水电站的发电机利用机器将动能转化成了什么能?

水电站的发电机利用机器将动能转化成了什么能?,第1张

水电站的发电机将水流的动能转化为电能。当水流经过发电机的水轮叶片时,水流的动能被转换成旋转动能,驱动发电机转动。发电机内部的磁场和线圈相互作用产生电磁感应,从而将旋转动能转化为电能,通过电网输送供人们使用。因此,水电站的发电机将水流的动能转化为可利用的电能。

众所周知,人体运动可以产生大量能量,科研人员把人类的许多运动,比如行走、跳舞、穿衣等方式都与转化能量联系在了一起,怎样把这些能量变成能源成了一些科学家感兴趣的话题。

  这种联想并不是天方夜谭,科学家早就从理论上证明此种想法是可行的。依据能量守恒的原则,自然界不同的能之间可以相互转化,这些能包括动能、机械能、电能和热能等。

1/3以上的人体能量被浪费掉

据测算,一个体重50公斤的人一昼夜所消耗的热量约2500千卡,若将这些热量收集起来,可将50公斤的水从0℃加热到50℃。有科学研究认为,一个人一生中有1/3以上的能量被白白浪费掉,全世界有60多亿人口,如能将这部分人体生物能开发利用起来,就相当于建造了10座百万千瓦级的核电站。

  而人体的大部分能量是在维持各个器官运转以及人体运动的状态中散发出来的,如果能将这些能量再转化成电能,将是人类应对全球能源危机的另一种出路。

  人体的动能和热能转化成能源有三种模式:动能—机械能—电能、动能—热能和热能—热能的回收。怎样把人体动能转化成其他能量,成了科研人员的目标。

——动就有能——能量转换原理早已得到应用

为把人体的动能转化成电能,科学人员做了诸多尝试,最初的是自动手表、手摇微型发电器等。

  自动手表是大家不陌生的东西,“小东西,大道理”,它的工作原理,可以让我们领会一些很重要的知识。自动手表是在普通机械手表的基础上,增加了一部分自动机构装置,通过戴表人在日常生活中手臂运动的作用自动上发条。在自动机构中,由重锤(自动摆陀)摆动,通过自动上条轮系和原动系相联而实现自动上条这一特殊功能。利用这个方式,就可以达到动能—机械能的转化。

  手摇发电器也是大家近几年慢慢熟悉的东西,市面上已经有相关产品。手摇发电是把人的机械能转化为动能。这个原理的应用范围比较广泛,比如,电筒和收音机通过手摇微发电器产生的能量就可以重新被充电。

  自动手表、手摇发电器用到的都是最基本的能量转化原理,但是通过这些原理,更多的用于转化人体能量的装置将被开发出来。

  

动能转化为电能利用的原理是 : 能量守恒定律 和 能量转换。

1、动能转化电能是通过切割电磁圈的磁感线,可以使机械能转化为电能。在电机中,机械能和电能可以互逆转换。

2、能量的形式可以用不同的方法来描述。声能主要是分子前后有规律的运动;热能是分子的无规则运动;重力能产生于分隔物体的相互吸引;储存在机械应力中的能量,则是由于分离的电行相互吸引的结果。

尽管各种能量的表现形式大不相同,但是,每种能量都能采用一种方法来测量,这样就能够搞清楚,有多少能量由一种形式转化为另一种形式。不论什么时候,一个地方或一种形式的能量减少了,另一个地方或另一种形式就会增加同样数量的能量。在一个系统中不论发生渐变还是骤变,只要没有能量进入或者离开这个系统,那么系统内部各种能量立和将不发生变化。

3、但是,能量确实可以从系统边界渗漏出去。特别是能量转换会导致产生热能,通过辐射和传导的方式泄漏出去。如通过发动机、电线、热水罐、我们的躯体和立体音响。而且,当热在流体中传导或辐射时,激起的流动通常促发了热量的转移。尽管传导或辐射热能很少的材料可用来减少热能的损耗,但也无法完全避免热能的流失。

扩展资料:

(1)电能转化热能:

电能转化热能一般通过热电阻或热辐射,例如家用的电热炉,是在热阻丝内通过大量电流使热阻丝产生大量热能,通过热辐射传导给周围环境。也可以通过微波装置,使电能转化成微波,通过直接的热辐射转为热能

(2)热能转化电能:

至今为止,人类还没想出很有效率的方法可以让热能直接转化为电能,似乎人类只发明了电能和机械能转化的装置,所以,如果想任何形式能量转换为电能,必须先转换为机械能。但是,有的物质如陶瓷等,在温度变化时可以产生电势差,进而产生微弱电能,但无法用于发电。

(3)光能转化电能:

