व्याख्याकार: बिजली क्या है?

विद्युत ऊर्जा का एक रूप है। विद्युत इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह है। सभी पदार्थ परमाणुओं से बने होते हैं, और एक परमाणु का एक केंद्र होता है, जिसे नाभिक कहा जाता है। केंद्रक में सकारात्मक रूप से आवेशित कण होते हैं जिन्हें प्रोटॉन और अपरिवर्तित कण कहा जाता है जिन्हें न्यूट्रॉन कहते हैं। परमाणु का नाभिक नकारात्मक रूप से आवेशित कणों से घिरा होता है जिन्हें इलेक्ट्रॉन कहते हैं। इलेक्ट्रॉन का ऋणात्मक आवेश एक प्रोटॉन के धनात्मक आवेश के बराबर होता है, और एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या आमतौर पर प्रोटॉन की संख्या के बराबर होती है। जब प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों के बीच संतुलन बल एक बाहरी बल से परेशान होता है, तो एक परमाणु एक इलेक्ट्रॉन प्राप्त कर सकता है या खो सकता है। जब इलेक्ट्रॉन एक परमाणु से "खो" जाते हैं, तो इन इलेक्ट्रॉनों की मुक्त गति एक विद्युत प्रवाह का गठन करती है।

बिजली प्रकृति का एक बुनियादी हिस्सा है और यह ऊर्जा के हमारे सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले रूपों में से एक है। हम बिजली प्राप्त करते हैं, जो अन्य स्रोतों के रूपांतरण से एक माध्यमिक ऊर्जा स्रोत है ऊर्जा, जैसे कोयला, प्राकृतिक गैस, तेल, परमाणु ऊर्जा और अन्य प्राकृतिक स्रोत, जिन्हें प्राथमिक कहा जाता है सूत्रों का कहना है। कई शहरों और कस्बों को झरने (यांत्रिक ऊर्जा का एक प्राथमिक स्रोत) के साथ बनाया गया था जो काम करने के लिए पानी के पहिये बन गए थे। 100 साल पहले बिजली उत्पादन शुरू होने से पहले, घरों को मिट्टी के दीपक से जलाया जाता था, भोजन को आइसबॉक्स में ठंडा किया जाता था, और कमरों को लकड़ी-जलने या कोयले से जलने वाले स्टोव से गर्म किया जाता था। इसके साथ शुरुआत

लंबी दूरी पर बिजली भेजने की समस्या को हल करने के लिए, जॉर्ज वेस्टिंगहाउस एक ट्रांसफार्मर नामक एक उपकरण विकसित किया है। ट्रांसफार्मर ने बिजली को लंबी दूरी पर कुशलता से प्रसारित करने की अनुमति दी। इससे बिजली पैदा करने वाले संयंत्र से दूर स्थित घरों और व्यवसायों को बिजली की आपूर्ति संभव हो गई।

हमारे दैनिक जीवन में इसके बहुत महत्व के बावजूद, हम में से अधिकांश शायद ही कभी यह सोचने के लिए रुकते हैं कि बिजली के बिना जीवन कैसा होगा। फिर भी हवा और पानी की तरह, हम बिजली के लिए तरसते हैं। हर दिन, हम बिजली का उपयोग हमारे लिए कई कार्यों को करने के लिए करते हैं - प्रकाश और हीटिंग / हमारे घरों को ठंडा करने से, टीवी और कंप्यूटर के लिए बिजली स्रोत होने के लिए। विद्युत ऊष्मा, प्रकाश और शक्ति के अनुप्रयोगों में प्रयुक्त ऊर्जा का एक नियंत्रणीय और सुविधाजनक रूप है।

आज, संयुक्त राज्य (यू.एस.) विद्युत ऊर्जा उद्योग की स्थापना यह सुनिश्चित करने के लिए की गई है कि बिजली की पर्याप्त आपूर्ति किसी भी तत्काल मांग पर सभी आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए उपलब्ध हो।

