việt nam
điện
  [Gởi Bài Viết] | [Gởi Link - Web Site] | [Liên Hệ]
Trang chủ: Công nghiệp và công nghệ: Danh bạ Điện lực Việt Nam
   
Xem thêm :
 

Điện lực - Các mốc lịch sử quan trọng

  • 1770: Lụigi Galvani quan sát các hiện tượng ở đùi ếch
  • 1775: Alexandro Volta chế tạo ra điện phần
  • André Marie Ampe (1775-1836) sáng chế ra điện kế và nam châm điện
  • Cuối thế kỷ 18 Charles Augustin de Coulomb phát hiện ra lực tác dụng giữa 2 điện tích (định luật Coulomb)
  • Georg Simon Ohm (1789–1854) phát biểu định luật Ohm nêu mối liên hệ giữa dòng điện và hiệu điện thế
  • Michael Faraday (1791–1867) phát hiện ra hiện tượng cảm ứng điện và các định luật điện hóa
  • James Prescott Joule (1818–1889) phát hiện mối liên hệ giữa nhiệt và dòng điện chạy qua
  • James Clerk Maxwell (1831–1879) phát biểu các định luật cơ bản của điện năng
  • 1866 Werner von Siemens phát minh ra máy phát điện
  • 1877 Thomas Alva Edison sáng chế ra bóng điện


  •  
    Điện lực hay điện năng là năng lượng cung cấp bởi dòng điện. Cụ thể, nó là công cơ học thực hiện bởi điện trường lên các điện tích di chuyển trong nó. Năng lượng sinh ra bởi dòng điện trong một đơn vị đo thời gian là công suất điện.

    Khi dòng điện đi qua một điện trở, điện trở có thể bị nóng lên và tỏa nhiệt ra môi trường (như trong bếp điện). Các máy biến năng có thể chuyển hóa điện năng cung cấp bởi dòng điện ra thành nhiều dạng năng lượng khác, như nhiệt năng trong ví dụ trên, quang năng (bóng đèn), động năng (động cơ điện) hay âm thanh (loa).

    Các thiết bị dùng điện năng đã đi sâu vào cuộc sống trong xã hội loài người hiện đại và điện năng là một mặt hàng thiết yếu. Điện năng thường được phân phối đến các hộ gia đình và các cơ sở sản xuất, cơ quan dưới đơn vị đo kilowatt giờ, với giá bán có thể thay đổi theo địa điểm, thời điểm trong ngày hay trong năm, và lượng tiêu thụ.

    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 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 tắt 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, tế bào nhiên liệu hay từ năng lượng mặt trời, ...

    Các hình thức sản xuất điện năng

    Với tuabin

    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 nguyên tử) làm nước bốc hơi, dưới áp suất cao làm quay tuabin
    - nước: tại các nhà máy thủy điện, nươc được tụ lại với thế năng lớn, năng lượng dòng chảy của nước lam quay tuabin
    - gió: gió có thể trực tiếp làm quay tuabin
    - khí nóng: tuabin có thể đựoc vận hành trực tiếp từ các khí nóng trong quá trình đốt cháy khí thiên nhiên hay dầu

    Với động cơ pít tông

    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 voltaic

    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 học

    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

    Công suất điện xoay chiều

    Công suất được định nghĩa như là phần năng lượng được chuyển qua một bề mặt trong một đơn vị thời gian. Đối với mạch điện một chiều, công suất, năng lượng mà mạch điện thực hiện chuyển đổi qua đường dây điện trong một đơn vị thời gian, được tính bằng:

    P = U I

    Với:

    * P là công suất
    * U là hiệu điện thế
    * I là cường độ dòng điện

    Trong mạch điện xoay chiều, các thành phần tích lũy năng lượng như cuộn cảm và tụ điện có thể tạo ra sự lệch pha của dòng điện so với hiệu điện thế. Có thể được biểu diễn về mặt toán học hiệu điện thế và dòng điện bằng số phức để thể hiện pha của các đại lượng này cho điện xoay chiều. Lúc này công suất cũng có thể biểu diễn qua số phức, kết quả của phép nhân hai số phức là hiệu điện thế và dòng điện.

    Giá trị tuyệt đối của công suất phức là công suất biểu kiến. Phần thực của công suất phức được gọi là công suất thực. Nó là công suất tính trung bình theo toàn chu kỳ của dòng điện xoay chiều, tạo ra sự chuyển giao thực năng lượng theo một hướng. Phần ảo của công suất phức được gọi là công suất phản kháng; do nó là công suất chuyển ngược về nguồn cung cấp năng lượng trong mỗi chu kỳ do sự tích lũy năng lượng trong các thành phần cảm kháng và dung kháng.

    Dòng năng lượng

    Trong biểu đồ, P là công suất thực, Q là công suất phản kháng, độ dài của S là công suất biểu kiến.

    Nhận thức được quan hệ giữa ba thành phần này là vấn đề cốt lõi của nhận thức chung về công nghệ điện xoay chiều. Quan hệ toán học giữa các thành phần này là một tổng vectơ và thông thường được biểu diễn dưới dạng số phức

    S = P + iQ

    Ở đây i là đơn vị số ảo, căn bậc hai của -1.

