Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Energie

Hoe wordt kinetische energie omgezet in elektrische energie?

Kinetische energie kan via verschillende methoden worden omgezet in elektrische energie, die elk afhankelijk zijn van verschillende fysieke principes:

1. Generatoren:

* principe: Faraday's wet van elektromagnetische inductie.

* hoe het werkt: Een geleider (draad) wordt door een magnetisch veld verplaatst, waardoor een spanning over de uiteinden van de geleider wordt geïnduceerd. Deze spanning drijft een stroom, waardoor elektriciteit ontstaat. Voorbeelden zijn:

* Hydro -elektrische generatoren: Kinetische energie van stromend water draait turbines, die magneten in spoelen roteren om elektriciteit te genereren.

* Windturbines: Windenergie draait messen, die een as draaien die is aangesloten op een generator.

* Fossiele brandstofcentrales: Het branden van brandstof verwarmt water en creëert stoom die turbines draait die zijn verbonden met generatoren.

2. Piëzo -elektrisch effect:

* principe: Bepaalde materialen genereren een elektrische lading wanneer ze worden onderworpen aan mechanische spanning of trillingen.

* hoe het werkt: Wanneer een piëzo -elektrisch materiaal wordt gecomprimeerd of uitgerekt, verandert de kristalstructuur, waardoor elektronen een spanning bewegen en genereren. Voorbeelden zijn:

* op schoenen gebaseerde stroomgeneratoren: Wandelen of lopen kompressen piëzo -elektrische materialen in schoenzolen, die elektriciteit produceren.

* trilling-aangedreven sensoren: Trillingen uit machines of andere bronnen kunnen elektriciteit genereren voor sensoren of andere toepassingen.

3. Thermo -elektrische generatoren (TEG):

* principe: Seebeck -effect - Een temperatuurverschil tussen twee ongelijke materialen genereert een spanning.

* hoe het werkt: De ene kant van de TEG wordt verwarmd, terwijl de andere kant koel wordt gehouden. Het temperatuurverschil drijft elektronen van de hete kant naar de koude kant, waardoor een stroom ontstaat. Voorbeelden zijn:

* Systemen voor verwarmingswarmtewarmte: Tegs kunnen afvalwarmte vastleggen van motoren, industriële processen of andere bronnen om elektriciteit te genereren.

4. Tribo -elektrische nanogenerators (Tengs):

* principe: Contact -elektrificatie - Materialen verwerven verschillende ladingen wanneer ze tegen elkaar wrijven.

* hoe het werkt: Tengs gebruiken wrijving tussen materialen om statische elektriciteit te genereren. Het ladingsverschil wordt vervolgens gebruikt om elektronische apparaten van stroom te voorzien of energie op te slaan in condensatoren. Voorbeelden zijn:

* Zelfaangedreven sensoren: Tengs kunnen draagbare sensoren en andere kleine apparaten voeden door lichaamsbewegingen of milieutrillingen te benutten.

belangrijke opmerkingen:

* De efficiëntie van deze conversies varieert afhankelijk van de specifieke technologie en toepassing.

* De hoeveelheid gegenereerde elektriciteit is vaak klein en vereist gespecialiseerde circuits en opslag voor praktische toepassingen.

* Kinetische energieconversie wordt steeds belangrijker bij de ontwikkeling van duurzame en hernieuwbare energiebronnen.