वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत: प्रकार और उपयोग। ऊर्जा और उसके प्रकार

ऊर्जा(ग्रीक से ऊर्जा – क्रिया, गतिविधि) भौतिकी में माने जाने वाले पदार्थ की गति के विभिन्न रूपों का एक सामान्य माप (मात्रा का ठहराव) है।

भौतिक विज्ञान की अवधारणाओं के अनुसार, ऊर्जा किसी शरीर या वस्तु की कार्य करने की क्षमता है। गति के गुणात्मक रूप से विभिन्न रूपों की मात्रात्मक विशेषता और उनके अनुरूप बातचीत के लिए, विभिन्न प्रकार की ऊर्जा पेश की जाती है। अपने दैनिक जीवन में एक व्यक्ति को अक्सर निम्न प्रकार की ऊर्जा का सामना करना पड़ता है: यांत्रिक, विद्युत, विद्युत चुम्बकीय, थर्मल, रासायनिक, परमाणु, आदि।

गतिज ऊर्जा- यांत्रिक गति का एक माप, एक कठोर शरीर के लिए शरीर के द्रव्यमान के आधे उत्पाद और उसकी गति के वर्ग के बराबर। इसमें किसी कण या पिंड की गति की यांत्रिक ऊर्जा, तापीय ऊर्जा, परमाणु ऊर्जा आदि शामिल हैं।

यदि ऊर्जा प्रणाली के कणों की सापेक्ष स्थिति और अन्य निकायों के संबंध में उनकी स्थिति में परिवर्तन का परिणाम है, तो इसे कहा जाता है संभावना।इसमें सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम से आकर्षित द्रव्यमान की ऊर्जा, रासायनिक ऊर्जा, सजातीय कणों की स्थिति की ऊर्जा, उदाहरण के लिए, एक लोचदार विकृत शरीर की ऊर्जा आदि शामिल हैं। .

यांत्रिक ऊर्जा -यांत्रिक गति की ऊर्जा और निकायों या उनके भागों की परस्पर क्रिया। निकायों की एक प्रणाली की यांत्रिक ऊर्जा इस प्रणाली की गतिज और संभावित ऊर्जाओं के योग के बराबर होती है। यह व्यक्तिगत निकायों या कणों की बातचीत, गति में प्रकट होता है।

इसमें शरीर की अनुवाद गति या घूर्णन की ऊर्जा, झुकने, खींचने, लोचदार निकायों (स्प्रिंग्स) के संपीड़न के दौरान विरूपण की ऊर्जा शामिल है। इस ऊर्जा का व्यापक रूप से विभिन्न मशीनों - परिवहन और तकनीकी में उपयोग किया जाता है।

तापीय ऊर्जा -पदार्थ के अणुओं की अराजक अनुवादकीय और घूर्णी गति की ऊर्जा। एक ठोस शरीर के लिए, यह क्रिस्टल जाली के नोड्स पर स्थित अणुओं में परमाणुओं की कंपन ऊर्जा है।

तापीय ऊर्जा केवल अन्य प्रकार की ऊर्जा के परिवर्तन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती है, उदाहरण के लिए, जब विभिन्न प्रकार के ईंधन जलाए जाते हैं, तो उनकी रासायनिक ऊर्जा तापीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। इसका उपयोग कई तकनीकी प्रक्रियाओं (हीटिंग, पिघलने, सुखाने, वाष्पीकरण, आसवन, आदि) को गर्म करने के लिए किया जाता है।

विद्युत ऊर्जा -आवेशित कणों या पिंडों (इलेक्ट्रॉनों, आयनों) की ऊर्जा एक बंद विद्युत परिपथ के साथ क्रमबद्ध तरीके से चलती है।

विद्युत ऊर्जा का उपयोग यांत्रिक ऊर्जा, तापीय ऊर्जा या किसी अन्य आवश्यक ऊर्जा के उत्पादन के लिए किया जाता है।

रासायनिक ऊर्जा -यह पदार्थों के परमाणुओं में "संग्रहीत" ऊर्जा है, जो पदार्थों के बीच रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान जारी या अवशोषित होती है।

रासायनिक ऊर्जा या तो एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं (जैसे ईंधन दहन) के दौरान थर्मल ऊर्जा के रूप में जारी की जाती है या गैल्वेनिक कोशिकाओं और बैटरी में विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।

परमाणु शक्ति -परमाणु नाभिक की आंतरिक ऊर्जा नाभिक बनाने वाले नाभिकों की गति और परस्पर क्रिया से जुड़ी होती है। यह भारी नाभिक (परमाणु प्रतिक्रिया) के विखंडन की परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप या प्रकाश नाभिक (थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया) के संश्लेषण के दौरान जारी किया जाता है। परमाणु ऊर्जा उद्योग में, अब तक केवल पहली विधि का उपयोग किया जाता है, क्योंकि दूसरे का उपयोग नियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया को लागू करने की अभी भी अनसुलझी समस्या से जुड़ा है।