可以通过光电效应使光照射在金属表面而辐射出电子,通过这种方法,人类设计了太阳能板,太阳能板是通过阳光照射硅晶体的PN结产生空穴电压产生电能的,光能转化电能是相对比较有效的转换方式,并且随着不可再生能源的枯竭,人类越来越重视可再生清洁能源的应用,光能就是最受关注的清洁能源之一。

(4)化学能转化电能:

通过化学反应使得正电子和负电子分别在阳极和阴极汇聚,其实这也是电池的放电过程。

(5)电能转化机械能:

借助电磁感应效应,人类设计了电机,可以使电能轻松转化为机械能。在电机中,电能和机械能可以互逆转换。

(6)化学能转化热能:

可以通过核裂变使得熵值大量增加,进而产生大量热能传导出去。在核裂变过程中,不仅产生大量热能,还产生大量光能及机械能等。

还有一种方法就是通过可燃物的燃烧,伴随着光能的同时也产生大量热能。

(7)热能转化机械能:

至今人类想到的最好方法,只有通过加热水进而通过水蒸气驱动机械做功,自从瓦特发明蒸汽机以来,人类一直沿用这个方法进行转换。

(8)机械能转化热能:

机械做功摩擦可以产生热能,但一般效率不高,而且在实际应用中无法通过这样的转化大量提供热能,只作为机械能的能量损耗而已。

(9)光能转化热能:

光能在照射到物体时,自然就会伴随热能的传导,但不同波段的光波导热能力不同。

(10)光能转化电能再转化为机械能:

太阳帆,太阳能电池板

(11)光能转化化学能:

植物吸收太阳光进行光合作用

- 能量守恒定律

- 能量转换

动能是物理运动时所具有的的能量,是由他的质量和速度决定的,Ek=(mv^2)/2,一个小球以1m/s速度撞你和10m/s速度撞你的感觉不一样吧;

势能是一个系统内储存的能量,他这个能量是等待释放或者转化的,比如重力势能在同一重力加速度下,由质量、高度决定,Ep=mgh,比如鸡蛋从1cm落下和从1m落下产生的结果是不一样的,是鸡蛋在高处存储的能量比在低处存储的更多,当它自由落体时候就是将这个存储的能力转化成动能的过程;又比如弹性势能,Ep=( kx^2)/2,弹簧压缩或者伸长时存储了能量;

这些都是与宏观机械运动相关,物体的速度、高度、压缩长度等,都是机械能;内能则是与热运动相关,是物体内微观分子的机械运动的能力,比如分子做无规则热运动时的动能、分子势能等等,具体体现为温度、体积、质量等等这些形式,比如一个烧红的铁块,它是具有很高的能量,这个能量就和机械能完全不同。

机械能和内能转化最直观的是摩擦,小铁块在粗糙的平面运动,没有外力时越来越慢,摩擦产生的热量就是动能转化而成的内能。

势能和动能的转化就有很多,比如从高处落下,他的重力势能减小了,但是动能增加了;向上抛球速度越来越小高度越来越高,动能减小势能增加;弹簧从伸展到收缩,从收缩到伸展就是内能转化为动能,再有动能转化为内能的过程。

整个转化的过程能力是守恒的,只要找到能量差值,增加和减小相同就能解决目前遇到的所有题。比如从高处落下,mgh1-mgh2是势能减小量,(m(v2)^2)/2-m(v2)^1)/2是动能增加的量,他们是相等的;又或者在粗糙平面运动,m(v2)^2)/2-m(v2)^1)/2是动能增减少的量,△Q是内能增加的量,他们两个相等。

可以通过发电机将动能转化为电能。

以水能发电机为例:

基本原理是利用水位落差,配合水轮发电机产生电力,也就是利用水的位能转为水轮的动能,再以动能推动发电机,而得到电力。

水的重力被用于旋转涡轮机,涡轮机带动旋转发电机中的磁体发电,水能也被归类为可再生能源。它是最古老,最便宜和最简单的发电技术之一。

科学家们以此水位落差的天然条件,有效的利用流力工程及机械物理等,精心搭配以达到最高的发电量,供人们使用廉价又无污染的电力。

水电大致分为四类:常规(水坝),抽水蓄能,河流和近海(潮汐)。水电是世界三大电力来源之一,另外两个是燃烧化石燃料和核燃料。截至今天,它占世界总发电量的六分之一。

扩展资料

动能发电具有很多的不稳定性,自然动能发电会因为自然因素受到影响,稳定性相对于其他能量转化方式较差。除此之外还有很多缺点

还是以水能发电为例:

非常高的资本成本-这些发电厂和水坝有时非常昂贵。建设成本非常高。

失败的风险-由于洪水泛滥,水坝阻挡了大量的水,自然灾害、人为破坏、施工质量,可能会对下游区域和基础设施造成灾难性的后果。这样的故障可能会影响电力供应和动植物,也可能造成很大的损失和人员伤亡。

