“Năng lượng điện” – một khái niệm không còn xa lạ với chúng ta. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn tìm hiểu về năng lượng điện và các nguồn tạo ra nó một cách chi tiết.
Mục lục
Năng lượng điện là gì?
Năng lượng điện là khả năng thực hiện công việc khi một lực di chuyển một vật. Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta sử dụng nhiều loại năng lượng khác nhau, trong đó, năng lượng điện là phổ biến nhất.
Điện được tạo ra bởi các hạt mang điện trong điện trường. Các hạt nạp điện tạo ra điện trường, tác động lên các vật khác trong trường đó.
Điện trường là gì?
Điện trường là một vùng xung quanh một hạt mang điện. Nó bao quanh nguồn điện tích và tạo ra lực tác động lên các hạt mang điện khác.
Điện trường đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực vật lý và có ứng dụng rộng rãi trong công nghệ điện. Trong lĩnh vực nguyên tử, điện trường là lực chính trong tương tác giữa các electron và hạt nhân trong nguyên tử.
Điện trường đối diện
Điện trường ngược là hiện tượng vật nhiễm điện tích dương tạo ra điện trường đẩy lùi các vật nhiễm điện tích dương khác. Ngược lại, nguồn âm sẽ tạo ra điện trường và thu hút các hạt điện tích dương. Mũi tên sẽ chỉ vào nguồn âm. Cần nhớ rằng hướng điện trường luôn là hướng các hạt hoạt động trong trường đó.
Tại sao điện là nguồn năng lượng tiềm năng?
Năng lượng của dòng điện được gọi là thế năng, được lưu trữ trong một vật theo vị trí của nó. Vật sẽ hoạt động giống như một hạt mang điện, có thể làm việc, di chuyển và tạo ra lực điện trường.
Ví dụ, thế năng giống như việc đi xe đạp lên đồi. Sự co bóp của cơ bắp chân cung cấp năng lượng để điều khiển xe lên đồi. Khi lên cao hơn, thế năng càng lớn. Khi đạt đến đỉnh đồi, trọng lực sẽ tạo lực đẩy xuống dốc.
Những nguồn tạo ra năng lượng điện
Dưới đây là các nguồn tạo ra năng lượng điện được phát triển mạnh trên toàn cầu và trở thành giải pháp thay thế hoàn hảo trong tương lai:
Mặt trời
Mặt trời là một nguồn năng lượng sạch, tạo ra năng lượng điện dồi dào và có thể sử dụng trong tương lai rất lâu. Nếu lắp đặt các tấm pin mặt trời trong một tòa nhà cao 1km, có thể tạo ra khoảng 200 MWp, đủ cung cấp năng lượng cho 200.000 hộ gia đình.
Năng lượng mặt trời đã được sử dụng rộng rãi từ những năm 1950. Hiện nay, Đức, Trung Quốc, Nhật Bản, Ý, Hoa Kỳ, Pháp, Tây Ban Nha là những quốc gia đi đầu trong lĩnh vực năng lượng mặt trời. Ở Việt Nam, năng lượng mặt trời cũng đang được phát triển, đặc biệt là trong các lĩnh vực như đun nước, sưởi ấm và làm mát không gian.
Năng lượng gió
Năng lượng gió đang phát triển ngày càng mạnh và là một nguồn năng lượng sạch khác. Mặc dù chỉ chiếm khoảng 1% tổng nhu cầu điện toàn cầu, nhưng nguồn năng lượng này có tiềm năng phát triển lớn do sự phong phú và phân bố đồng đều trên toàn cầu. Trung Quốc, Mỹ và Đức là những quốc gia đi đầu trong lĩnh vực này.
Ở Việt Nam, với đường bờ biển dài, gió mạnh và phân bố đều quanh năm, năng lượng gió được khuyến khích phát triển song song với năng lượng mặt trời.
Năng lượng địa nhiệt
Năng lượng địa nhiệt là một nguồn năng lượng sạch dồi dào có từ sâu trong lòng đất. Nhiệt độ tăng lên khi đi sâu vào lòng đất và có thể tạo ra lượng điện lớn. Điều này đã và đang được khai thác và sử dụng từ đầu thế kỷ 20, trong đó Hoa Kỳ, Philippines và Indonesia là những nhà lãnh đạo trong lĩnh vực này.
Năng lượng sóng biển
Năng lượng sóng biển là một nguồn năng lượng sạch khác, tiềm năng rất lớn để tạo ra điện năng. Mỗi trạm năng lượng sóng có một hệ thống phao di chuyển theo sóng biển, chuyển động của chúng được sử dụng để sản xuất điện.
Người ta ước tính rằng chỉ cần 0,1% sóng biển trên thế giới có thể tạo ra đủ điện để phục vụ cả nhân loại. Nhiều quốc gia, bao gồm cả Mỹ, đã đầu tư nghiên cứu năng lượng sóng biển.
Năng lượng sinh khối
Sinh khối bao gồm cây cối, tảo và các loài thực vật khác, chất thải nông nghiệp và lâm nghiệp, giấy phế liệu, khí metan từ các bãi chôn lấp, phân bón từ trang trại chăn nuôi, và nhiều nguồn khác.
Năng lượng sinh khối có thể tạo ra nhiệt, điện và làm nhiên liệu cho phương tiện di chuyển. Trên toàn cầu, năng lượng sinh khối chiếm khoảng 14-15% tổng năng lượng tiêu thụ và được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực năng lượng phát triển.
Ứng dụng của năng lượng điện
Hiện nay, năng lượng điện được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống. Nó được sử dụng để thắp sáng, tạo ánh sáng cho các hoạt động hàng ngày.
Động cơ điện cũng là một ứng dụng của năng lượng điện, có thể thấy trong các phương tiện giao thông công cộng như tàu điện ngầm và xe điện.
Ngoài ra, năng lượng điện từ nguồn mặt trời và gió cũng đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vực. Đây là nguồn năng lượng sạch và thân thiện với môi trường. Nhiều phát minh còn sử dụng năng lượng điện này như điện thoại sạc bằng năng lượng mặt trời, ô tô sử dụng năng lượng mặt trời, v.v.
Hy vọng qua bài viết này, bạn đã hiểu rõ hơn về năng lượng điện, các nguồn tạo ra năng lượng này và ứng dụng của chúng.
