电的优缺点

2025年03月17日 | 阅读 9 分钟

大自然为我们人类提供了呼吸的空气、饮用的水、可供我们活动的土地、赖以生存的树木,以及太阳提供的自然光,照亮我们从上到下的生活(这是我们理所当然的),但日落后会发生什么?没有太阳,一切都是黑暗,而黑暗被一种称为“电力”的人造光照亮。正如太阳是天然能源一样,与此相反,电力是一种非天然能源,是我们生活的基本组成部分,也称为电子的流动。

Advantages and Disadvantages of Electricity

在电力发明之前,大约 100 年前,人们通过燃烧火、点亮油灯、鲸油灯、蜡烛和煤油灯来在黑暗中获得可见性。尽管如此,这些在照亮每个区域和角落方面可能效率不高。科学解决了这个问题,并发明了一种二次能源来照亮我们生活的每个房间。本杰明·富兰克林、尼古拉·特斯拉和托马斯·爱迪生等科学家为我们对电力的需求和使用做出了贡献。

在当今时代,你能想象没有电力生活哪怕几分钟吗?几个小时没有电力就会在我们的生活中造成混乱。由于人类依赖电子产品,许多工作会在没有电力的情况下白费。这些电子产品靠电力运行或以电力为能源。这个 21 世纪是技术娴熟的时代,笔记本电脑、手机、冰箱、洗衣机、电视、电脑等技术小工具和电子产品,以及搅拌机、研磨机、烤箱、微波炉、加热器等电子厨房必需品,充斥着每个人。甚至房屋的建造如果没有电线也是不完整的。这就是电力从生到死如何影响我们的生活。

有人认为电力是特别发明的,这是一种误解,实际上它一直像所有元素一样是自然的一部分。它存在于我们周围,包括两个带电材料的摩擦、静电、向大地的放电,或闪电的形式。电力的发明证明了需求是发明之母。人们发现电力可以通过发电机产生,并通过导线作为电流传输给用户。电力是一种具有两个点 -ve(负)或 +(正)的能量,通过导线流动产生电力。“电力可以定义为电子通过导线产生电流的运动。”电力可以通过各种可再生和不可再生能源产生,例如水力、石油、天然气、核能、煤炭、太阳能、风能和生物质能。

  • 水力:水(水)能被转化为电能。当水坝的水从高处落下驱动涡轮机产生电力时,大量具有势能的水被转化为动能。
  • 煤炭:燃烧煤炭的热能用于产生高压蒸汽。然后,蒸汽被转化为电能。
  • 石油和天然气:燃烧石油和天然气产生高压蒸汽来驱动涡轮机并产生电力。
  • 生物质:燃烧生物质也能产生热能来发电。
  • 风能:这是一种自然且最古老的方法,风使风车高速旋转,动能被转化为电能。
  • 太阳能:这是个人最方便的方法,太阳能电池板或电池储存太阳能,并将其转化为电能。它们可以安装在房屋、工作场所的屋顶或任何容易获得阳光的地方。
  • 核能:在核电站,原子裂变能产生高压蒸汽来驱动涡轮机发电。

电力类型

一般来说,电力有两种类型

  1. 静电:静电在带电粒子从一个物体转移到另一个物体时产生。通常在物体相互摩擦时发生。它被认为是负电荷和正电荷之间的不平衡。在日常生活中,当我们用羊毛摩擦气球并将其举到墙上时,可以看到静电,当羊毛衣物摩擦其他物体(皮肤、织物、头发等)时,会产生火花。
  2. 电流:电子流动的速率被认为是电流。电子或带电粒子通过导线移动,其测量单位是安培或伏特,而电力的测量单位是瓦特。电流有两种类型:直流电和交流电。电流通过导电材料,用户允许其在一段时间内流动。例如,电加热器在通过加热器导线接收电流后会发热。

电力优势

Advantages and Disadvantages of Electricity

a. 易于获取和生产

利用各种可再生和不可再生能源生产电力,使其易于组装。每个人都可以获得电力。

b. 可再生能源

人类通过各种方法定期产生电力,以满足人类的电力需求。因此,它被视为一种可再生能源,因为它可以每天生产。

c. 易于管理和运输

通过适当的规划或管理,电力可以大规模、长距离传输。电力可以通过电线等媒介传输并覆盖长距离。

d. 通用且易于转换

电力是通用的,因为它可以根据用户的使用情况转换为另一种形式的能量。它可以转换为运动(通过发动机)、光(点亮灯泡)和热(点亮电加热器)。

e. 减少温室气体排放

电力可以通过风能和太阳能等可再生能源生产,这些能源更清洁、更环保。因此,电力及其生产过程不会产生温室气体排放。

f. 更高效便捷

电力是一种便捷高效的能源,使许多电器和设备能够正常运行。在发电和长距离输电过程中,能量损耗很小。

g. 维护成本较低

一旦电力安装完成,只需要定期维护,因为电器(灯泡、日光灯等)会随着时间的推移而损坏。电动汽车的维护成本较低,因为无需换油,磨损的零件较少,并且由于电动汽车没有内燃发动机,因此发动机需要维护的也较少。

h. 所需劳动力较少。

实施电力需要劳动力,但 2-3 小时就足够了。它不需要大量劳动力。

i. 水力发电厂无废气排放

在水力发电厂,水发电,不涉及化石燃料或烟囱。该工厂不直接产生温室气体排放,因为它们不向空气中释放污染物。

j. 可以设置各种尺寸。

电力的发电容量可以以千瓦的倍数计量,例如吉瓦(GW)和兆瓦(MW)。电流的流动可以根据用户的需求进行控制。例如:家庭使用约 2KW 或 3 KW 的电力,但商业用途的电力量很大。

