根据能量守恒:中国电网每天产生那么多电,用不完的电会去哪里?
自第二次工业革命以后 , 人类便步入了电气时代 , 电的发现与运用无疑进一步加快了人类社会的发展进程 。
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如今 , 人们对电这种能源的需求越来越大 , 有需求就会有市场 , 为了能够持续稳定地向用户输送电流 , 国家电网日以继夜地通过各种方式不间断发电 。
而电这种能源与煤炭、天然气等自然资源不同 , 它不具备大规模存储性 , 那么根据能量守恒定律 , 中国电网每天持续性发那么多电 , 那些用不完的电最终都流向了哪里呢?
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电力系统完美的自我调节
通常来讲我们对电的本质有一个认知共识 , 那就是电是实物的一种天生属性、是能量的一种表达形式、是微观物质(电离子)运动状态的改变 。
就像风一样 , 在空气不流动时 , 风就不会产生 , 当电离子不动时 , 电也就不会产生 。
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在初步知晓了电的本质以后 , 我们再来了解发电机的原理 。 和磁铁一样 , 电也分正负极 , 而发电机正是通过导线在磁场中切割磁力线 , 从而产生感应电动势从而达到发电的目的 。
但是值得注意的是 , 在切割磁场的过程中 , 我们只能用“右手定则”来判断电动势的方向 , 并且这个过程不会产生电流 。
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也就是说 , 发电机其实一直都处于发电的过程中 , 但是由于导线两端没有形成完整的闭合回路 , 所以不管怎么切割磁场都不会产生实际电流 。
只有当导线的两端与电器连接时 , 闭合回路形成 , 感应电动势才会通过回路进行有效的电离子运动从而产生电流 。
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同样的 , 电网就相当于一个巨型发电机 , 不论在什么时候 , 电网内部其实一直都有感应电动势的 , 但是没有电流产生 , 一旦我们有用电需求时 , 一个完整的闭合路形成 , 电流也就输送过来了 。
换句话讲 , 电网并不是24小时不间断且无差别地进行发电 , 而是根据用户需求 , 我们有需要时才发电 , 没需求时 , 不发电 。
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所以 , 电网中其实根本没有多余的电 , 更不存在用不完的电这种说法 , 因为电网中的电力系统本身就有着完美的自我调节功能 。
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发电以及输电过程
发电的模式多种多样 , 除了我们平时接触最多的汽油发电机以外 , 电网更多采用的是水力发电、火力发电以及风力发电 。
不管是哪一种发电方式 , 其原理都是通过不同的势能来源 , 带动内部轮机转动从而产生电流的方式 。
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以水力发电为例 , 当我们在一个地方修筑堤坝时 , 一边水位高 , 一边水位低 , 由于水的流动性 , 堤坝建成以后 , 大量的水将从高处流向低处 , 这个过程中就产生了动力 。
在堤坝底部有一个引水管道 , 在管道中设置有一个发电机组 , 当水流经过时 , 就会带动发电机组转动 , 由此产生电流 。
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