गुरुत्वीय ऊर्जा -किन्हीं दो पिंडों के बीच परस्पर क्रिया (आकर्षण) की ऊर्जा और उनके द्रव्यमान द्वारा निर्धारित। यह बाहरी अंतरिक्ष में विशेष रूप से ध्यान देने योग्य है। स्थलीय स्थितियों में, यह, उदाहरण के लिए, वह ऊर्जा है जो एक शरीर "संग्रहीत" करता है जब वह पृथ्वी की सतह से एक निश्चित ऊंचाई तक बढ़ जाता है।

इस लेख का उद्देश्य "यांत्रिक ऊर्जा" की अवधारणा का सार प्रकट करना है। भौतिकी इस अवधारणा का व्यावहारिक और सैद्धांतिक रूप से व्यापक उपयोग करती है।

काम और ऊर्जा

यांत्रिक कार्य निर्धारित किया जा सकता है यदि शरीर पर कार्य करने वाला बल और शरीर का विस्थापन ज्ञात हो। यांत्रिक कार्य की गणना करने का एक और तरीका है। एक उदाहरण पर विचार करें:

आंकड़ा एक शरीर को दर्शाता है जो विभिन्न यांत्रिक अवस्थाओं (I और II) में हो सकता है। राज्य I से राज्य II में शरीर के संक्रमण की प्रक्रिया यांत्रिक कार्य की विशेषता है, अर्थात, राज्य I से राज्य II में जाने पर, शरीर कार्य कर सकता है। जब काम किया जाता है, तो शरीर की यांत्रिक स्थिति बदल जाती है, और यांत्रिक अवस्था को एक भौतिक मात्रा - ऊर्जा द्वारा चित्रित किया जा सकता है।

ऊर्जा पदार्थ गति के सभी रूपों और उनकी अन्योन्यक्रिया के रूपों की एक अदिश भौतिक मात्रा है।

यांत्रिक ऊर्जा क्या है

यांत्रिक ऊर्जा एक अदिश भौतिक राशि है जो शरीर की कार्य करने की क्षमता को निर्धारित करती है।

ए = ∆ई

चूंकि ऊर्जा एक निश्चित समय पर प्रणाली की स्थिति की विशेषता है, कार्य प्रणाली की स्थिति को बदलने की प्रक्रिया की एक विशेषता है।

ऊर्जा और कार्य की माप की इकाइयाँ समान हैं: [ए] \u003d [ई] \u003d 1 जे।

यांत्रिक ऊर्जा के प्रकार

यांत्रिक मुक्त ऊर्जा को दो प्रकारों में विभाजित किया गया है: गतिज और क्षमता।

गतिज ऊर्जा- शरीर की यांत्रिक ऊर्जा है, जो इसकी गति की गति से निर्धारित होती है।

ई के \u003d 1/2mv 2

गतिमान पिंडों में गतिज ऊर्जा निहित होती है। जब वे रुकते हैं, तो वे यांत्रिक कार्य करते हैं।

विभिन्न संदर्भ प्रणालियों में, एक ही शरीर के समय में एक मनमाना बिंदु पर वेग भिन्न हो सकते हैं। इसलिए, गतिज ऊर्जा एक सापेक्ष मात्रा है, यह एक संदर्भ फ्रेम की पसंद से निर्धारित होती है।

यदि कोई बल (या कई बल एक साथ) गति के दौरान शरीर पर कार्य करता है, तो शरीर की गतिज ऊर्जा बदल जाती है: शरीर गति करता है या रुक जाता है। इस मामले में, बल का कार्य या शरीर पर लागू होने वाले सभी बलों के परिणामी कार्य गतिज ऊर्जाओं के अंतर के बराबर होंगे:

ए = ई के1 - ई के 2 = ई के

इस कथन और सूत्र को यह नाम दिया गया था - गतिज ऊर्जा प्रमेय.

संभावित ऊर्जानिकायों के बीच परस्पर क्रिया के कारण ऊर्जा कहा जाता है।

जब कोई शरीर गिरता है एमउच्च से एचआकर्षण बल काम करता है। चूंकि कार्य और ऊर्जा परिवर्तन एक समीकरण से संबंधित हैं, इसलिए गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में किसी पिंड की स्थितिज ऊर्जा के लिए कोई सूत्र लिख सकता है:

ईपी = मिलीग्राम

गतिज ऊर्जा के विपरीत ई कोसंभावना एपिनकारात्मक हो सकता है जब एच<0 (उदाहरण के लिए, एक कुएं के तल पर पड़ा एक शरीर)।

एक अन्य प्रकार की यांत्रिक संभावित ऊर्जा तनाव ऊर्जा है। दूरी में संकुचित एक्सकठोरता के साथ वसंत कसंभावित ऊर्जा (तनाव ऊर्जा) है:

ई पी = 1/2 केएक्स 2

विरूपण की ऊर्जा ने अभ्यास (खिलौने), प्रौद्योगिकी में - ऑटोमेटा, रिले और अन्य में व्यापक अनुप्रयोग पाया है।