    Giả sử coi như ta có mạch điện xoay chiều bao gồm một nguồn và phụ tải tổng quát hóa, trong đó cả dòng điện và hiệu đện thế là có dạng hình sin. Nếu phụ tải là điện trở thuần túy hay hai sự phân cực theo hai chiều là cân bằng, thì chiều của dòng năng lượng không bị thay đổi và chỉ có công suất thực đi qua. Nếu phụ tải là cảm kháng hay dung kháng thuần túy thì hiệu điện thế và dòng điện lệch pha nhau đúng 90 độ (đối với dung kháng thì dòng điện nhanh pha hơn hiệu điện thế còn đối với cảm kháng thì dòng điện chậm pha hơn so với hiệu điện thế) và do vậy sẽ không có một năng lượng thực nào qua được. Nguồn năng lượng khi đó sẽ chỉ chuyển tới, chuyển lui và được biết như là công suất phản kháng. Nếu cảm kháng (dơn giản nhất là cuộn cảm) và dung kháng (đơn giản nhất là tụ điện) được mắc song song thì dòng điện sinh ra bởi cảm kháng và dung kháng là lệch pha nhau 180 độ và vì thế chúng một phần nào đó triệt tiêu lẫn nhau hơn là bổ sung cho nhau. Trong thực tế, phần lớn các phụ tải đều có cảm kháng hay dung kháng hoặc cả hai phần này vì thế cả công suất thực và công suất phản kháng đều phải được truyền tới phụ tải.

    Hệ số công suất

    Tỷ số giữa công suất thực và công suất biểu kiến trong mạch gọi là hệ số công suất. Khi dòng xoay chiều có dạng hình sin lý tưởng, hệ số công suất là côsin của góc lệch pha giữa dòng điện và hiệu điện thế của dòng xoay chiều. Do vậy trên thực tế người ta hay ghi hệ số công suất như là " cos φ" vì lý do này.

    Hệ số công suất bằng 1 khi hiệu điện thế và cường độ dòng điện cùng pha, và bằng 0 khi dòng điện nhanh hoặc chậm pha so với hiệu điện thế 90 độ. Hệ số công suất phải nêu rõ là nhanh hay chậm pha.

    Đối với hai hệ thống truyền tải điện với cùng công suất thực, hệ thống nào có hệ số công suất thấp hơn sẽ có dòng điện xoay chiều lớn hơn vì lý do năng lượng quay trả lại nguồn lớn hơn. Dòng điện lớn hơn trong các hệ thống thực tiễn có thể tạo ra nhiều thất thoát hơn và làm giảm hiệu quả truyền tải điện năng. Tương tự, đoạn mạch có hệ số công suất thấp hơn cũng sẽ có công suất biểu kiến cao hơn và nhiều thất thoát năng lượng hơn với cùng một công suất thực được truyền tải.

    Đoạn mạch có dung kháng sinh ra công suất phản kháng với dòng điện nhanh pha hơn hiệu điện thế một góc 90 độ, trong khi đó thì đoạn mạch có cảm kháng sinh ra công suất phản kháng với dòng điện chậm pha hơn hiệu điện thế một góc 90 độ. Kết quả của điều này là các thành phần cảm kháng và dung kháng có xu hướng triệt tiêu lẫn nhau. Theo quy ước, dung kháng được coi là sinh ra công suất phản kháng còn cảm kháng thì tiêu thụ công suất này (điều này có lẽ có nguyên nhân là trên thực tế phần lớn các phụ tải thực trong cuộc sống là có cảm kháng và do đó công suất phản kháng phải được cấp tới chúng từ những tụ bù hệ số công suất).

    Trong truyền tải điện năng và phân phối chúng, có cố gắng đáng kể để kiểm soát công suất phản kháng. Điều này thông thường được thực hiện bởi việc tự động đóng/mở các cuộn cảm hay các tụ điện. Các nhà phân phối điện có thể sử dụng các đồng hồ đo điện để đo công suất phản kháng, nhằm hỗ trợ khách hàng tìm biện pháp nâng hệ số công suất lên hay xử phạt các khách hàng để hệ số công suất quá thấp (chủ yếu là các khách hàng lớn).

    Công suất biểu kiến được sử dụng để mô tả việc cung ứng điện năng từ nguồn. Nó là tổng vectơ của công suất thực (năng lượng thực tế được truyền từ nguồn tới phụ tải) và công suất phản kháng (là năng lượng lưu thông giữa nguồn và các thành phần lưu trữ năng lượng là cảm kháng và dung kháng của phụ tải. Nó thông thường là điều được chú ý nhiều nhất trong truyền tải và phân phối điện năng.

    |S|2 = P2 + Q2

    Đơn vị công suất oát (W) nói chung được gắn với công suất thực tế tiêu hao. Công suất phản kháng được đo bằng vôn-ampe phản kháng (VAr) và công suất biểu kiến hay công suất phức hợp được đo bằng vôn-ampe (VA) hay các bội (ước) số của nó, chẳng hạn như kVA.