Az elektromos energiatermelés története
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.
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.
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
E tudósok között voltak: Luigi Galvani (1737 1798) Alessandro Volta (1745-1827) Michael Faraday (1791 1867) 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
XVIII-XIX. SZÁZAD
Luigi Galvani (1737 1798) és Alessandro Volta (1745-1827) 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
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
Gaston Planté Ólomakkumulátor A savas ólomakkumulátorok története másfél évszázadra nyúlik vissza. 1859. 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
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
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.
Thomas Edison 1879. szénszálas izzólámpa 1882. világ első villanytelepe 1899. 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
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 1885. január 2-án bejelentették szabadalmukat majd egy hónap múlva megjelentették a transzformátort
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.
XX. SZÁZADA
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
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.)
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
Köszönjük a figyelmet! Orosz Diána Szieber Barbara Takács Nikoletta 2012.02.16.