ई = ईपी + एक

पूर्ण यांत्रिक ऊर्जानिकायों को ऊर्जाओं का योग कहा जाता है: गतिज और क्षमता।

यांत्रिक ऊर्जा के संरक्षण का नियम

19वीं शताब्दी के मध्य में अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जूल और जर्मन भौतिक विज्ञानी मेयर द्वारा किए गए कुछ सबसे सटीक प्रयोगों से पता चला कि बंद प्रणालियों में ऊर्जा की मात्रा अपरिवर्तित रहती है। यह केवल एक शरीर से दूसरे शरीर में जाता है। इन अध्ययनों ने पता लगाने में मदद की ऊर्जा संरक्षण का नियम:

निकायों के एक दूसरे के साथ किसी भी बातचीत के लिए निकायों की एक अलग प्रणाली की कुल यांत्रिक ऊर्जा स्थिर रहती है।

आवेग के विपरीत, जिसका कोई समान रूप नहीं है, ऊर्जा के कई रूप हैं: यांत्रिक, तापीय, आणविक गति की ऊर्जा, आवेशों की परस्पर क्रिया की शक्तियों के साथ विद्युत ऊर्जा, और अन्य। ऊर्जा के एक रूप को दूसरे रूप में परिवर्तित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, कार के ब्रेक लगाने के दौरान गतिज ऊर्जा को तापीय ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। यदि कोई घर्षण बल नहीं है, और कोई गर्मी उत्पन्न नहीं होती है, तो कुल यांत्रिक ऊर्जा नष्ट नहीं होती है, लेकिन गति या निकायों की बातचीत की प्रक्रिया में स्थिर रहती है:

ई = एप + एक = कॉन्स्ट

जब निकायों के बीच घर्षण बल कार्य करता है, तो यांत्रिक ऊर्जा में कमी होती है, हालांकि, इस मामले में, यह बिना किसी निशान के खो जाता है, लेकिन थर्मल (आंतरिक) में चला जाता है। यदि कोई बाहरी बल किसी बंद निकाय पर कार्य करता है, तो इस बल द्वारा किए गए कार्य की मात्रा से यांत्रिक ऊर्जा में वृद्धि होती है। यदि एक बंद प्रणाली बाहरी निकायों पर काम करती है, तो सिस्टम की यांत्रिक ऊर्जा में उसके द्वारा किए गए कार्य की मात्रा में कमी होती है।
प्रत्येक प्रकार की ऊर्जा को पूरी तरह से किसी अन्य प्रकार की ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है।

ऊर्जा कार्य करने की क्षमता है: वस्तुओं को हिलाना, हिलाना, ऊष्मा, ध्वनि या बिजली उत्पन्न करना।

ऊर्जा क्या है?

ऊर्जा हर जगह छिपी है - सूर्य की किरणों में तापीय और प्रकाश ऊर्जा के रूप में, खिलाड़ी में ध्वनि ऊर्जा के रूप में, और यहां तक ​​​​कि संचित रासायनिक ऊर्जा के रूप में कोयले के टुकड़े में भी। हमें भोजन से ऊर्जा मिलती है, और कार का इंजन इसे ईंधन - गैसोलीन या गैस से निकालता है। दोनों ही मामलों में, यह रासायनिक ऊर्जा है। ऊर्जा के अन्य रूप हैं: थर्मल, लाइट, साउंड, इलेक्ट्रिकल, न्यूक्लियर। ऊर्जा कुछ अदृश्य और अमूर्त है, लेकिन एक रूप से दूसरे रूप में जमा और बदलने में सक्षम है। वह कभी गायब नहीं होती।

यांत्रिक गति

ऊर्जा के मुख्य प्रकारों में से एक गतिज है - गति की ऊर्जा। उच्च गति से चलने वाली भारी वस्तुओं में प्रकाश या धीमी गति से चलने वाली वस्तुओं की तुलना में अधिक गतिज ऊर्जा होती है। उदाहरण के लिए, एक कार की गतिज ऊर्जा समान गति से यात्रा कर रहे ट्रक की गतिज ऊर्जा से कम होती है।

तापीय ऊर्जा

गतिज ऊर्जा के बिना तापीय ऊर्जा का अस्तित्व नहीं हो सकता। एक भौतिक शरीर का तापमान परमाणुओं की गति की गति पर निर्भर करता है जिसमें यह होता है। जितनी तेजी से परमाणु गति करेंगे, वस्तु उतनी ही गर्म होगी। इसलिए, किसी पिंड की तापीय ऊर्जा को उसके परमाणुओं की गतिज ऊर्जा माना जाता है।

ऊर्जा सायक्लिंग

सूर्य पृथ्वी पर ऊर्जा का मुख्य स्रोत है। इसे लगातार ऊर्जा के अन्य रूपों में परिवर्तित किया जा रहा है। प्राकृतिक ऊर्जा स्रोतों में तेल, गैस और कोयला भी शामिल हैं, जिनमें वास्तव में सौर ऊर्जा की पर्याप्त आपूर्ति होती है।

