电在我们生活中所起的作用是不言而喻的。洗衣机、电冰箱、微波炉、电视机……各种家用电器离不开电,工厂、学校商店也不能没有电,人们用电来照明、取暖、制冷、通信……有了电,我们的生活越来越舒适、越来越方便。那么,电是从哪里来的呢?
我们通常使用的220伏的市电,是从发电厂来的。在发电厂里,发电机发出电来,再通过各种输电线路送到千家万户。
那么,电就是发电机“制造”出来的啰?不!电不是凭空制造出来的,电就是电能,它是一种能量。我们平时说用了多少电,其实是指消耗了多少电能。比如使用电取暖器要用电,这时就是把电能转换成热能。而发电机恰恰相反,它是把其他形式的能量转换成电能。
在水力发电厂里,流动的水具有机械能,当流水推动水轮机,使发电机的磁铁组旋转,产生变化的磁场,变化的磁场进而在周围的线圈绕组内感应出电流,于是,发电机就发出电来。因此,水力发电是将流水的机械能转换成了电能。在风力发电厂里,一排排巨大的风涡轮同时转动,带动发电机发出电来,这是消耗流动空气的机械能,来产生电能。在火力发电厂里,燃烧煤、石油、天然气等燃料,把锅炉里的水烧成水蒸气,水蒸气推着涡轮机转动,就发出电来。这是将燃料燃烧时所释放的化学能,转换成了电能。
随着电能使用越来越广泛,人们对它的需求量也越来越大,而地球上所储藏的煤、石油、天然气等自然资源又逐渐耗竭。以目前消耗的速率来算,石油的储量仅够人类使用70年左右。煤的资源虽略为丰富一些,但最多也只够使用500年。能源枯竭已经成为人类面临的一个严峻问题。
科学家发现,在原子核中蕴藏着巨大的能量,叫原子能。1千克铀-235发生裂变反应时所释放的原子能约相当于2700吨标准煤燃烧时释放出的能量。能不能用原子能来发电呢?在核电站,就是靠燃烧核燃料来发电的。现在使用的核燃料主要是铀和钍。另一种核燃料--氘,可以释放更多的能量,海水中氘的储量可供人类使用1000万年!怎么利用氘里面的能量呢?科学家还在不断地研究探索。由于技术上难度太大,目前还不可能用它来发电。原子能的和平利用是当今物理学的一个前沿课题!
,