什麼是什麼：什麼是電 [11-14歲] 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

　　在我們的日常生活中，幾乎沒有什麼比電更讓人司空見慣。它存在於每一個電源插座中，它讓燈泡發光，讓我們的計算機、電視機、洗衣機和冰箱日夜運行。可是，電到底是什麼呢？著名科學記者和屢獲殊榮的科普作傢雷納·科特博士，在《什麼是電》中給齣瞭全麵、準確和細緻的答案。他嚮我們展示瞭電在大自然中的各種角色，並告訴讀者如何讓這種罕見的自然力為我們所用。他還講述瞭如何製造電流，電流如何進入我們的傢庭，以及人們應當怎樣保護自身不受電流的傷害等等問題。

內頁插圖

目錄

自然力——電
人們是如何發現電的？
電這個名字從何而來？
避雷針是如何發明的？
電是什麼？
每一種物質中都存在電嗎？
人們摩擦琥珀時會産生什麼現象？
閃電是如何形成的？
運動中的電
我們需要電流做什麼？
什麼是電流？
電源插座為什麼始終有兩個接口？
電池是如何産生電流的？
一伏特是多少？
什麼是電流強度？
如何理解電功率？
一韆瓦時是什麼意思？
為什麼會有電阻？
為什麼燈泡會發光？
電流隻能在金屬中流動嗎？
電池是如何發明的？
蓄電池如何起作用？
電和磁
銅綫可以有磁性嗎？
電磁鐵如何發揮作用？
如何利用磁力産生電流？
最初的發電機看起來是什麼樣子？
什麼是交流電？
什麼是直流電？
西門子發明瞭什麼？
電動機如何起作用？
三相電流是什麼？
電徵服瞭世界
愛迪生發明瞭什麼？
第一座電廠在哪裏建成？
為什麼使用交流電？
變壓器如何起作用？
交流電在傳輸電流時有什麼好處？
電的生産
如何用煤發電？
為什麼燃煤電站不環保？
水電站如何工作？
在核電站中發生著什麼？
為什麼德國不再建造核電站？
電流進入韆傢萬戶
聯閤電網有哪些優點？
德國的聯閤電網是怎樣運行的？
保險裝置有什麼作用？
電流會緻人死亡嗎？
接地插頭如何防止電擊？
漏電保護器有什麼作用？
未來的電力供應
如何從可再生能源中獲取電能？
太陽能可以轉化為電能嗎？
氫能替代汽油和煤嗎？
電的大事年錶
名詞索引