भविष्य के लिए स्टॉक

ऊर्जा संग्रहित की जा सकती है। संपीड़ित होने पर वसंत ऊर्जा संग्रहीत करता है। जब छोड़ा जाता है, तो यह सीधा हो जाता है, संभावित ऊर्जा को गतिज ऊर्जा में परिवर्तित कर देता है। चट्टान के ऊपर पड़े पत्थर में भी स्थितिज ऊर्जा होती है, जब वह गिरता है तो गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है।

ऊर्जा परिवर्तन

ऊर्जा संरक्षण का नियम कहता है कि ऊर्जा कभी लुप्त नहीं होती, वह बस दूसरे रूप में परिवर्तित हो जाती है। उदाहरण के लिए, यदि कोई लड़का साइकिल चलाकर ब्रेक लगाता है और रुक जाता है, तो उसकी गतिज ऊर्जा शून्य हो जाती है। लेकिन यह पूरी तरह से गायब नहीं होता है, लेकिन अन्य प्रकार की ऊर्जा में गुजरता है - थर्मल और ध्वनि। जमीन पर साइकिल के टायरों के घर्षण से गर्मी पैदा होती है, जो जमीन और पहियों दोनों को गर्म करती है। और ध्वनि ऊर्जा ब्रेक और टायर की चीख़ में प्रकट होती है।

कार्य, ऊर्जा और शक्ति

ऊर्जा का स्थानांतरण कार्य है। किए गए कार्य की मात्रा बल के परिमाण और वस्तु द्वारा गतिमान दूरी पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, एक बारबेल उठाने वाला भारी वजन बहुत काम करता है। जिस दर से कार्य किया जाता है उसे शक्ति कहते हैं। भारोत्तोलक जितनी तेजी से भार उठाता है, उसकी शक्ति उतनी ही अधिक होती है। ऊर्जा को जूल (J) में और शक्ति को वाट (W) में मापा जाता है।

ऊर्जा की खपत

ऊर्जा कभी मिटती नहीं है, लेकिन अगर इसका उपयोग काम के लिए नहीं किया जाता है, तो यह बर्बाद हो जाएगी। अधिकांश ऊर्जा गर्मी उत्पादन पर बर्बाद हो जाती है।

उदाहरण के लिए, एक बिजली का प्रकाश बल्ब बिजली की ऊर्जा का केवल पांचवां हिस्सा प्रकाश में परिवर्तित करता है, और शेष अनावश्यक गर्मी में चला जाता है। ऑटोमोबाइल इंजनों की कम दक्षता इस तथ्य की ओर ले जाती है कि उचित मात्रा में ईंधन बर्बाद होता है।

पेंटबॉल की ऊर्जा

खेल में खेलते समय, ऊर्जा लगातार अपनी स्थिति बदलती है - क्षमता गतिज में चली जाती है। चलती गेंद ऑटोमेटन भाग पर घर्षण के कारण रुक जाती है। इसकी ऊर्जा घर्षण बल पर काबू पाने में खर्च होती है, लेकिन गायब नहीं होती है, बल्कि गर्मी में बदल जाती है। जब खिलाड़ी पैडल के धक्का से गेंद को अतिरिक्त ऊर्जा प्रदान करता है, तो गेंद की गति तेज हो जाती है।

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मूल अवधारणा:

ऊर्जा; गतिज और संभावित ऊर्जा; ऊर्जा के प्रकार; ऊर्जा; विद्युत प्रणाली; विद्युत शक्ति प्रणाली; ऊर्जा उपभोक्ता; पारंपरिक और गैर-पारंपरिक ऊर्जा; लोड चार्ट; प्रति व्यक्ति ऊर्जा खपत; अर्थव्यवस्था की ऊर्जा तीव्रता; उत्पादन के ऊर्जा-आर्थिक स्तर का सूचक।

ऊर्जा और उसके प्रकार

ऊर्जा प्राकृतिक घटनाओं का सार्वभौमिक आधार है, संस्कृति और सभी मानवीय गतिविधियों का आधार है। एक ही समय में नीचेऊर्जा(ग्रीक - क्रिया, गतिविधि) पदार्थ की गति के विभिन्न रूपों के मात्रात्मक मूल्यांकन के रूप में समझा जाता है, जो एक को दूसरे में बदल सकता है।

भौतिक विज्ञान की अवधारणाओं के अनुसार, ऊर्जा शरीर या निकायों की प्रणाली के कार्य करने की क्षमता है। ऊर्जा के प्रकार और रूपों के विभिन्न वर्गीकरण हैं। अपने दैनिक जीवन में एक व्यक्ति को अक्सर निम्न प्रकार की ऊर्जा का सामना करना पड़ता है: यांत्रिक, विद्युत, विद्युत चुम्बकीय, थर्मल, रासायनिक, परमाणु (इंट्रान्यूक्लियर)। अंतिम तीन प्रकार ऊर्जा के आंतरिक रूप को संदर्भित करते हैं, अर्थात। शरीर को बनाने वाले कणों की परस्पर क्रिया की संभावित ऊर्जा, या उनकी यादृच्छिक गति की गतिज ऊर्जा के कारण।

