Elektricitet driver många viktiga saker i vår vardag, från kylskåpen som håller vår mat kall till lamporna som lyser upp våra hem. Värmen på hotellen vi bor på, projektorerna på herrgårdarna såsom Thorsesta vi har konferens på, och numera även bilarna vi kör – och mycket därtill.
Det är lätt att ta bekvämligheten som elektricitet erbjuder för given, särskilt när det kommer till oss så enkelt som med en knapptryckning.
Men de flesta av oss är beroende av el för att hålla våra hem igång, så det är värt att veta vad el är och hur det fungerar. Ju mer du vet om denna otroliga energikälla, desto mer sannolikt är det att du bättre förstår din elräkning.
Vad är el och vad är den gjord av?
Elektricitet är flödet av elektrisk energi som orsakas av rörelsen av små partiklar som kallas elektroner. Men svaret på ”vad är el gjord av?” är inte elektroner. Dessa laddade partiklar släpper helt enkelt lös elektrisk energi när de rör sig på ett visst sätt. Så för att förstå elektricitet till fullo måste du förstå elektroner och materiens byggstenar: atomer.
Man kan använda följande definition:
”Elektricitet är en typ av energi som består av rörelse av elektroner mellan två punkter när det finns en potentialskillnad mellan dem, vilket gör det möjligt att generera vad som kallas en elektrisk ström.”
Varje atom har tre grundläggande beståndsdelar:
- Protoner – positivt laddade partiklar
- Neutroner – partiklar utan laddning
- Elektroner – negativt laddade partiklar
Protonerna och neutronerna stannar i centrum av atomen, eller kärnan, medan elektronerna kretsar runt kärnan. Som regel drar motsatta laddningar till sig, medan liknande laddningar stöter bort. Den positivt laddade kärnan attraherar de negativt laddade elektronerna och håller dem i omloppsbana. En balanserad atom har samma antal protoner som elektroner.
Ju närmare elektronerna är kärnan, desto starkare attraktion. Men när elektroner är längre bort från kärnan kan de befrias från sin omloppsbana av en tillräckligt stark yttre kraft. Den nu fria elektronen, med sin negativa laddning, kan tryckas eller dras på jakt efter en ny atom. Och vid kontakt kommer dess negativa laddning att stöta bort en annan elektron i en dominoeffekt som kallas en elektrisk ström.
Elektrisk energi är den rörliga laddningen när dessa elektroner strömmar från atom till atom. Vissa atomer, som koppar, har yttre (eller valens) elektroner som lättare kan frigöras och bytas ut. Material som koppar är kända som ledare, och genom att göra ledningar av ledande material kan vi flytta en elektrisk ström långa sträckor – och driva ditt hem.
Hur tillverkas el?
En intressant fakta om elektricitet är att det är en sekundär energikälla. Detta betyder att det skapas genom omvandling av andra energikällor. För att omvandla en annan form av energi till elektricitet krävs en anordning som kallas en elektromagnetisk generator.
Det finns olika typer av elektromagnetiska generatorer, även om turbindrivna generatorer är de vanligaste. Det finns till och med skillnader i typer av turbiner, såväl som vilka typer av bränsle de förbrukar för att generera elektricitet. Men de fungerar alla på i princip samma sätt: En yttre rörlig kraft (kinetisk energi) förflyttar turbinen, som vrider en elektromagnetisk axel inuti en cylinder gjord av trådspolar. Magneter har en laddning, och den laddningen är det som skiljer elektroner från deras atomer och skapar en elektrisk ström.
Källor till elektrisk energi
Det finns inte ett enda sätt att tillverka el. De tre huvudkategorierna av energi för elproduktion är fossila bränslen (kol, naturgas och petroleum), kärnkraft och förnybara energikällor. Nedan följer ett antal olika energikällor och hur de kan användas under hela produktionsprocessen:
Använder kol för att generera el. Kol bryts ner till ett pulver och bränns, vilket skapar ånga i processen. Denna ånga leds sedan genom en turbin, som driver generatorn som skapar elektriciteten.
Att producera el med naturgas. Naturgas förbränns och de heta gaserna som produceras driver den turbindrivna generatorn.
Att omvandla kärnenergi till elektricitet. Kärnkraftverk använder en process som kallas kärnklyvning för att få neutroner att kollidera med uranatomer. Uranatomens kärna bryts isär i kollisionen och producerar mycket värme, som sedan används för att koka vatten för att producera ånga. Den ångan driver en turbin som producerar elektricitet.
Att göra el genom vindkraft. Blåsande vind vrider en stor uppsättning blad på vindturbinen. Dessa blad vrider sedan en axel, som är ansluten till generatorn.
Generera el med rörligt vatten. Hur görs el med vatten? Vattenkraft produceras genom att använda kraften från forsande vatten för att snurra bladen på en vattenkraftturbin. Turbinen kopplas med en axel till en generator och elektricitet skapas.
Hur fungerar el?
Elektricitet måste färdas i en sluten krets, vilket innebär att den måste ha en komplett väg för att flöda från en plats till en annan. Varje gång du slår på en strömbrytare i ditt hus stänger du en krets och låter elektricitet flöda till en viss apparat. Genom att stänga av samma strömbrytare öppnar du kretsen igen och begränsar flödet av el. Professionella använder olika verktyg och testinstrument såsom de från TestNordic för att mäta el och se effekten från olika källor.
Var din el kommer ifrån
I allmänhet kommer var din el kommer ifrån att variera beroende på vilket företag som du köper el ifrån. Till exempel kan vissa elbolag och energileverantörer äga kraftverken som genererar deras el, medan andra kan besluta att köpa den från en tredjepartsleverantör.
Typer av el
Dynamisk elektricitet
Dynamisk energi, som namnet antyder, involverar rörelse. När det gäller dynamisk elektricitet färdas elektroner genom en sluten krets tack vare användningen av ledande material som metalltrådar.
Statisk elektricitet
Detta är från ackumulering av överskott av elektrisk laddning på icke-ledande material. En elektrostatisk laddning uppstår till exempel efter separering av två ytor i kontakt, som i fallet med friktion mellan hår och en ballong.
Elektromagnetisk energi
Denna energi fortplantar sig genom vågor genom ett utrymme som kallas ett elektromagnetiskt fält. Det är energin från vågorna som till exempel sänds ut av mikrovågsugnar eller röntgenstrålar.
