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FAQ: Qu'est-ce que l'électricité?

FAQ: Qu'est-ce que l'électricité?


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Qu'est-ce que l'électricité?

L'électricité est une forme d'énergie. L'électricité est le flux d'électrons. Toute la matière est composée d'atomes et un atome a un centre appelé noyau. Le noyau contient des particules chargées positivement appelées protons et des particules non chargées appelées neutrons. Le noyau d'un atome est entouré de particules chargées négativement, appelées électrons. La charge négative d'un électron est égale à la charge positive d'un proton, et le nombre d'électrons dans un atome est généralement égal au nombre de protons. Lorsque la force d'équilibrage entre protons et électrons est perturbée par une force extérieure, un atome peut gagner ou perdre un électron. Lorsque des électrons sont "perdus" d'un atome, le libre mouvement de ces électrons constitue un courant électrique.

L'électricité est un élément fondamental de la nature et l'une de nos formes d'énergie les plus largement utilisées. Nous obtenons de l'électricité, qui est une source d'énergie secondaire, issue de la conversion d'autres sources d'énergie, telles que le charbon, le gaz naturel, le pétrole, le nucléaire et d'autres sources naturelles, appelées sources primaires. De nombreuses villes et villages ont été construits à côté de chutes d’eau (source principale d’énergie mécanique) transformant les roues hydrauliques en travaux. Avant le début de la production d'électricité, il y a un peu plus de 100 ans, les maisons étaient éclairées au kérosène, les aliments étaient refroidis dans des glacières et les pièces réchauffées par des poêles à bois ou à charbon. À partir de l'expérience de Benjamin Franklin avec un cerf-volant une nuit orageuse à Philadelphie, les principes de l'électricité ont été progressivement compris. Au milieu des années 1800, la vie de chacun a changé avec l'invention de l'ampoule électrique. Avant 1879, l'électricité était utilisée dans les lampes à arc pour l'éclairage extérieur. L'invention de l'ampoule utilisait l'électricité pour apporter un éclairage intérieur à nos maisons.

Comment utilise-t-on un transformateur?

Pour résoudre le problème de l'envoi d'électricité sur de longues distances, George Westinghouse a développé un dispositif appelé transformateur. Le transformateur permettait de transmettre efficacement l’électricité sur de longues distances. Cela a permis de fournir de l'électricité aux maisons et aux entreprises situées loin de la centrale électrique.

En dépit de sa grande importance dans notre vie quotidienne, la plupart d’entre nous ne pensons pas vraiment à ce que serait une vie sans électricité. Pourtant, à l'instar de l'air et de l'eau, nous avons tendance à prendre l'électricité pour acquise. Chaque jour, nous utilisons l’électricité pour remplir de nombreuses fonctions, que ce soit l’éclairage et le chauffage / climatisation de notre maison, ou bien la source d’énergie des téléviseurs et des ordinateurs. L'électricité est une forme d'énergie contrôlable et pratique utilisée dans les applications de chaleur, de lumière et d'énergie.

Aujourd’hui, l’industrie de l’énergie électrique aux États-Unis est conçue pour garantir la disponibilité d’un approvisionnement suffisant en électricité pour répondre à tous les besoins de la demande à un moment donné.

Comment l'électricité est-elle générée?

Un générateur électrique est un dispositif permettant de convertir de l'énergie mécanique en énergie électrique. Le processus repose sur la relation entre le magnétisme et l'électricité. Lorsqu'un fil ou tout autre matériau électriquement conducteur se déplace à travers un champ magnétique, un courant électrique se produit dans le fil. Les gros générateurs utilisés par le secteur de l'électricité ont un conducteur fixe. Un aimant fixé à l'extrémité d'un arbre en rotation est placé à l'intérieur d'un anneau conducteur fixe enveloppé d'un long morceau de fil continu. Lorsque l'aimant tourne, il génère un léger courant électrique dans chaque section de fil au passage. Chaque section de fil constitue un petit conducteur électrique séparé. Tous les petits courants de sections individuelles additionnent un courant de taille considérable. Ce courant est ce qui est utilisé pour le courant électrique.