यदि ऊर्जा भौतिक बिंदुओं या पिंडों की गति की स्थिति में परिवर्तन का परिणाम है, तो इसे कहा जाता है गतिज ; इसमें निकायों की गति की यांत्रिक ऊर्जा, अणुओं की गति के कारण तापीय ऊर्जा शामिल है।

यदि ऊर्जा किसी प्रणाली के भागों की सापेक्ष स्थिति में परिवर्तन या अन्य निकायों के संबंध में इसकी स्थिति का परिणाम है, तो इसे कहा जाता है संभावना ; इसमें सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम द्वारा आकर्षित द्रव्यमान की ऊर्जा, सजातीय कणों की स्थिति की ऊर्जा, उदाहरण के लिए, एक लोचदार विकृत शरीर की ऊर्जा, और रासायनिक ऊर्जा शामिल है।

प्रकृति के आधार पर प्राकृतिक विज्ञान में ऊर्जा को निम्न प्रकारों में बांटा गया है।

यांत्रिक ऊर्जा - व्यक्तिगत निकायों या कणों की बातचीत, गति में प्रकट होती है।

इसमें शरीर की गति या घूर्णन की ऊर्जा, झुकने, खींचने, मुड़ने, लोचदार निकायों (स्प्रिंग्स) के संपीड़न के दौरान विरूपण की ऊर्जा शामिल है। इस ऊर्जा का व्यापक रूप से विभिन्न मशीनों - परिवहन और तकनीकी में उपयोग किया जाता है।

तापीय ऊर्जा अव्यवस्थित (अराजक) गति और पदार्थों के अणुओं की परस्पर क्रिया की ऊर्जा है।

थर्मल ऊर्जा, जो अक्सर विभिन्न प्रकार के ईंधन को जलाने से प्राप्त होती है, व्यापक रूप से हीटिंग के लिए उपयोग की जाती है, कई तकनीकी प्रक्रियाओं (हीटिंग, पिघलने, सुखाने, वाष्पीकरण, आसवन, आदि) को पूरा करने के लिए।

विद्युत ऊर्जा – एक विद्युत परिपथ (विद्युत धारा) से गुजरने वाले इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा।

विद्युत ऊर्जा का उपयोग विद्युत मोटरों की सहायता से यांत्रिक ऊर्जा प्राप्त करने और प्रसंस्करण सामग्री के लिए यांत्रिक प्रक्रियाओं के कार्यान्वयन के लिए किया जाता है: कुचल, पीस, मिश्रण; विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं को अंजाम देने के लिए; विद्युत ताप उपकरणों और भट्टियों में तापीय ऊर्जा प्राप्त करना; सामग्री के प्रत्यक्ष प्रसंस्करण (इलेक्ट्रोरोसिव प्रसंस्करण) के लिए।

रासायनिक ऊर्जा – यह पदार्थों के परमाणुओं में "संग्रहीत" ऊर्जा है, जो पदार्थों के बीच रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान जारी या अवशोषित होती है।

रासायनिक ऊर्जा या तो एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं (उदाहरण के लिए, ईंधन दहन) के दौरान गर्मी के रूप में जारी की जाती है, या गैल्वेनिक कोशिकाओं और बैटरी में विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। इन ऊर्जा स्रोतों को उच्च दक्षता (98% तक), लेकिन कम क्षमता की विशेषता है।

चुंबकीय ऊर्जा - स्थायी चुम्बकों की ऊर्जा, जिसमें ऊर्जा की एक बड़ी आपूर्ति होती है, लेकिन इसे बहुत अनिच्छा से "दे" देते हैं। हालांकि, विद्युत प्रवाह अपने चारों ओर विस्तारित, मजबूत चुंबकीय क्षेत्र बनाता है, इसलिए, अक्सर वे विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा के बारे में बात करते हैं।

विद्युत और चुंबकीय ऊर्जा एक दूसरे के साथ घनिष्ठ रूप से जुड़ी हुई हैं, उनमें से प्रत्येक को दूसरे के "विपरीत" पक्ष के रूप में माना जा सकता है।

विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय तरंगों की ऊर्जा है, अर्थात। गतिमान विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र। इसमें दृश्य प्रकाश, अवरक्त, पराबैंगनी, एक्स-रे और रेडियो तरंगें शामिल हैं।

इस प्रकार, विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा विकिरण की ऊर्जा है। विकिरण विद्युत चुम्बकीय तरंग ऊर्जा के रूप में ऊर्जा वहन करता है। जब विकिरण अवशोषित होता है, तो इसकी ऊर्जा अन्य रूपों में परिवर्तित हो जाती है, आमतौर पर गर्मी।