电力缺点

Advantages and Disadvantages of Electricity

a. 用电不慎可能危及所有人。

我们多久会收到关于某人(包括人类或动物)因触电死亡的新闻?当活物在没有安全措施的情况下接触到带电体时,它们会受到高压电击,这可能危及生命,导致严重烧伤、癫痫发作、昏迷、心脏骤停或肌肉痉挛以及其他伤害。人体本身就能导电,接触到带电体后,电流会流过组织,导致触电,也称为电击。损害取决于电流的大小,但在某些情况下,即使少量电流也可能致命,具体取决于情况。超过 0.01 安培的电流可能导致痛苦的严重电击,或超过 0.1 安培至 0.2 安培的电流可能致命。

b. 造成伤害

触电可能导致四种类型的伤害:火焰、闪电、电弧和真实伤害。

火焰伤害在这种情况下,电流可能通过皮肤,也可能不通过皮肤,因为当电弧闪光点燃人的衣服时会发生这种情况。
闪电伤害这种伤害发生在极短但非常高的电流流过受害者全身时。可以认为它是轻微电击。
火焰伤害在这种情况下,由于电流或其他原因发生表皮烧伤,但电流不会穿过皮肤。
真实伤害在这种情况下,当一个人成为电路的一部分时。这可能造成严重损害。

c. 电力导致火灾。

超过 60% 的火灾事故是由电气短路、使用非标准电器、疏忽、接线不当、对电气问题不了解、过热、过载、非法接线以及使用延长线、电缆、导线、故障插座(插座)、断路器或接地不良的插座引起的。所有这些原因都会导致致命事故和严重火灾。有电线的地方由于电气短路最容易发生火灾。

d. 发电厂造成污染。

发电厂造成水、土地和空气污染,影响生物健康。煤电厂排放有害气体和化学物质,如硝酸盐、硫酸盐、汞和二次颗粒物(由 SOX 排放形成)。火力发电厂(燃煤和燃油发电装置)排放有害污染物,如酸性气体、非汞金属毒物、汞和二恶英等有机空气毒物。

噪音污染发电厂使用大型设备,如涡轮机、锅炉和破碎机,会发出高噪音,影响在工厂工作的人员。
土地退化煤电厂排放的废物(有毒气体和酸)会污染空气和水。如果空气和水污染物未经处理,它们会影响水域、植物和动物区域,使其不适合生活或生计活动。
空气污染煤电厂向空气中排放多种污染物,如一氧化碳 (CO)、臭氧 (O)、二氧化硫 (SO)、氮氧化物 (NOx)、铅和非甲烷碳氢化合物,以及 SPM(悬浮颗粒物)。
水污染水在煤电厂中很重要,因为它用于锅炉产生蒸汽、洗煤和冷却设备。如果热水直接排入水体,会提高其温度,影响水生动植物。水用于清洁电厂的设备,而这些带有灰尘的水会污染地下水。

e. 对健康的影响

发电厂产生的电力会对健康造成严重损害。排放的化学污染物会影响人体不同区域或器官,导致疾病。例如

化学污染物它对健康的影响
引起皮肤和眼睛灼伤以及呼吸系统问题
Mercury由于此,神经系统、肾脏、大脑和肝脏会受到损害。还会导致出生缺陷和神经系统缺陷。
Lead铅会损害儿童的肾脏和神经系统,影响记忆力、学习能力和行为。它还会引起贫血和心血管疾病。
影响肺部和淋巴系统,并引起肾脏疾病
导致脑水肿、贫血、肺癌和骨癌
二恶英和呋喃这些化学物质会影响内分泌、生殖和免疫系统,并可能导致胃癌
氯化氢和氟化物引起眼睛、喉咙、鼻子、皮肤、呼吸道的刺激
二氧化硫引起眼睛刺激,导致哮喘、心脏病或慢性支气管炎?它还影响呼吸系统和肺功能
氮氧化物导致慢性阻塞性肺病、哮喘、心脏骤停,并阻碍肺部生长

f. 建设成本

建筑物的电力或电气工程费用可能占总建筑成本的 10%-12%,不包括土地成本。发电厂的建设和维护需要资金。

g. 电力比汽油贵。

汽油确实比电力便宜,因为电力的收费或标准费率由州或中央政府设定。电力可以通过天然气和化石燃料产生,因为燃烧天然气会产生热量和蒸汽来发电。我们可以看到,在维护和使用方面,电力比汽油或柴油贵。电动汽车的服务站较少,安装二级充电站的成本可能比汽油贵,因为加油站随处可见且价格实惠。电动汽车电池的保质期很长(10 年),但更换成本可能很高。厨房里使用的燃气比需要用电来完成所有事情的电能便宜。

h. 电动汽车并非零排放

由于发电厂的排放,电动汽车对气候的影响比汽油、汽油或柴油汽车更差。这些电动汽车没有尾气排放,碳足迹也更小。

i. 物种灭绝

人类活动的加速导致生物多样性丧失(速度是人类活动前水平的 100-1000 倍)。电力发电是造成大量淡水在电力生产过程中被污染的主要原因之一。全球电力发电量有所增加,包括 2018 年的热电(占总量的 77%)和水电(占 16%)。在热能转化为电能的过程中,水库中大量淡水会影响水生生物多样性。它可能通过干扰它们的栖息地和生活方式而导致物种灭绝。它会造成水污染或导致某些地区干旱,这些地区可能栖息着各种水生或陆地物种。

结论

电力是一种二次能源,可以从天然气、核能、煤炭和其他自然资源的转化中获得。电力是自然界的基本组成部分,是我们最广泛使用的能源形式之一。