精彩書摘

　　如何從可再生能源中獲取電能？
　　在德國，現在人們使用的大約95％的電能來自熱電廠。可是在近些年人們已經知道，使用像煤或石油這樣不可再生的“化石燃料”是多麼錯誤。“化石”意味著，這些原料是從遠古時代就開始在地層中積纍，並且經過瞭漫長的地質年代而形成的。而核能的危險，現在讓很多人望而卻步。因此，人們在全世界範圍內尋找著環保而且可再生的能源。可再生能源，就是始終可用、用之不竭的能源。
　　例如，在我們的腳下就蘊藏著巨大的熱量。在火山地區，有著從地球內部産生的熱蒸汽。在全球範圍內已經有超過250座地熱發電廠，它們可以生産大約90億瓦功率的電能。大多數地熱電廠都在美國，其次是菲律賓和墨西哥。
　　在未來幾年裏，在德國南部可能會齣現小型地熱電廠。人們想通過鑽孔給在炎熱地層中的水加壓，來生産所需要的熱蒸汽。然後，再利用這些熱蒸汽來發電。
　　水力是多年來一直使用的一種可再生能源。在全球範圍內，現在有大約20％的電能通過水電站生産。特彆是在多山的國傢，能很方便使用這種清潔的能源生産方式。
　　在挪威，大約99％的電能都是這樣獲得的。在奧地利，這個比例大約是72％，在瑞士是58％。然而，在很多地區為瞭發電而建造的巨大水庫，經常對環境造成不良影響，並且需要移民數百萬人。因此，利用水力發電在很多地方阻力很大。
　　在有些沿海和丘陵地區，可以利用風能生産電流。人們現在能越來越多地看到細長的、幾乎百米高的風輪塔。每一個塔的尖端都有一個外殼，裏麵裝有發電機。一個直徑約60米的巨大的三葉螺鏇槳，在大約三級風以上時會自動鏇轉；一個齒輪箱會把這種轉動傳輸給發電機。小的輔助電動機會根據風嚮和風力調整外殼和螺鏇槳。在德國，目前有大約1％的電能由風力製造。
　　太陽能可以轉化為電能？
　　太陽的能量可以說是無窮無盡，它每小時嚮我們地球輻射著巨大的能量，相當於燃燒瞭200萬億噸的煤。這種能量是目前世界能源消耗總量的1萬倍。
　　多年以來，人們一直在努力研究利用太陽能電池從太陽能中獲取能量。太陽能電池可以直接把太陽能轉化為電能，而不需要鍋爐、渦輪機和發電機。
　　太陽能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優點。太陽能電池壽命長，隻要太陽存在，太陽能電池就可以一次投資而長期使用：與火力發電、核能發電相比，太陽能電池不會引起環境汙染；太陽能電池可以大中小並舉，大到百萬韆瓦的中型電站，小到隻供一戶用的太陽能電池組，這是彆的電源無法比擬的優勢。
　　常見的閃著藍光的太陽能電池由矽組成。矽是石英的主要成分，也是製造晶體管和計算機芯片的原料。然而，這種矽的提純比較費力，因此價格非常高。
　　不過，這種情況據說會有所改變。新一代的太陽能電池已經可以在實驗室中使用。它們不需要價格昂貴的高純矽，而是由像窗戶玻璃或塑料這樣特定化閤物的薄層組成。在未來幾年之內，這種新的能源轉換裝置，可能會蓋在屋頂和其他太陽照耀的地方，用以提供電能。
　　與德國不同的是，在那些日照時間更長的國傢，例如在撒哈拉沙漠。可以收集更強烈的太陽能。獲得的電能可以通過遠程綫路傳輸給中歐的用戶。當然，到目前為止，這還隻是一個設想，因為常規太陽能電池的造價太高。
　　但是，從長遠來看，隨著太陽能電池製造技術的不斷改進，以及新的光電轉換裝置的發明，各國對環境的保護和對再生清潔能源的巨大需求，太陽能電池仍將是利用太陽能比較切實可行的方法，可為人類未來大規模地利用太陽能開闢廣闊的前景。
　　氫能替代汽油和煤嗎？
　　太陽能電池的一個基本問題是，在晚上我們就看不到太陽光瞭。因此，人們必須能把太陽能儲存起來。其中的一個辦法是利用獲得的電流電解水。在這個過程中會形成高能的氫氣，可以把它們儲存在巨大的罐子中，也可以通過管道或儲氣罐運輸。在“未來的燃料電池電站”中，人們可以利用這些氫氣獲取電能。這樣的電廠要比常規的煤或氣體電廠産生的能量高得多，而且也更環保。
　　幾十年來，燃料電池已經在航天領域得到瞭應用。很多研究人員緻力於讓燃料電池的功率變得更大，現在，這方麵的工作已經取得瞭進展。這些電池由在其中充有氫氣和空氣的小室組成。在一個由金屬電鍍的特殊塑料膜上，這些氣體會相互發生化學反應。在這種無噪聲和無火焰的燃燒過程中，形成瞭電流，同時産生的廢氣隻是純淨的水蒸氣。
　　目前，在德國已經有小型燃料電池電站投入運行。專傢希望，在未來一段時間之後，利用用之不竭的太陽能，可以滿足大約60％的電能需求和40％的推進燃料的需求。“太陽能製氫”經濟，也就是太陽能和燃料電池的結閤，可能會結束煤和石油的時代。
　　至少，現在已經有瞭試驗運行的電動公共汽車，它就是通過燃料電池驅動的。不久之後，在市場上可能會齣現不需要汽油的載重汽車。不過，它們裝備的不是氫氣，而是從天然氣或生物廢料中生産的液體甲醇。在汽車中，一個“革新者”，也就是一個“迷你化工廠”，把甲醇轉變為富含氫氣的氣體，並製成燃料電池。把油門加得越大，這種反應就越劇烈。也許，燃料電池的時代現在已經開始瞭。

前言/序言

　　我們的文明，以及我們的所有技術裝備，都是以電力為基礎的。電流進入瞭每一個傢庭。這些小精靈使我們的生活更加舒適，並且減輕瞭人們的辛勞。在工廠中，電流驅動著機器設備；電流讓火車在廣袤的大地上行駛；如果沒有照明設備和數十個小型輔助電動機，那麼汽車也無法開動。在每一次齣現電力故障時，我們會很清楚地意識到電是多麼重要。
　　此外，電是一種廣泛的自然力。它把原子束縛在一起，讓嚇人的閃電穿過雲層；它還控製著我們的神經行為，並在我們大腦中傳遞著思想。盡管經過瞭幾十年的研究，這依然是一個神秘的現象。雖然我們知道瞭很多有關電的規律，但是目前還無法想象齣電的微小攜帶者——電子。然而，這並不影響技術的使用。現在，已經齣現瞭越來越多的應用上的可能。
　　在這本《什麼是什麼》中，作者為大傢展示瞭電的研究和應用領域的概貌。其中會告訴大傢，在電路中如何形成電流，電池和太陽能電池如何發揮作用，電和磁如何相互作用。本書還講到瞭發電機和電動機、超導、電磁感應以及三相電流。此外，還介紹瞭不同類型的發電站，並解釋瞭人們為保證電流隨時安全地進入每個傢庭，都做瞭哪些工作。當然，本書也包括瞭如何安全用電的知識。
　　不過，有關像無綫電技術、電視機或計算機等這樣的電子應用，本書沒有專門介紹。這屬於電子學的領域，因此會在《電子科技》那一冊中予以介紹。
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