Comment les turbines sont-elles utilisées pour produire de l'électricité?

Une centrale électrique utilise une turbine, un moteur, une roue hydraulique ou une autre machine similaire pour entraîner un générateur électrique ou un dispositif permettant de convertir de l'énergie mécanique ou chimique en électricité. Les turbines à vapeur, les moteurs à combustion interne, les turbines à combustion de gaz, les turbines à eau et les éoliennes sont les méthodes les plus courantes de production d'électricité.

Aux États-Unis, la majeure partie de l'électricité est produite dans des turbines à vapeur. Une turbine convertit l'énergie cinétique d'un fluide en mouvement (liquide ou gazeux) en énergie mécanique. Les turbines à vapeur ont une série d'aubes montées sur un arbre contre lequel de la vapeur est forcée, faisant ainsi tourner l'arbre connecté au générateur. Dans une turbine à vapeur à combustible fossile, le combustible est brûlé dans un four pour chauffer de l'eau dans une chaudière afin de produire de la vapeur.

Le charbon, le pétrole et le gaz naturel sont brûlés dans de grandes chaudières pour chauffer de l'eau afin de produire de la vapeur qui à son tour pousse sur les pales d'une turbine. Saviez-vous que le charbon est la plus grande source d'énergie primaire utilisée pour produire de l'électricité aux États-Unis? En 1998, plus de la moitié (52%) des 3,62 milliards de kilowattheures d'électricité consommés dans le pays utilisaient du charbon comme source d'énergie.

Le gaz naturel, en plus d'être brûlé pour chauffer de l'eau à la vapeur, peut également être brûlé pour produire des gaz de combustion chauds qui passent directement à travers une turbine, faisant tourner les aubes de la turbine pour produire de l'électricité. Les turbines à gaz sont couramment utilisées lorsque la demande des services d’électricité est forte. En 1998, 15% de l'électricité du pays était alimentée au gaz naturel.

Le pétrole peut également servir à produire de la vapeur pour faire tourner une turbine. Le mazout résiduel, un produit raffiné à partir de pétrole brut, est souvent le produit du pétrole utilisé dans les centrales électriques qui utilisent le pétrole pour produire de la vapeur. Le pétrole a été utilisé pour générer moins de trois pour cent (3%) de l’ensemble de l’électricité produite dans les centrales électriques américaines en 1998.

L'énergie nucléaire est une méthode dans laquelle la vapeur est produite en chauffant de l'eau par un processus appelé fission nucléaire. Dans une centrale nucléaire, un réacteur contient un noyau de combustible nucléaire, principalement de l’uranium enrichi. Lorsque les neutrons frappent les atomes d'uranium, ils se fendent (se scindent) en libérant de la chaleur et davantage de neutrons. Dans des conditions contrôlées, ces autres neutrons peuvent frapper plus d'atomes d'uranium, diviser plus d'atomes, etc. De ce fait, une fission continue peut se produire, formant une réaction en chaîne libérant de la chaleur. La chaleur sert à transformer l’eau en vapeur, ce qui fait tourner une turbine qui produit de l’électricité. En 2015, l'énergie nucléaire est utilisée pour générer 19,47% de toute l'électricité du pays.

En 2013, l’hydroélectricité représentait 6,8% de la production d’électricité américaine. C'est un processus dans lequel l'eau courante est utilisée pour faire tourner une turbine connectée à un générateur. Il existe principalement deux types de base de systèmes hydroélectriques qui produisent de l’électricité. Dans le premier système, l'eau courante s'accumule dans des réservoirs créés par l'utilisation de barrages. L'eau tombe à travers un tuyau appelé conduite forcée et applique une pression sur les aubes de la turbine pour entraîner le générateur à produire de l'électricité. Dans le second système, appelé ruisseau, la force du courant de la rivière (plutôt que la chute d'eau) applique une pression sur les aubes de la turbine pour produire de l'électricité.

