Ми все-все-все користуємося електрикою, і часто взагалі не думаємо, звідки воно у нас береться. Так, приходить від електростанції, вдається по дротах, але з чого ж, все-таки, ця енергія виходить? Існує кілька різновидів електростанцій - однак принцип їх роботи в одному, електрику там виходить з іншої енергії.
Як працює електростанціяДавайте розберемо систему роботи електростанції на прикладі побутового генератора, що діє на дизельному паливі. У селах російських зараз у багатьох є подібні пристрої на випадок аварій, які трапляються в сільській місцевості. Коли гасне світло, господар заводить свій генератор, його ще називають «міні-електростанцією», і може, як ніби нічого не сталося, дивитися телевізор або навіть готувати їжу. Все залежить лише від потужності купленого пристосування. Але всі вони - самі крихітні, готові дати струм для пари-трійки лампочок, і наймогутніші, працюють на єдиному принципі.
Як такий електричний генератор виробляє струм? Механічна енергія виходить з хімічної енергії палива в камері внутрішнього згоряння, точно так, як відбувається це в двигуні автомобіля або мотоцикла. Потім механічну енергію, створювану обертанням його дизельного мотора, генератор перетворює в таку необхідну людям електроенергію. Таке перетворення можливе за допомогою явища так званої самоіндукції. У школі, на уроках фізики, про нього розповідали, але шкільні знання мають властивість швиденько випаровуватися з голови, як тільки отримана заповітна п'ятірка, чи не так? Загалом, не будемо влаштовувати чергового занудного уроку, але коли в магнітному полі рухається (обертається) котушка індуктивності, в її обмотках виникає електрорушійна сила. Називати її напругою буде не зовсім правильно, однак для схематичного уявлення роботи генератора можна використовувати і таке слово.
Так, в електрогенераторі є ще й магнітна система, найчастіше на електромагнітах - вона створює поле, яке в обмотках генератора перетворюється в електрику. Далі через систему контактів і щіток струм направляється до споживачів - до тих пристроїв, які цим електрикою харчуються (лампочка, телевізор, та що завгодно).
Як працює електростанціяДомашній електричний генератор, власне, можна вважати свого роду моделлю для розуміння системи, за якою працюють великі промислові електростанції. Ось, скажімо, гідроелектростанція, у якій турбіну обертає річкова вода. Тут теж має місце перетворення механічної енергії в електрострум, тільки в масштабах вже куди більш солідних і вражаючих. Для того щоб напір води був побільше, поперек річок будують греблі. Маса води натискає на лопаті турбіни, змушуючи їх обертатися. Ну, а далі все за відомою схемою - величезні котушки індуктивності обертаються в тому ж самому, знайомому кожному школяреві, магнітному полі, і по проводах біжить струм. Тільки вони офіційно називаються вже не генераторами, а гідроагрегатами.
Точно така ж система перетворення однієї енергії в іншу діє практично на всіх електростанціях. Різниться тільки джерело, що створює первинну, тобто механічну енергію в системі. Іноді турбіну обертає річка, як ми тільки що розглянули на прикладі гідроелектростанції. Є й інше джерело електроенергії «природного» походження - вітер, в вітряних електростанціях турбіну крутить він, з використанням спеціальних лопатей «як біля млина». Електростанція теплова? Що ж, за справу береться пар, отриманий з води, підігрітої при згорянні палива. Трохи за іншою схемою працює ТЕЦ - різновид теплової електростанції, яка може давати не тільки електрику, а й гарячу воду для опалювальних систем. Однак і у неї схема перетворення механічної енергії в струм буде тієї ж «класичної».
Як працює електростанціяНа атомній електричній станції перетворення енергії відбувається за зовсім такою ж схемою, як у всіх інших електростанцій! Хоча їхні прихильники називають АЕС «сучаснішими», там атомна енергія перетворюється в теплову, а теплова потім в електричну. Ніякої іншої системи отримання електроенергії людство поки що не придумало. Навіть «модні» сонячні генератори містять в своєму складі пар, що обертає турбіну, ось тільки воду для отримання цього пара нагріває сонечко, а не «старовинні» парові котли. Втім, називати їх «старовинними» не зовсім вірно, адже парогенератори забезпечуватимуть людство електрикою і ще довго надалі.