编者按

电，在人类的生活中是不可缺少的。煮饭的电饭煲要用电；常用的电冰箱、电视、空调、电脑、风扇等都要用电；在漆黑的夜晚，给予我们光明的电灯也要用电！那么，电是如何产生的呢？发电有哪些基本类型？电的现实应用如何？人们应如何安全用电，节约用电？本期《科普之窗》将向广大读者详细介绍相关的电力知识，推广科学用电，让人们感受到科学和电力的神奇。

1、电是如何产生的？

（一）电的概念

电是一种自然现象，是一种能量。电是像电子和质子这样的亚原子粒子之间的产生排斥力和吸引力的一种属性。它是自然界四种基本相互作用之一。电或电荷有两种：我们把一种叫做正电、另一种叫做负电。通过实验，我们发现带电物体同性相斥、异性相吸，其吸引力或排斥力遵从库仑定律。电是个一般术语，包括了许多种由于电荷的存在或移动而产生的现象。这其中有许多很容易观察到的现象，像闪电、静电等等，还有一些比较生疏的概念，像电磁场、电磁感应等等。

（二）电的历史和近代研究

在科学领域，人们使用更明确的术语来区分各种各样与“电”相关的概念。

电荷：某些亚原子粒子的内涵性质。这性质决定了它们彼此之间的电磁作用。带电荷的物质会被外电磁场影响，同时，也会产生电磁场。

电流：带电粒子的移动，通常以安培为度量单位。

电场：由电荷产生的一种影响。附近的其它电荷会因这影响而感受到电场力。

电势：单位电荷在静电场的某一位置所拥有的电势能，通常以伏特为度量单位。

电磁作用：电磁场与静止或运动中的电荷之间的一种基本相互作用。

1732年，美国的科学家富兰克林认为电是一种没有重量的流体，存在于所有物体中。当物体得到比正常分量多的电就称为带正电；若少于正常分量，就被称为带负电，所谓“放电”就是正电流向负电的过程（人为规定的），这个理论并不完全正确，但是正电、负电两种名称则被保留下来。1752年，他证明了空中的闪电与地面上的电是同一回事。后来他根据这个原理，发明了避雷针。

1799年，意大利科学家伏特以含食盐水的湿抹布，夹在银和锌的圆形板中间，堆积成圆柱状，制造出世界上最早的电池——伏特电池。

1821年英国人法拉第完成了一项重大的电发明。他成功地发明了一种简单的装置。在装置内，只要有电流通过线路，线路就会绕着一块磁铁不停地转动。事实上法拉第发明的是第一台电动机，是第一台使用电流将物体运动的装置。虽然装置简陋，但它却是今天世界上使用的所有电动机的祖先。

1831年，法拉第制出了世界上第一台发电机。他发现第一块磁铁穿过一个闭合线路时，线路内就会有电流产生，这个效应叫电磁感应。一般认为法拉第的电磁感应定律是他的一项最伟大的贡献。

1866年德国人西门子（Siemens）制成世界上第一台工业用发电机。

在那时，科学家并没有找到什么电的实际用途。这要等到十九世纪末期，由于电机工程学的进步，把电带进了工业和家庭里面。在这个电气研发的黄金时代，日新月异、连绵不断的快速发展带给了工业和社会，难以形容、无法想象的巨大改变。作为能源的一种供给方式，电所具有的多重优点，意味着电的用途几乎是无可限量。例如，大众交通、取暖、照明、电讯、计算等等，都必须用电为主要能源。来到二十一世纪，现代工业社会的骨干仍旧依赖着电能源。在可看见的未来，电想必是绿色科技的主角之一。

2、发电有哪些基本类型？

在人类社会进步的漫长过程中，太阳能、风能、水能、生物质燃烧等产生的能源一直是推动人类社会发展的动力。电力工业的出现，是能源工业中的一场革命。它使得一些不方便地加以利用的一次能源变成了可以方便而有效地输送、分配和使用的二次能源，而且为上世纪的技术突飞猛进和所有新兴产业(如电子工业、电化学工业、核工业)的发展提供了物质基础。

电能和其他能源不同，它不是人们直接开采取得，而是利用其它资源，经过复杂的转换程序而产生的。发电厂是直接生产电能的地方。由于所用“燃料”的不同，发电厂的种类也不同。通常的发电方法有火力发电、水力发电、核能发电、风力发电、潮汐发电和太阳能发电，除此以外还有地热发电厂、滋流体发电厂等等，目前，世界各国前三类发电厂居多。

电在输送过程中，由于种种原因会消耗很多电能，所以发电厂对发出的电必须先增加压力，我们称之为升压。这样才能将电输送到较远的地方去。这时的电我们叫它为高压电。高压电不能直接进入家中，必须要降压后才能使用。一般的家庭用电要降到220伏特。

3、电的现实应用相关知识

电对人类生活的影响有两方面：能量的获取转化和传输，电子信息技术的基础。电的发现可以说是人类历史的革命，由它产生的动能每天都在源源不断地释放，人对电的需求夸张地说其作用不亚于人类世界的氧气，如果没有电，人类的文明还会在黑暗中探索。

