Sản xuất điện năng là giai đoạn đầu tiên trong quá trình cung cấp điện năng đến người tiêu dùng, các giai đoạn tiếp theo là truyền tải và phân phối điện năng. Thực chất của sản xuất điện năng là sự biến đổi các dạng năng lượng khác sang năng lượng điện hay điện năng, dòng điện xuất hiện sau khi lưới điện được nối với mạng tiêu thụ.
Điện năng [toàn cầu] từ: nhiên liệu hóa thạch 64%, năng lượng hạt nhân 17%, thủy điện 18%, năng lượng tái tạo 4%
Điện năng được sản xuất ra theo nhiều cách khác nhau, phần lớn được sản xuất bởi các máy phát điện tại các nhà máy điện, chúng có chung nguyên tắc hoạt động là các nguyên lý động điện [định luật cảm ứng điện của Michael Faraday], các hình thức khác như trong pin, ắc quy, pin nhiên liệu hay từ năng lượng mặt trời,...
Mục lục
- 1 Các hình thức sản xuất điện năng
- 1.1 Với tua bin
- 1.2 Với động cơ pít tông
- 1.3 Bảng tế bào quang điện voltaic
- 1.4 Phản ứng hóa học
- 2 Xem thêm
- 3 Tham khảo
Với tua binSửa đổi
Phần lớn điện năng được sản xuất bởi máy phát điện tại các nhà máy điện, máy phát điện được nối với tuabin, chuyển động quay của tuabin dẫn đến chuyển động quay của máy phát điện và tạo ra điện. Tuabin có thể được vận hành qua:
- Hơi nước: năng lượng nhiệt qua quá trình đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch [như than, khí thiên nhiên hay dầu mỏ tại các nhà máy nhiệt điện] hay từ phản ứng hạt nhân [như trong các nhà máy điện hạt nhân] làm nước bốc hơi, dưới áp suất cao làm quay tuabin.
- Nước: tại các nhà máy thủy điện, nước được tụ lại với thế năng lớn, năng lượng dòng chảy của nước làm quay tuabin.
- Gió: gió có thể trực tiếp làm quay tuabin.
- Khí nóng: tuabin có thể được vận hành trực tiếp từ các khí nóng trong quá trình đốt cháy khí thiên nhiên hay dầu.
Với động cơ pít tôngSửa đổi
Các máy phát điện nhỏ hoạt động với động cơ pít tông [động cơ đốt trong], nhiên liệu dầu diesel, khí sinh học hay khí thiên nhiên.
Bảng tế bào quang điện voltaicSửa đổi
Các tế bào này chuyển đổi năng lượng mặt trời trực tiếp thành dòng điện, các vật liệu bán dẫn khi nhận năng lượng ánh sáng mặt trời giải phóng electron và tạo ra dòng điện.
Phản ứng hóa họcSửa đổi
Trong các pin, ắc quy hay tế bào nhiên liệu năng lượng hóa được lưu bên trong qua các phản ứng hóa học biền đổi thành điện năng.
- Điện
- Nhiệt điện
- Thủy điện
- Lò điện
Xem toàn bộ tài liệu Lớp 9: tại đây
Xem thêm các sách tham khảo liên quan:
- Sách Giáo Khoa Vật Lý 9
- Giải Vật Lí Lớp 9
- Giải Vở Bài Tập Vật Lí Lớp 9
- Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 9
- Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 9
Giải Sách Bài Tập Vật Lí 9 – Bài 61: Sản xuất điện năng – Nhiệt điện và thủy điện giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:
Bài 1 trang 124 sách bài tập Vật Lí 9: Trong nhà máy nhiệt điện và nhà máy thuỷ điện đều có bộ phận chính để thực hiện việc biến đổi một dạng năng lượng khác thành điện năng. Hãy chỉ ra bộ phận đó và cho biết năng lượng nào đã được biến đổi thành điện năng qua bộ phận này?
Lời giải:
Nhà máy nhiệt điện và thủy điện đều có hai bộ phận chính để thực hiện việc biến đổi một dạng năng lượng khác thành điện năng là tuabin và máy phát điện đều biến cơ năng thành điện năng.
+ Nhà máy thủy điện: thế năng của nước ở trên hồ cao khi đổ xuống biển thành động năng làm quay tuabin. Tuabin sẽ biến động năng này thành điện năng của máy phát.