Autres sources génératrices

L'énergie géothermique provient de l'énergie thermique enfouie sous la surface de la terre. Dans certaines régions du pays, le magma (matière en fusion sous la croûte terrestre) coule suffisamment près de la surface de la terre pour chauffer l'eau souterraine en vapeur pouvant être utilisée dans les centrales à turbine à vapeur. Depuis 2013, cette source d’énergie génère moins de 1% de l’électricité du pays, bien que l’Administration américaine de l’information sur l’énergie (Energy Information Administration) ait estimé que neuf États occidentaux pouvaient potentiellement produire suffisamment d’électricité pour répondre à 20% des besoins énergétiques du pays.

L'énergie solaire est dérivée de l'énergie du soleil. Cependant, l'énergie du soleil n'est pas disponible à temps plein et est largement dispersée. Les procédés utilisés pour produire de l'électricité à l'aide de l'énergie solaire ont toujours été plus coûteux que l'utilisation de combustibles fossiles classiques. La conversion photovoltaïque génère de l'énergie électrique directement à partir de la lumière du soleil dans une cellule photovoltaïque (solaire). Les générateurs solaires thermiques utilisent l'énergie rayonnante du soleil pour produire de la vapeur afin de faire fonctionner des turbines. En 2015, moins de 1% de l'électricité du pays était fournie par l'énergie solaire.

L'énergie éolienne est dérivée de la conversion de l'énergie contenue dans le vent en électricité. L'énergie éolienne, comme le soleil, est généralement une source coûteuse de production d'électricité. En 2014, il était utilisé pour environ 4,44% de l'électricité du pays. Une éolienne ressemble à une éolienne typique.

La biomasse (bois, déchets solides municipaux (ordures)) et les déchets agricoles, tels que les épis de maïs et la paille de blé, sont d'autres sources d'énergie pour la production d'électricité. Ces sources remplacent les combustibles fossiles dans la chaudière. La combustion du bois et des déchets crée de la vapeur qui La biomasse représente 1,57% de l’électricité produite aux États-Unis.

L'électricité produite par un générateur est acheminée par des câbles reliant un transformateur, qui passe de l'électricité basse tension à haute tension. L'électricité peut être déplacée plus efficacement sur de longues distances en utilisant une haute tension. Les lignes de transport servent à acheminer l'électricité vers une sous-station. Les sous-stations ont des transformateurs qui transforment l'électricité haute tension en électricité basse tension. Depuis la sous-station, les lignes de distribution acheminent l'électricité vers les maisons, les bureaux et les usines, qui nécessitent de l'électricité à basse tension.

Comment l'électricité est-elle mesurée?

L'électricité est mesurée en unités de puissance appelées watts. Il a été nommé en l'honneur de James Watt, l'inventeur de la machine à vapeur. Un watt est une très petite quantité de puissance. Il faudrait près de 750 watts pour un cheval. Un kilowatt représente 1 000 watts. Un kilowatt-heure (kWh) est égal à l'énergie de 1 000 watts travaillant pendant une heure. La quantité d'électricité générée par une centrale électrique ou utilisée par un client au cours d'une période donnée est mesurée en kilowattheures (kWh). Les kilowattheures sont déterminés en multipliant le nombre de kW requis par le nombre d'heures d'utilisation. Par exemple, si vous utilisez une ampoule de 40 watts 5 heures par jour, vous avez utilisé 200 watts de puissance, soit 0,2 kilowatt-heure d'énergie électrique.

Plus sur Électricité: Histoire, électronique et inventeurs célèbres



Commentaires:

  1. Burchard

    Ici ceux sur!

  2. Tobrytan

    Je considère que vous n'avez pas raison. je suis assuré.

  3. Noe

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