एक विद्युत जनरेटर यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए एक उपकरण है विद्युत ऊर्जा. प्रक्रिया पर आधारित है चुंबकत्व और बिजली के बीच संबंध. जब एक तार या कोई अन्य विद्युत प्रवाहकीय सामग्री चुंबकीय क्षेत्र में चलती है, तो तार में एक विद्युत प्रवाह होता है। विद्युत उपयोगिता उद्योग द्वारा उपयोग किए जाने वाले बड़े जनरेटर में एक स्थिर कंडक्टर है। एक घूर्णन शाफ्ट के अंत में संलग्न एक चुंबक एक स्थिर प्रवाहकीय रिंग के अंदर स्थित होता है जो तार के लंबे, निरंतर टुकड़े के साथ लिपटा होता है। जब चुंबक घूमता है, तो यह तार के प्रत्येक खंड में एक विद्युत प्रवाह को प्रेरित करता है क्योंकि यह गुजरता है। तार के प्रत्येक खंड में एक छोटा, अलग विद्युत चालक होता है। व्यक्तिगत वर्गों की सभी छोटी धाराएँ काफी आकार के एक वर्तमान तक जुड़ती हैं। यह करंट विद्युत शक्ति के लिए उपयोग किया जाता है।

एक बिजली उपयोगिता पावर स्टेशन एक टरबाइन, इंजन, पानी के पहिये, या अन्य समान का उपयोग करता है मशीन एक बिजली जनरेटर या एक उपकरण है कि यांत्रिक या रासायनिक ऊर्जा धर्मान्तरित ड्राइव करने के लिए बिजली। भाप टर्बाइन, आंतरिक दहन इंजन, गैस दहन टर्बाइन, पानी टर्बाइन, और पवन टर्बाइन बिजली उत्पन्न करने के लिए सबसे आम तरीके हैं।

संयुक्त राज्य अमेरिका में अधिकांश बिजली का उत्पादन किया जाता है भाप टर्बाइन. एक टरबाइन चलती ऊर्जा (तरल या गैस) की गतिज ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है। स्टीम टर्बाइन में शाफ्ट पर माउंट किए गए ब्लेड की एक श्रृंखला होती है, जिसके खिलाफ भाप को मजबूर किया जाता है, इस प्रकार जनरेटर से जुड़े शाफ्ट को घुमाया जाता है। एक जीवाश्म-ईंधन भाप टरबाइन में, ईंधन को भाप बनाने के लिए बॉयलर में पानी गर्म करने के लिए भट्ठी में जलाया जाता है।

कोयला, पेट्रोलियम (तेल) और प्राकृतिक गैस को भाप बनाने के लिए पानी को गर्म करने के लिए बड़ी भट्टियों में जलाया जाता है, जिससे टरबाइन के ब्लेड पर दबाव पड़ता है। क्या आप जानते हैं कि कोयला संयुक्त राज्य अमेरिका में बिजली उत्पन्न करने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला ऊर्जा का सबसे बड़ा एकल प्राथमिक स्रोत है? 1998 में, काउंटी के 3.62 ट्रिलियन किलोवाट-घंटे बिजली के आधे (52%) से अधिक ऊर्जा के स्रोत के रूप में कोयले का इस्तेमाल किया।

प्राकृतिक गैस, भाप के लिए पानी गर्म करने के लिए जलाए जाने के अलावा, गर्म पैदा करने के लिए भी जलाया जा सकता है दहन गैसें जो टरबाइन से सीधे गुजरती हैं, टरबाइन के ब्लेड को उत्पन्न करती हैं बिजली। गैस टरबाइन का उपयोग आमतौर पर तब किया जाता है जब बिजली की उपयोगिता अधिक होती है। 1998 में, देश की 15% बिजली प्राकृतिक गैस से भर गई थी।