परमाणु शक्ति - तथाकथित रेडियोधर्मी पदार्थों के परमाणुओं के नाभिक में स्थानीयकृत ऊर्जा। यह भारी नाभिक (परमाणु प्रतिक्रिया) के विखंडन या प्रकाश नाभिक (थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया) के संश्लेषण के दौरान जारी किया जाता है।

इस प्रकार की ऊर्जा का एक पुराना नाम भी है - परमाणु ऊर्जा, लेकिन यह नाम उस घटना के सार को सटीक रूप से प्रतिबिंबित नहीं करता है जिससे ऊर्जा की भारी मात्रा में रिहाई होती है, जो अक्सर थर्मल और मैकेनिकल के रूप में होती है।

गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा - बड़े पैमाने पर पिंडों की बातचीत (गुरुत्वाकर्षण) के कारण ऊर्जा, यह बाहरी अंतरिक्ष में विशेष रूप से ध्यान देने योग्य है। स्थलीय स्थितियों में, यह, उदाहरण के लिए, पृथ्वी की सतह से एक निश्चित ऊंचाई तक उठाए गए शरीर द्वारा "संग्रहीत" ऊर्जा है - गुरुत्वाकर्षण की ऊर्जा।

इस तरह, अभिव्यक्ति के स्तर के आधार पर, कोई मैक्रोवर्ल्ड की ऊर्जा - गुरुत्वाकर्षण, निकायों की बातचीत की ऊर्जा - यांत्रिक, आणविक ऊर्जा की पहचान कर सकता है।अंतःक्रियाएं - थर्मल, परमाणु अंतःक्रिया ऊर्जा - रासायनिक, विकिरण ऊर्जा - विद्युत चुंबकnuyu, परमाणुओं के नाभिक में निहित ऊर्जा - परमाणु।

आधुनिक विज्ञान अन्य प्रकार की ऊर्जा के अस्तित्व को बाहर नहीं करता है जो अभी तक तय नहीं हुई हैं, लेकिन दुनिया की एकीकृत प्राकृतिक-विज्ञान तस्वीर और ऊर्जा की अवधारणा का उल्लंघन नहीं करती हैं।

इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स (एसआई) ऊर्जा को मापने के लिए इकाई के रूप में 1 जूल (जे) का उपयोग करता है। 1 J 1 न्यूटन मीटर (Nm) के बराबर है। यदि गणना गर्मी, जैविक और कई अन्य प्रकार की ऊर्जा से संबंधित हैं, तो एक ऑफ-सिस्टम इकाई का उपयोग ऊर्जा की एक इकाई के रूप में किया जाता है - एक कैलोरी (कैलोरी) या एक किलोकैलोरी (केकेसी), 1 कैल = 4.18 जे। विद्युत ऊर्जा को मापने के लिए , वाट जैसी इकाई का उपयोग किया जाता है। घंटा (Wh, kWh, MWh), 1 Wh = 3.6 MJ। यांत्रिक ऊर्जा को मापने के लिए 1 kg m = 9.8 J के मान का उपयोग किया जाता है।

प्रकृति से सीधे निकालने योग्य ऊर्जा(ईंधन की ऊर्जा, पानी, हवा, पृथ्वी की तापीय ऊर्जा, परमाणु), और जिसे विद्युत, थर्मल, यांत्रिक, रसायन में परिवर्तित किया जा सकता है, कहलाता है मुख्य. थकावट के आधार पर ऊर्जा संसाधनों के वर्गीकरण के अनुसार प्राथमिक ऊर्जा को भी वर्गीकृत किया जा सकता है। अंजीर पर। 2.1 प्राथमिक ऊर्जा वर्गीकरण योजना को दर्शाता है।

चावल।2.1. प्राथमिक ऊर्जा वर्गीकरण

प्राथमिक ऊर्जा को वर्गीकृत करते समय, वे उत्सर्जित करते हैं परंपरागत तथा अपरंपरागत ऊर्जा के प्रकार। पारंपरिक प्रकार की ऊर्जा में वे प्रकार की ऊर्जा शामिल होती है जिनका उपयोग मनुष्य द्वारा कई वर्षों से व्यापक रूप से किया जाता रहा है। गैर-पारंपरिक प्रकार की ऊर्जा में वे प्रकार शामिल हैं जो अपेक्षाकृत हाल ही में उपयोग किए जाने लगे हैं।

प्राथमिक ऊर्जा के पारंपरिक प्रकारों में शामिल हैं: जैविक ईंधन (कोयला, तेल, आदि), नदी जल विद्युत और परमाणु ईंधन (यूरेनियम, थोरियम, आदि)।

किसी व्यक्ति द्वारा प्राप्त ऊर्जा, विशेष प्रतिष्ठानों - स्टेशनों पर प्राथमिक ऊर्जा के रूपांतरण के बाद, माध्यमिक कहा जाता है (विद्युत ऊर्जा, भाप ऊर्जा, गर्म पानी, आदि)।

