上次说到了电的起源和发展历程，今天我们继续来谈谈电能源。如果不知道上篇文章的朋友请直接点这里《电——世界上最重要的发现之一》，自从电能源被发现后就推动经济的快速发展，电能源也被作为最经济最环保的能源广泛使用。今天我们就从以下几个方面来继续说电。

01 电能

电能是将电以各种形式做功推动设备或机器运转的能力；如今电能被⼴泛应⽤在动⼒、照明、冶⾦、化学、纺织、通信、传播等各个领域，是科学技术发展、国⺠经济⻜跃的主要动⼒。

根据电流大小分为强电和弱电。强电⼀般指交流电电压在24V以上。其主要⽤途有：

电能转化为光能：照明灯具、电视机。

电能转化为热能：利⽤焦⽿加热（Joule heating）效应的电热⽔器、取暖器。

电能转化为动能：电动机应⽤电磁原理，将电能转化成机械能的形式，来驱动各种各样的机械。⼀个固定不动的电动机，像绞⻋（winch），可以很容易地获得能源。但是，移动的电动机，像电动⻋，必须随⾝带着像电池⼀类的能源装备，或者⽤取得电能的滑动接触，像膏体的集电⼸。这要求限制了其⾏动范围和⼯作性能。

电能转化为声波：⾳响设备。

弱电⼀般指直流电压在24V以内。多使⽤于⾳频线路、视频线路、⽹络线路、电话线路中。

通信⼯程：电讯科技主要是依靠电来传达信息。⼗九世纪中期，⾃从威廉·库克（William Cooke） 和查尔斯·惠斯通（ CharlesWheatstone） 展⽰出第⼀座具有商业潜⼒的电报机，只需要很短⼏分钟时间，⼈们就可以即时地获得讯息。现今，光纤和通讯卫星这两个先进科技，占有了通讯科技市场的⼀⼤部分。它们所使⽤的传输科技仍旧是建⽴于电磁波原理。

电⼦计算机：晶体管是⼆⼗世纪最重要的发明之⼀。晶体管是所有摩登电⼦电路的基本元件，最先进的集成电路在⼩⼩⼏平⽅公分的⾯积可以内嵌⼏⼗亿个微⼩的晶体。

02 发电

人类的探索一直未停止，泰勒斯的琥珀摩擦实验是科学史上第⼀个与发电有关的实验。虽然这实验的结果，称为摩擦起电效应，能够吸引轻微的物体或发出⽕花，但发电效率很低，不具实⽤功能。⼀直要等到⼗⼋世纪，伏打电堆被发明之后，⼈们才得到了⼀种⽐较可⾏的电源。伏打电堆和它的现代后裔——⻛⼒发电是⼀种很重要的绿⾊科技。

电能通常是由采⽤机械电磁转换模式的发电机制成。靠着燃烧化⽯燃料或分裂核燃料过程，可以产⽣热能，然后⽤蒸汽涡轮发动机将热能转换为动能，驱动这种发电机进⾏发电；类似地，其它能源，例如⻛⼒或⽔⼒，也可以⽤来发电。这种发电机的运作原理仍旧是法拉第定律。⼗九世纪后期的变压器的发明，以⾼电压，低电流的⽅式增加电⼒传输效率；这意味着发电功能可以集中于位置较远的中央发电场。⼤型的发电⼚更能受益于规模经济，所⽣产的电⼒也可以传输⾄相当远的地⽅使⽤。

由于电⼒⽆法⼤量的储存，⼤多数时候，电⼒公司必须即时⽣产所有需求。也就是必须仔细估算电⼒用量，依照估算的用量安排发电。为了给予电⼒⽹络⾜够的弹性来应付突发状况，像极端恶劣天⽓、机器故障、燃料短缺等等，电⼒公司还必须预留⼀部分发电能⼒。

随着科技的进步，经济的发展，电⼒需求急速地增加。由于⼈类的⽣存环境不断恶化，地球的有限资源急速消耗，许多电⼒公司都开始选取可再⽣能源发电的策略，特别是选择⻛⼒发电、⽔⼒发电、太阳能发电。虽然有关各种不同发电⽅法对于环境利弊的辩论仍旧继续在进⾏中，尚未能成定论，⼀般⽽⾔，假若将电⼒纯粹当做⼀种能源看待，那么，这是⼀种相当⼲净的绿⾊能源。

03 输电

1882年，第⼀次⾼压输电出现，当时采⽤的电压为直流1500V -2000V，输送的功率约1.5kW，是世界上第⼀个电⼒系统。现在常⻅的交流输电⽅式为：将发电机⽣产出来的电能（电压为10kv左右），经升压变压器变成220kv或500kv后，通过超⾼压输电线输送到城市的供电⽹上，再经多级降压变压器最终变为220v，供我们使⽤。需要进⾏远距离输电时，⼈们也会采⽤新型的⾼压直流输电⽅式进⾏，就是在原有的交流输电⽹中增加了整流器（把交流电变为直流电）和逆变器（把直流电变为交流电）。采⽤超⾼压（500kv等）输电的⽬的是要减少线损，即电能在传输线上以热能等形式损失掉的能量。据估计，中国输配电系统的⽹络损耗⾼达8.5%。更先进的特⾼压电⽹是指1000千伏的交流或者±800千伏的直流电⽹，可以⻓距离、⼤容量、低损耗输送电⼒。

04 储电

电池能够储存化学能，并且在需要之时能⽴刻变换成电能。电池的⽤途⼴泛，能够很理想地搭配很多种⽤途，是⽇常⽣活不可或缺的电源。但是，电池所储存的能量有限，每当储存的电能⽤完，就必须重新充电或丢弃。为了确保⻓期⼤量⽤电客⼾不⾄缺电，必须选取持续地发电与传输⾄⽤⼾的策略。