टरबाइन को चालू करने के लिए भाप बनाने के लिए पेट्रोलियम का भी उपयोग किया जा सकता है। अवशिष्ट ईंधन तेल, कच्चे तेल से परिष्कृत एक उत्पाद है, अक्सर पेट्रोलियम उत्पादों का उपयोग बिजली के संयंत्रों में किया जाता है जो भाप बनाने के लिए पेट्रोलियम का उपयोग करते हैं। 1998 में अमेरिकी बिजली संयंत्रों में उत्पन्न सभी बिजली का तीन प्रतिशत (3%) से कम उत्पादन करने के लिए पेट्रोलियम का उपयोग किया गया था।

परमाणु ऊर्जा एक विधि है जिसमें नाभिकीय विखंडन नामक प्रक्रिया के माध्यम से पानी को गर्म करके भाप का उत्पादन किया जाता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र में, एक रिएक्टर में परमाणु ईंधन का एक कोर होता है, जो मुख्य रूप से समृद्ध यूरेनियम होता है। जब यूरेनियम ईंधन के परमाणु न्यूट्रॉन से टकराते हैं तो वे विखंडन (विभाजन) करते हैं, जिससे गर्मी और अधिक न्यूट्रॉन निकलते हैं। नियंत्रित परिस्थितियों में, ये अन्य न्यूट्रॉन अधिक परमाणु परमाणुओं को विभाजित कर सकते हैं, और अधिक परमाणुओं को विभाजित कर सकते हैं, और इसी तरह। जिससे, लगातार विखंडन हो सकता है, जिससे एक श्रृंखला प्रतिक्रिया बनती है जिससे गर्मी निकलती है। गर्मी का उपयोग पानी को भाप में बदलने के लिए किया जाता है, जो बदले में, एक टरबाइन को घुमाता है जो बिजली उत्पन्न करता है। 2015 में, परमाणु ऊर्जा का उपयोग देश की सभी बिजली का 19.47 प्रतिशत उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।

2013 तक, हाइड्रोपावर में अमेरिकी बिजली उत्पादन का 6.8 प्रतिशत हिस्सा है। इसकी एक प्रक्रिया जिसमें बहने वाले पानी का उपयोग एक जनरेटर से जुड़े टरबाइन को स्पिन करने के लिए किया जाता है। मुख्य रूप से दो बुनियादी प्रकार के हाइड्रोइलेक्ट्रिक सिस्टम हैं जो बिजली का उत्पादन करते हैं। पहली प्रणाली में, बांधों के उपयोग से निर्मित जलाशयों में बहता पानी जमा हो जाता है। पानी एक पाइपस्टॉक नामक पाइप के माध्यम से गिरता है और टरबाइन ब्लेड के खिलाफ दबाव लागू करता है ताकि बिजली का उत्पादन करने के लिए जनरेटर चलाया जा सके। दूसरी प्रणाली में, रन-ऑफ-नदी कहा जाता है, नदी का बल वर्तमान (पानी गिरने के बजाय) टरबाइन ब्लेड पर दबाव बनाता है ताकि बिजली का उत्पादन किया जा सके।

भूतापीय उर्जा पृथ्वी की सतह के नीचे दबी हुई ऊष्मा ऊर्जा से आता है। देश के कुछ क्षेत्रों में, मैग्मा (पृथ्वी की पपड़ी के नीचे पिघला हुआ पदार्थ) पर्याप्त रूप से प्रवाहित होता है भूमिगत जल को भाप में गर्म करने के लिए पृथ्वी की सतह, जिसे भाप-टरबाइन में उपयोग के लिए टैप किया जा सकता है पौधों। 2013 तक, यह ऊर्जा स्रोत देश में 1% से कम बिजली उत्पन्न करता है, हालांकि अमेरिकी ऊर्जा द्वारा एक आकलन सूचना प्रशासन कि नौ पश्चिमी राज्य राष्ट्र के 20 प्रतिशत की आपूर्ति के लिए पर्याप्त बिजली का उत्पादन कर सकते हैं ऊर्जा की जरूरत

