Az elektromos energiatermelés története

Átírás

1 Az elektromos energiatermelés története

2 Bevezetés Az elektromosság szó a görög elektron szóból ered (jelentése: gyanta). Általános fizikai fogalom arra a jelenségre utal, amelynek során elektromos töltések jelenlétéről, mozgásáról, hatásairól van szó. Megnyilvánulási formái: mint a villámlás, az elektromos tér kialakulása, az elektromos áram; valamint számtalan ipari alkalmazás használ elektromosságot, amit villamos erőművek állítanak elő.

3 Általános fogalmak Elektromos áram: elektromosan töltött részecskék áramlása Elektromos energia:elektromosan vezető anyagban az elektromos töltések áramlásának energiája Elektromos teljesítmény: más energiaformákból (például: vízi, hő- stb.) átalakítással kapott elektromos energia munkavégző képessége. Elektromos töltés: Atomon belüli részecskék olyan alapvető tulajdonsága, amely meghatározza az elektromágneses kölcsönhatásaikat. Atomerőmű: Az erőművekben elektromos energiát valamilyen más energiából állítanak elő. Az energia forrása többek között lehet: szén, olaj, víz, szél, hő, árapály, napenergia, atomenergia.

4 Történelem Már az ókori görögök is ismerték a statikus elektromosság jelenségét, ami állati szőrme és más tárgyak összedörzsölésekor állt elő. Benjamin Franklin» Sárkányreptető kísérlete elektromos töltést vizsgálta volna, azonban ez csak anekdota maradt» Kísérlet lényege: a megdörzsölt állati szőrme által keltett szikrázás és a villámlás kisülése ugyanannak a dolognak két különböző megnyilvánulási formája» Ezek a vizsgálatok hatottak a kor tudósaira

5 E tudósok között voltak: Luigi Galvani ( ) Alessandro Volta ( ) Michael Faraday ( ) Gaston Planté Emile Alphonse Faure Jedlik Ányos A késői 19. század és a 20. század eleje : Nikola Tesla Samuel Morse Antonio Meucci Thomas Edison George Westinghouse Werner von Siemens

6 XVIII-XIX. SZÁZAD

7 Luigi Galvani ( ) és Alessandro Volta ( ) A galvánelem Nevezték egyfajta állati elektromosságnak is Majd Galvani közzé tette megfigyeléseit A jelenség:csak akkor megy végbe, ha 2 különböző fémmel érintkezik a békacomb A. Volta 1799-ben találta fel a galvánelemet (Addig csak dörzs-elektromos géppel tudtak áramot fejleszteni, de ez az áram rendkívül gyenge volt.) Tehát Volta megépítette az első egyenáramú áramforrást

8 Legelső galvánelem egy cink, egy ezüst korongból, sós vízzel átitatott papír lapból áll elektrolitba merülő két különböző anyagból-általában fémbőlkészült elektródból áll. a két elektródfolyamat az elektródokat összekötő vezetékben elektromos áramot tart fenn. a galvánelem addig tart, amíg a bennük felhalmozott anyag el nem fogy lehetővé tette az iparban a galvanizálást ( pl. króm csillogó bevonat készítése) a krómozást az autóipar és háztartási gépek gyártói is szívesen alkalmazták, és a keménykrómozás jelentősen javította a gépelemek kopásállóságát. FONTOS TUDNI! a hosszú idejű folyamatos áramtermelés elpusztítja az elem burkolatát használt elemeket nem szabad bedobni a szemetesbe

9 Gaston Planté Ólomakkumulátor A savas ólomakkumulátorok története másfél évszázadra nyúlik vissza az ólomakkumulátor éve Az általa feltalált technológiát alkalmazzák ma is: a gépjárművekben, szünetmentes tápegységekben a biztonságtechnikában is felhasználásra kerülő akkumulátoroknál Emile Alphonse Faure» 1880-ban megalkotta azt a változatot, ami már ipari célokra alkalmas teljesítményre volt képes és ezzel jelentős lökést adott az akkumulátorok gépjárművekben történő tényleges alkalmazásához. Otto Jache» A zárt zselés akkumulátor szabadalmát nyújtotta be 1957-ben

10 Jedlik Ányos- Az öngerjesztés elve Nevéhez fűződik az ún. dinamó-villamos elv felfedezése A dinamó elvét már 1856-ban lefektette 1859-ben működött egy egysarki villanyindítódinamó elvét használva Okmányszerűen bizonyítható, hogy Jedlik a dinamóelvet Werner Siemens és Sir Charles Wheatstone előtt legalább hat évvel felismerte