विद्युत ऊर्जा के लाभ।विद्युत ऊर्जा सबसे सुविधाजनक प्रकार की ऊर्जा है और इसे आधुनिक सभ्यता का आधार माना जा सकता है। उत्पादन प्रक्रियाओं (उपकरण, कंप्यूटर उपकरणों) के मशीनीकरण और स्वचालन के अधिकांश तकनीकी साधनों, रोजमर्रा की जिंदगी में मशीन श्रम के साथ मानव श्रम के प्रतिस्थापन का विद्युत आधार है।

खपत की गई सभी ऊर्जा के आधे से थोड़ा अधिक का उपयोग तकनीकी जरूरतों, हीटिंग, खाना पकाने के लिए गर्मी के रूप में किया जाता है, बाकी - यांत्रिक के रूप में, मुख्य रूप से परिवहन प्रतिष्ठानों और विद्युत ऊर्जा में। इसके अलावा, विद्युत ऊर्जा का हिस्सा हर साल बढ़ रहा है (चित्र 2.2)।

विद्युत ऊर्जा - ऊर्जा का अधिक बहुमुखी रूप। इसे रोजमर्रा की जिंदगी में और राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के सभी क्षेत्रों में व्यापक आवेदन मिला है। चार सौ से अधिक प्रकार के विद्युत घरेलू उपकरण हैं: रेफ्रिजरेटर, वाशिंग मशीन, एयर कंडीशनर, पंखे, टीवी, टेप रिकॉर्डर, प्रकाश उपकरण, आदि। विद्युत ऊर्जा के बिना उद्योग की कल्पना करना असंभव है। कृषि में, बिजली का उपयोग लगातार बढ़ रहा है: जानवरों को खिलाना और पानी देना, उनकी देखभाल करना, हीटिंग और वेंटिलेशन, इनक्यूबेटर, हीटर, ड्रायर, आदि।

विद्युतीकरण - राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था की किसी भी शाखा की तकनीकी प्रगति का आधार। यह आपको ऊर्जा संसाधनों को बदलने की अनुमति देता है जो एक सार्वभौमिक प्रकार की ऊर्जा के साथ उपयोग के लिए असुविधाजनक हैं - विद्युत ऊर्जा, जिसे किसी भी दूरी पर प्रेषित किया जा सकता है, अन्य प्रकार की ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, यांत्रिक या थर्मल, और उपभोक्ताओं के बीच विभाजित। बिजली - ऊर्जा का एक बहुत ही सुविधाजनक और किफायती रूप।

चावल। 2.2. विद्युत ऊर्जा खपत की गतिशीलता

विद्युत ऊर्जा में ऐसे गुण होते हैं जो इसे उत्पादन के मशीनीकरण और स्वचालन और रोजमर्रा के मानव जीवन में अपरिहार्य बनाते हैं:

1. विद्युत ऊर्जा सार्वभौमिक है, इसका उपयोग विभिन्न उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है। विशेष रूप से, इसे गर्मी में बदलना बहुत आसान है। यह किया जाता है, उदाहरण के लिए, विद्युत प्रकाश स्रोतों (तापदीप्त बल्बों) में, धातु विज्ञान में प्रयुक्त तकनीकी भट्टियों में, विभिन्न ताप और ताप उपकरणों में। विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलने का उपयोग विद्युत मोटरों के ड्राइव में किया जाता है।

2. विद्युत ऊर्जा की खपत करते समय, इसे असीम रूप से कुचला जा सकता है। इस प्रकार, विद्युत मशीनों की शक्ति, उनके उद्देश्य के आधार पर, भिन्न होती है: प्रौद्योगिकी की कई शाखाओं में और घरेलू उत्पादों में उपयोग किए जाने वाले माइक्रोमीटर में एक वाट के अंशों से, बिजली संयंत्र जनरेटर में एक लाख किलोवाट से अधिक के विशाल मूल्यों तक।

3. विद्युत ऊर्जा के उत्पादन और संचरण की प्रक्रिया में, अपनी शक्ति को केंद्रित करना, वोल्टेज बढ़ाना और बिजली संयंत्र से विद्युत ऊर्जा की किसी भी मात्रा को कम और लंबी दूरी दोनों में तार द्वारा संचारित करना संभव है, जहां यह अपने सभी उपभोक्ताओं के लिए उत्पन्न होता है। .