生态系统破坏-大型水库造成大坝上游大面积淹没,有时会破坏低地、河谷森林和草原。同时也会影响厂区周边的水生生态系统。对鱼类,水鸟和其他动物产生很大的影响。

—水力发电

女性在家可以使用的健身器材有楼梯机或步进机、跑步机、椭圆机、动感单车、卧式健身车。

椭圆机。如果你正在寻找一个低强度的运动器械,这是一个很好的选择。它有一个水平椭圆形的运动轨迹,这很容易使用,非常适合经常久坐不动生活方式的人。它适合健身初学者,这就是为什么在健身房经常看到它的原因了。

动感单车。它在家中提供了一个伟大的运动方式,因为它对身体关键的低损伤性。动感单车为健身的人们提供增强心血管活力的好处,主要是锻炼你的腿部和臀部的能力。

健身器材常以训练功能多少来分为单功能和综合型多功能两大类。

单功能器械,常用的有划船器、健美车、健步机、跑步机、美腰机等。它们的主要功能是:

它们的主要功能是:增加臂力:哑铃 握力器 多功能仰卧起坐板

划船器:主要用来增强手臂力量、背阔肌和动作协调能力。

AMT体适能运动机:与其他的健身方式不同,用户可以在不同的运动模式和完全零冲击体验下,类似于登楼梯、步行、慢跑和长跑间自由转换。您可以通过这种即时转换模式功能,调整您的训练模式来达到针对特定肌肉群训练的目标。

参考资料:

健身器材-

在理想状态下,动能可以转化成电能。实际上,在理想状态下,能量都可以转化成另一种状态,叫做能量守恒定律。

在一永久磁铁的上面有一电磁线圈,那么电磁线圈用定量的功所产生的势能与永久磁铁的磁力大小成正比。永动机是指违反热力学基本定律的不能实现的发动机。不消耗能量而能永远对外做功的机器,它违反了热力学第一定律,故称为“第一类永动机”。在没有温度差的情况下,从自然界中的海水或空气中不断吸取热量而使之连续地转变为机械能的机器,它违反了热力学第二定律,故称为“第二类永动机”。

大家知道,飞轮一旦开始运动,若无摩擦阻力作用,是可以永久继续运动下去的,这在实际上虽然不易实现,但是这样的运动仍然符合能量守恒定律,也属于永动机。但我们所说的永动机并不是指这种情况,不是试图去保持永恒的运动,而是期望在没有外界能源供给,即不消耗任何燃料和动力的情况下,源源不断地得到有用的功。如果这种永动机真的能够制成,那么就可以不使用任何自然能源无中生有地得到无限多的动力。

在欧洲,早期最著名的一个永动机设计方案是十三世纪时一个叫亨内考的法国人提出来的。如图所示:轮子中央有一个转动轴,轮子边缘安装着12个可活动的短杆,每个短杆的一端装有一个铁球。方案的设计者认为,右边的球比左边的球离轴远些,因此,右边的球产生的转动力矩要比左边的球产生的转动力矩大。这样轮子就会永无休止地沿着箭头所指的方向转动下去,并且带动机器转动。这个设计被不少人以不同的形式复制出来,但从未实现不停息的转动。仔细分析一下就会发现,虽然右边每个球产生的力矩大,但是球的个数少,左边每个球产生的力矩虽小,但是球的个数多。于是,轮子不会持续转动下去而对外做功,只会摆动几下,便停在右图中所画的位置上。

16世纪70年代,意大利的一位机械师斯特尔又提出了一个永动机的设计方案。他在设计时认为,由上面水槽流出的水,冲击水轮转动,水轮在带动水磨转动的同时,通过一组齿轮带动螺旋汲水器,把蓄水池里的水重新提升到上面的水槽中。他想,整个装置可以这样不停地运转下去,并有效地对外做功。实际上,流回水槽的水越来越少,很快水槽中的水就全部流进了下面的蓄水池,水轮机也就停止了转动。

还有些永动机是运用了浮力原理,也叫做阿基米德原理。一连串的球,绕在上下两个轮子上,可以像链条那样转动。右边的一些球放在一个盛满水的容器里。设计者认为,右边如果没有那个盛水的容器,左右两边的球数相等,链条是会平衡的。但是,现在右边这些球浸在水里,受到了水的浮力,就会被水推着向上移动,也就带动整串球绕上下两个轮子转动。上面有一个球露出水面。下面就有一个球穿过容器底,补充进来。这样的永动机也没有制成,是不是因为要下面的球能够通过容器底,而又不能让水漏出来,制造起来技术上有困难呢?技术上的困难并不是主要问题,主要问题还是出在设计的原理上。当下面的球穿过容器底的时候,它和容器底一样,要承受上面水的压力,而且是因为在水的最下部,所以它受到的压力很大。这个向下的压力,就会抵消上面几个球所受的浮力,这个水动机也就无法永动了。

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