物體作用于彼此之間的吸引力與萬(wàn)有引力都遵守同樣的定律。1785年，查爾斯·庫侖用扭秤（torsion balance）做實(shí)驗證實(shí)了普利斯特里的猜測，兩個(gè)帶電物體施加于彼此之間的作用力與距離成平方反比。他奠定了靜電的基本定律，即庫侖定律。于此，電的研究已提升成為一種精密科學(xué)。
1791年，路易吉·伽伐尼發(fā)現，假設將青蛙與靜電發(fā)電機連結成閉合電路，然后開(kāi)啟靜電發(fā)電機，則青蛙肌肉會(huì )顫動(dòng)。這實(shí)驗演示出，神經(jīng)細胞倚賴(lài)電的媒介將信號傳達到肌肉。他因此創(chuàng )建了生物電學(xué)術(shù)領(lǐng)域。1800年，亞歷山大·伏打伯爵將銅片和鋅片浸于食鹽水中，并接上導線(xiàn)，制成了第一個(gè)電池：伏打電堆，堪稱(chēng)是現代電池的元祖。伏打電堆給予科學(xué)家一種比靜電發(fā)電機更穩定的電源，能夠連續不斷的供給電流。
1820年，漢斯·奧斯特在課堂做實(shí)驗時(shí)意外發(fā)現，電流能夠偏轉指南針的方向，演示出電流周?chē)鷷?huì )生成磁場(chǎng)，即電流的磁效應。隨后，安德烈·瑪麗·安培對于這現象做定量描述，給出安培力定律與安培定律。他們兩個(gè)人的研究成果成功地將電與磁現象連結在一起，共稱(chēng)為“電磁現象”。應用這理論，可以制作出來(lái)磁性超強勁于天然磁石的電磁鐵。1827年，格奧爾格·歐姆發(fā)展出一套精致的數學(xué)理論來(lái)分析電路。
十九世紀：1831年，麥可·法拉第與約瑟·亨利分別獨立地發(fā)現了電磁感應──磁場(chǎng)的變化可以生成電場(chǎng)。1865年，詹姆斯·麥克斯韋將電磁學(xué)加以整合，提出麥克斯韋方程組，并且推導出電磁波方程。由于他計算出來(lái)的電磁波速度與測量到的光速相等，他大膽預測光波就是電磁波。1887年，海因里�！ず掌澇晒χ瞥刹⒔邮盏禁溈怂鬼f所描述的電磁波。麥克斯韋將電學(xué)、磁學(xué)與光學(xué)統合成一種理論。
1859年，德國物理學(xué)家尤利烏斯·普呂克將真空管兩端的電極之間通上高壓電，產(chǎn)生陰極射線(xiàn)。物理學(xué)者發(fā)現，陰極射線(xiàn)是以直線(xiàn)傳播，但其傳播方向會(huì )被磁場(chǎng)偏轉。陰極射線(xiàn)具有可測量的動(dòng)量與能量。1897年，約瑟夫·湯姆孫做實(shí)驗證實(shí)，陰極射線(xiàn)是由帶負電的粒子組成，稱(chēng)為電子，因此他發(fā)現了電子。
十九世紀早期見(jiàn)證了電磁學(xué)快速蓬勃，如火如荼的演進(jìn)。到了后期，應用電磁學(xué)的先進(jìn)知識，電機工程學(xué)開(kāi)始了一段突破性的發(fā)展。例如，亞歷山大·貝爾發(fā)明了電話(huà)、湯瑪斯·愛(ài)迪生設計出優(yōu)良的白熾燈和直流電力系統、尼古拉·特斯拉發(fā)展完成感應電動(dòng)機和發(fā)現交流電、卡爾·布勞恩改良成功裝置在顯示器或電視機里的陰極射線(xiàn)管。由于這些與其他眾多發(fā)明家所做出的貢獻，電已經(jīng)成為現代生活的必需工具，更是第二次工業(yè)革命的主要動(dòng)力。
二十世紀：德國物理學(xué)者海因里�！ず掌澯�1887年發(fā)現，照射紫外線(xiàn)于電極可以幫助產(chǎn)生更多電花。這就是光電效應所產(chǎn)生的現象。包括約瑟夫·湯姆孫、菲利普·萊納德在內的物理學(xué)者們，對于光電效應的做了很多理論研究與實(shí)驗研究。1905年，阿爾伯特·愛(ài)因斯坦發(fā)表論文對于光電效應的眾多實(shí)驗數據給出解釋。愛(ài)因斯坦主張，光束是由一群離散的量子（現稱(chēng)為光子）組成，而不是連續性波動(dòng)。假若光子的頻率大于某極限頻率，則該光子擁有足夠能量來(lái)使得金屬表面的電子逃逸，產(chǎn)生光電效應。這個(gè)重要發(fā)現展開(kāi)了量子物理的大門(mén)。
1901年，古列爾莫·馬可尼從英國發(fā)射無(wú)線(xiàn)電訊號，越過(guò)大西洋，傳送至加拿大。5年后，“無(wú)線(xiàn)電之父”李·德富雷斯特研究出真空三極管。這重大發(fā)明推動(dòng)電子時(shí)代急速向前推進(jìn)，使得無(wú)線(xiàn)電與長(cháng)途電話(huà)科技不再是遙不可及的夢(mèng)想。到了1940、1950年代，固態(tài)原件開(kāi)始在越來(lái)越多個(gè)場(chǎng)合得到應用，這標記著(zhù)真空管科技的快速沒(méi)落與半導體科技的崛起。1947年，貝爾實(shí)驗室的威廉·肖克利、約翰·巴丁和沃爾特·布喇頓工作團隊發(fā)明了晶體管。這是二十世紀最重要的發(fā)明之一，凡是電子器具大多都須要用到晶體管。杰克·基爾比于1958年和羅伯特·諾伊斯于1959年分別獨立發(fā)明集成電路�，F今，大量晶體管、二極管、電阻器、電容器等電子原件都可以被裝配在單獨的集成電路里。
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