उत्पादन प्रौद्योगिकियों के विकास और दुनिया के कई क्षेत्रों में पर्यावरण की स्थिति में उल्लेखनीय गिरावट के संबंध में, मानवता को ऊर्जा के नए स्रोत खोजने की समस्या का सामना करना पड़ रहा है। एक ओर, उत्पादन, विज्ञान और घरेलू क्षेत्र के विकास के लिए निकाली गई ऊर्जा की मात्रा पर्याप्त होनी चाहिए, दूसरी ओर, ऊर्जा उत्पादन से पर्यावरण पर प्रतिकूल प्रभाव नहीं पड़ना चाहिए।

प्रश्न के इस सूत्रीकरण ने तथाकथित वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों की खोज की - उपरोक्त आवश्यकताओं को पूरा करने वाले स्रोत। विश्व विज्ञान के प्रयासों से ऐसे कई स्रोत खोजे गए हैं, जिनमें से अधिकांश का पहले से ही कमोबेश व्यापक रूप से उपयोग किया जा रहा है। यहां उनका संक्षिप्त विवरण दिया गया है:

सौर ऊर्जा

सौर ऊर्जा संयंत्र 80 से अधिक देशों में सक्रिय रूप से उपयोग किए जाते हैं, वे सौर ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। इस तरह के रूपांतरण के विभिन्न तरीके हैं और तदनुसार, विभिन्न प्रकार के सौर ऊर्जा संयंत्र हैं। सबसे आम स्टेशन जो सौर पैनलों में संयुक्त फोटोइलेक्ट्रिक कन्वर्टर्स (फोटोकेल्स) का उपयोग करते हैं। दुनिया में सबसे बड़े फोटोवोल्टिक प्रतिष्ठान संयुक्त राज्य अमेरिका में स्थित हैं।

पवन ऊर्जा

पवन ऊर्जा संयंत्र (पवन फार्म) का व्यापक रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका, चीन, भारत के साथ-साथ कुछ पश्चिमी यूरोपीय देशों में उपयोग किया जाता है (उदाहरण के लिए, डेनमार्क में, जहां सभी बिजली का 25% इस तरह से उत्पादित किया जाता है)। पवन ऊर्जा वैकल्पिक ऊर्जा का एक बहुत ही आशाजनक स्रोत है, वर्तमान में, कई देश इस प्रकार के बिजली संयंत्र के उपयोग का काफी विस्तार कर रहे हैं।

जैव ईंधन

अन्य प्रकार के ईंधन पर इस ऊर्जा स्रोत का मुख्य लाभ इसकी पर्यावरण मित्रता और नवीकरणीयता है। सभी प्रकार के जैव ईंधन को वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों के रूप में वर्गीकृत नहीं किया जाता है: पारंपरिक जलाऊ लकड़ी भी एक जैव ईंधन है, लेकिन यह वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत नहीं है। वैकल्पिक जैव ईंधन ठोस (पीट, लकड़ी और कृषि अपशिष्ट), तरल (बायोडीजल और बायोमासूट, साथ ही मेथनॉल, इथेनॉल, ब्यूटेनॉल) और गैसीय (हाइड्रोजन, मीथेन, बायोगैस) हो सकते हैं।

ज्वारीय और तरंग ऊर्जा

पारंपरिक जलविद्युत के विपरीत, जो जल धारा की ऊर्जा का उपयोग करता है, वैकल्पिक जलविद्युत अभी तक व्यापक नहीं हुआ है। ज्वारीय बिजली संयंत्रों का मुख्य नुकसान उनके निर्माण और दैनिक बिजली परिवर्तन की उच्च लागत है, जिसके लिए इस प्रकार के बिजली संयंत्रों को केवल बिजली प्रणालियों के हिस्से के रूप में उपयोग करने की सलाह दी जाती है जो अन्य ऊर्जा स्रोतों का भी उपयोग करते हैं। मुख्य लाभ उच्च पर्यावरण मित्रता और ऊर्जा उत्पादन की कम लागत हैं।

पृथ्वी की तापीय ऊर्जा

इस ऊर्जा स्रोत को विकसित करने के लिए, भू-तापीय बिजली संयंत्रों का उपयोग किया जाता है जो उच्च तापमान भूजल, साथ ही ज्वालामुखियों की ऊर्जा का उपयोग करते हैं। इस समय, गर्म भूमिगत स्रोतों की ऊर्जा का उपयोग करते हुए, जलतापीय ऊर्जा अधिक सामान्य है। पृथ्वी के आंतरिक भाग की "शुष्क" ऊष्मा के उपयोग पर आधारित पेट्रोथर्मल ऊर्जा वर्तमान में खराब विकसित है; मुख्य समस्या ऊर्जा उत्पादन की इस पद्धति की कम लाभप्रदता है।

वायुमंडलीय बिजली

(पृथ्वी की सतह पर बिजली की चमक लगभग एक साथ ग्रह पर विभिन्न स्थानों पर होती है।)

तड़ित ऊर्जा के संचय और संचय के आधार पर गरज-तूफान की ऊर्जा अभी भी अपनी प्रारंभिक अवस्था में है। गरज के साथ ऊर्जा की मुख्य समस्याएं गरज के मोर्चों की गतिशीलता के साथ-साथ वायुमंडलीय विद्युत निर्वहन (बिजली) की गति हैं, जिससे उनकी ऊर्जा जमा करना मुश्किल हो जाता है।