+ Nhà máy nhiệt điện: Nhiệt năng do nhiên liệu [than, dầu..] tỏa ra khi bị đốt cháy biến thành động năng làm quay tuabin. Tuabin sẽ biến động năng này thành điện năng của máy phát.
Bài 2 trang 124 sách bài tập Vật Lí 9: Hãy chỉ ra một máy phát điện chạy bằng năng lượng của chất đốt mà em thường thấy hàng ngày và chỉ ra quá trình biến đổi năng lượng xảy ra như thế nào trong máy đó.
Lời giải:
Máy phát điện trên oto, xe máy.
Trong xilanh: Xăng bị đốt cháy, hóa năng biến thành nhiệt năng. Hơi bị đốt nống dẫn nở đẩy pittong chuyển động, nhiệt năng thành cơ năng. Pittong truyền cơ năng cho roto của máy phát điện. Cuối cùng trong máy phát điện của xe, cơ năng thành điện năng.
Bài 3 trang 124 sách bài tập Vật Lí 9: Xét về phương diện tránh ô nhiễm môi trường thì nhà máy nhiệt điện hay nhà máy thuỷ điện có lợi hơn? Vì sao?
Lời giải:
Nhà máy thủy điện có lợi hơn vì không có khói, bụi và khí thải CO2 cùng các khí thải độc hại khác, do than bị đốt cháy thải ra, gây ô nhiễm.
Bài 4 trang 124 sách bài tập Vật Lí 9: Vì sao ở nhà máy thủy điện lại cần phải xây hồ chứa nước ở trên vùng núi cao?
A. Để chứa được nhiều nước mưa
B. Để nước có thế năng lớn, chuyển hoá thành điện năng thì lợi hơn.
C. Để có nhiều nước làm mát máy
D. Để tránh lũ lụt do xây nhà máy
Lời giải:
Chọn B. Để nước có thế năng lớn, chuyển hóa thành điện năng thì lợi hơn.
Bài 5 trang 124 sách bài tập Vật Lí 9: Trong nhà máy nhiệt điện và thuỷ điện đều có một bộ phận giống nhau là tuabin. Vậy tuabin có nhiệm vụ gì?
A. Biến đổi cơ năng thành điện năng
B. Đưa nước hoặc hơi nước vào máy phát điện.
C. Tích luỹ điện năng được tạo ra.
D. Biến đổi cơ năng của nước thành cơ năng của rôto máy phát điện.
Lời giải:
Chọn D. Tuabin có nhiệm vụ biến đổi cơ năng của nước thành cơ năng [động năng] của rôto máy phát điện.
Bài 6 trang 124 sách bài tập Vật Lí 9: Trong nhà máy nhiệt điện và nhà máy thuỷ điện, năng lượng được biến đổi theo nhiều giai đoạn, dạng năng lượng cuối cùng trước khi được biến đổi thành điện năng là gì ?
A. Nhiệt năng.
B. Hoả năng.
C. Cơ năng.
D. Quang năng.
Lời giải:
Chọn C. Trong nhà máy nhiệt điện và nhà máy thuỷ điện, năng lượng được biến đổi theo nhiều giai đoạn, dạng năng lượng cuối cùng trước khi được biến đổi thành điện năng là cơ năng.
Bài 7 trang 124 sách bài tập Vật Lí 9: Trong nhà máy thuỷ điện, thế năng của nước trong hồ chứa đươc biến đổi thành điện năng. Con người không phải mất công bơm nước lên hồ. Phải chăng ở đây năng lượng của nước đã tự sinh ra, trái với định luật bảo toàn năng lượng ?
Lời giải:
Không trái với định luật bảo toàn năng lượng.
Năng lượng nước này do Mặt Trời cung cấp nhiệt năng làm cho nước bốc hơi bay lên cao thành mây, gặp lạnh rồi chuyển thành mưa, rơi xuống hồ chứa nước ở trên cao. Con người đã xây hồ trên núi cao để trữ nước mưa trên cao để nước có thế năng lớn hơn, chuyển hóa thành điện năng thù lợi hơn, con người không phải mất công bơm nước lên hồ. Tuy nhiên, ở đây năng lượng của nước đã được chuyển hóa từ các dạng năng lượng khác mà không trái với định luật bảo toàn năng lượng.