सौर ऊर्जा सूर्य की ऊर्जा से प्राप्त होती है। हालांकि, सूरज की ऊर्जा पूर्णकालिक उपलब्ध नहीं है और यह व्यापक रूप से बिखरी हुई है। सूरज की ऊर्जा का उपयोग करके बिजली का उत्पादन करने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली प्रक्रियाएं पारंपरिक जीवाश्म ईंधन का उपयोग करने की तुलना में ऐतिहासिक रूप से अधिक महंगी हैं। फोटोवोल्टिक रूपांतरण सूर्य के प्रकाश से सीधे एक फोटोवोल्टिक (सौर) सेल में विद्युत शक्ति उत्पन्न करता है। सौर-थर्मल इलेक्ट्रिक जनरेटर टरबाइन को चलाने के लिए भाप का उत्पादन करने के लिए सूर्य से उज्ज्वल ऊर्जा का उपयोग करते हैं। 2015 में, राष्ट्र की 1% से कम बिजली सौर ऊर्जा द्वारा आपूर्ति की गई थी।

पवन ऊर्जा बिजली में हवा में निहित ऊर्जा के रूपांतरण से लिया गया है। पवन ऊर्जा, सूर्य की तरह, आमतौर पर बिजली उत्पादन का एक महंगा स्रोत है। 2014 में, इसका उपयोग लगभग 4.44 प्रतिशत देश की बिजली के लिए किया गया था। एक पवन टरबाइन एक विशिष्ट पवन चक्की के समान है।

बायोमास (लकड़ी, नगरपालिका ठोस कचरा (कचरा), और कृषि अपशिष्ट, जैसे मकई के गोले और गेहूं के भूसे, बिजली उत्पादन के लिए कुछ अन्य ऊर्जा स्रोत हैं)। ये स्रोत बॉयलर में जीवाश्म ईंधन की जगह लेते हैं। लकड़ी और कचरे का दहन भाप बनाता है जो आमतौर पर पारंपरिक भाप-इलेक्ट्रिक प्लांट में उपयोग किया जाता है। 2015 में, बायोमास संयुक्त राज्य अमेरिका में उत्पन्न बिजली के 1.57 प्रतिशत के लिए जिम्मेदार है।

एक जनरेटर द्वारा उत्पादित बिजली केबलों के साथ एक ट्रांसफार्मर की यात्रा करती है, जो कम वोल्टेज से उच्च वोल्टेज तक बिजली बदलती है। उच्च वोल्टेज का उपयोग करके बिजली को लंबी दूरी अधिक कुशलता से स्थानांतरित किया जा सकता है। ट्रांसमिशन लाइनों का उपयोग बिजली को सबस्टेशन तक ले जाने के लिए किया जाता है। पदार्थों में ट्रांसफार्मर होते हैं जो उच्च वोल्टेज बिजली को कम वोल्टेज बिजली में बदलते हैं। सबस्टेशन से, वितरण लाइनें बिजली को घरों, कार्यालयों और कारखानों में ले जाती हैं, जिन्हें कम वोल्टेज बिजली की आवश्यकता होती है।

बिजली को वाट नामक बिजली की इकाइयों में मापा जाता है। इसे सम्मानित करने का नाम दिया गया था जेम्स वॉटके आविष्कारक हैं भाप का इंजन. एक वाट बिजली की बहुत कम मात्रा है। इसे एक हार्सपावर के बराबर करने के लिए लगभग 750 वाट की आवश्यकता होगी। एक किलोवाट 1,000 वाट का प्रतिनिधित्व करता है। एक किलोवाट-घंटा (kWh) एक घंटे के लिए काम कर रहे 1,000 वाट की ऊर्जा के बराबर है। बिजली संयंत्र की मात्रा बिजली उत्पन्न करती है या ग्राहक समय-समय पर किलोवाट-घंटे (kWh) में मापा जाता है। किलोवाट-घंटे का उपयोग उपयोग के घंटे की संख्या से किलोवाट की आवश्यक संख्या को गुणा करके निर्धारित किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि आप प्रतिदिन 5 घंटे में 40-वाट प्रकाश बल्ब का उपयोग करते हैं, तो आपने 200 वाट बिजली, या .2 किलोवाट-घंटे विद्युत ऊर्जा का उपयोग किया है।

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