11

12 Öngerjesztés elve: Minden korábban mágneses hatás alá került vastestben valamekkora visszamaradó (remanens) mágneses tér van jelen. Ha a gyenge mágneses térben egy vezetőt mozgatunk, és az elmozdulásnak van az erővonalakra merőleges komponense, a vezetőben feszültség indukálódik. Ha ezt a vezetőben létrejövő feszültséget a vastest körüli tekercsre kapcsoljuk, növelni tudjuk a vastestben az erővonalak számát. A nagyobb erővonal sűrűség között mozgatott vezetőben már nagyobb feszültség indukálódik, és így nagyobb áram folyik, ami aztán ismét a vastest erővonalainak a számát növeli. Az öngerjesztés addig növekedhet, amíg a vastest mágnesesen telítetté nem válik; vagy addig, amíg a visszavezetett gerjesztő áramot nem korlátozzák valamilyen szabályzóval.

13 Thomas Edison szénszálas izzólámpa világ első villanytelepe mozgóképvetítőt készített tökéletesítette a lúgos nikkel-vas (NiFe) akkumulátort Nikola Tesla Tesla volt az első, aki az elektromos rezonancia jelenségét a gyakorlatban is megvalósította és felhasználta. Tesla-transzformátor

14 Bláthy, Déry és Zipernowsky által tervezett transzformátor (1885.) A transzformátor:egy villamos gép, nyugvó szerkezet, amely váltakozó áramú villamos teljesítménynek feszültségét és áramerősséget alakítja át. Bláthy és Déry január 2-án bejelentették szabadalmukat majd egy hónap múlva megjelentették a transzformátort

15

16 Elvi felépítése és működése: Legegyszerűbb esetben két tekercs (primer és szekunder) helyezkedik el a közös, többnyire zárt vasmagon. A primer tekercs huzaljában folyó áram mágneses erővonalakat hoz létre, ezek a mágneses erővonalak a tekercs belsejében összegződve hozzák létre a mágneses fluxust Ha a szekunder kapcsok egy terheléssel zárt áramkört képeznek, a körben áram folyik. változó mágneses fluxust jön létre, ami a szekunder áramkörben feszültséget okoz A szekunder oldalra villamos terhelést kapcsolva megindul a szekunder áram, és ezzel valósul meg az energiaátvitel. A működés alapfeltétele a primer oldali váltakozó áramú táplálás, mivel csak a változó mágneses fluxus képes a szekunder oldalon feszültséget kelteni. Alkalmazása: a nagy teljesítményű (erőátviteli) villamos hálózatokban használják a feszültségszint, és ezzel az áramszint megváltoztatására. Fontos! Lehetővé válik a villamos energia nagy távolságokra történő gazdaságos továbbítása.

17

18 XX. SZÁZADA

19 A 20. században az ipar, a hírközlés, az elektronika ugrásszerű fejlődése következett nélkülözhetetlenné vált az elektromos energia ennek ma előnyeit élvezzük azonban jövőt veszélyeztető következményei vannak A fogyasztók igényelte legfontosabb energiafajták. mechanikai -, hő-, fény-, vegyi- és atomenergia

20 Előnyei: - viszonylag gazdaságosan állítható elő - nagy távolságokra is kevés veszteséggel szállítható - nem igényel tárolást (a váltakozó áramú energia nem tárolható) - a kívánt energiafajtává egyszerűen átalakítható - a felhasználás helyén állandóan rendelkezésre áll - tiszta, kényelmes és jól automatizálható a felhasználása (könnyen átalakítható mechanikai munkává, hővé, fénnyé stb.)

21 Hátrányai/környezetszennyező hatása: A termelt villamos energia több mint fele hőerőművekből származik, amelyekben fosszilis energiahordozók (szén, olaj, gáz) elégetésével forralnak el vizet, és nyerik a turbinákat meghajtó gőzt. A fosszilis tüzelőanyagok használatával kapcsolatos egyik gond, hogy rohamosan fogynak a rendelkezésre álló készletek. A másik probléma, hogy a fosszilis tüzelőanyagok erősen környezetszennyezők

22

23 Köszönjük a figyelmet! Orosz Diána Szieber Barbara Takács Nikoletta