（一）主要消费类电子产品知识

中国消费类电子产品是指用于个人和家庭与广播、电视有关的音频和视频产品，主要包括：电视机、影碟机（VCD、 SVCD、DVD)、IPTV、录像机、摄录机、收音机、收录机、组合音响、电唱机、激光唱机（CD）等。而在一些发达国家，则把电话、个人电脑、家庭办公设备、家用电子保健设备、汽车电子产品等也归在消费类电子产品中。随着技术发展和新产品新应用的出现，数码相机、手机、PDA等产品也在成为新兴的消费类电子产品。

（二）用电分类知识

工业用电。利用电力作为初始能源从事工业性产品（劳务）的生产经营活动的企业，运用物理、化学、生物等技术进行加工和维持功能性活动所需要的一切电力。包括采掘工业、加工工业和修理厂及电气化铁路牵引机车（不论企业经济性质，不论行业和主管部门的归属）其生产经营用电统称谓工业用电。受电变压器总容量在315kVA以下受电者称谓普通工业用电。受电变压器总容量在315kVA及以上者称谓大工业用电。

商业用电。在流通过程中企业专门从事商品交换（含组织生产资料流转）和为客户提供商业性、金融性、服务性的有偿服务，并以盈利为目的的这些经营活动所需的一切电力，称之谓商业用电。包括：商业企业（百货商店、连锁店、超级商场、信托商店、贸易中心、粮店、货栈、饮食、旅业、照相、理发、洗染、浴池、修理）、物资企业、仓储、储运、旅游、娱乐、金融、房地产的电力用电及信息业用电。

住宅用电。城镇居民其住宅中正常的居家生活使用电力，包括居家的照明、家用电器用电和温度调节用电等（但举办家庭商业及经营性用电执行商业用电分类）。

农业生产用电。农村、农场或农业生产基地的电犁、打井、灌溉抽水（除稻田排灌用电）、积肥、育秧、捕虫、非经营性的农民口粮加工和牲畜饲料加工、种植或栽培果树、蔬菜、植树造林等用电。牲畜饲养、水产养殖以及捕捞等用电。

稻田排灌用电。指农场或乡村农户稻田排灌用电，包括固定的电动排灌站和临时使用的电动水泵为稻田排水和灌溉使用的电力，除上述外的一切农业生产电力用电均按“农业生产用电”，农场或乡村举办的加工企业列入“工业用电”，农村的住宅用电列入“住宅用电”。

非工业用电。指除“工业用电”、“商业用电”、“稻田排灌用电”、“住宅用电”、“农业生产用电”外的其他用电均列为“非工业用电”，包括：经营性的交通运输（除电气牵引机车外的铁路运输、公路运输、水上运输、民用航空、城市公共交通、装卸）、邮电业、建筑安装、地质勘探的生产经营活动使用的电力、医院、学校、文化教育机构、非盈利的传媒机构、政府机关、社团使用电力和市政用电、部队军事用电。

趸售用电。县以上独立的电力经营者从省电网以批发方式购入并由其向最终用户供应的大量用电电力。

4、大力提倡使用绿色电力

大多数人并没有意识到电力对环境造成的破坏，实际燃煤发电对环境造成很大污染。我国现在是世界上第二号温室气体的排放大国，常规电力生产使用煤、石油、天然气发电，已经成为我国二氧化碳等温室气体排放源之一，约占我国因能源使用而排放二氧化碳总量的25%。而且燃煤还大量排放二氧化硫等有害气体，消耗大量淡水资源，并排放大量的污水。而且根据预测，石油将在40年内枯竭，天然气将在60年内用光，煤炭也只能用220年。

作为电力的终端用户，我们即是污染者又是受害者，减少环境污染是每位公民的责任与义务。大力提倡使用绿色能源，有效控制周边地区新建燃煤电场，是根治环境的明智选择。使用常规电力，意味着排放更多的温室气体和污水。使用绿色电力，意味着享受清新的空气和清洁的水。

现代的电力供应由于常规能源的日益减少而出现了供应危机，世界各国均以新能源作为发展方向，主要推广的有风能、太阳能、地热能等。我们积极倡导节约用电，使电力资源发挥更大的经济和社会效益，共同促进经济社会的科学发展，为实现绿色电力做出更大贡献。

安全用电 节约用电

安全用电常识

不要贪便宜购买伪劣电器、电线、线槽（管）、开关、插头、插座。

不要私自或请无资格证的人或装修队拉电线和接用电设备。

不要在湿手或赤脚时接触开关、插座、插头和各种电器电源接口。不要用湿布抹照明用具和电器设备。

操作电器、开关时最好用右手。

在移动电器设备时必须切断电源。

每一电器设备单独使用一个插座，不要若干电器设备共用一个多用插座，以免互相影响产生一些意想不到的危害。

发现电器设备冒烟或闻到异味时要迅速切断电源进行检查。

通常情况下，电器设备使用完毕，要立即切断电源。

发现破损电线要及时更换或用绝缘胶布扎好，禁止用普通医用胶布或药膏片包扎。

电器设备的使用电压和功率（总负荷）不应超过导线、保险丝和电表的允许负荷。

漏电保护开关应安装在无腐蚀性气体、无爆炸危险的场所，并应注意防潮、防尘、防震动和防止阳光直射。

定期对漏电保护开关灵敏性进行检验，最好一个月试验一次，厂矿、商业、企事业单位由专人负责，居民利用每月抄表机会进行。

教育儿童严禁攀登电杆、 变压器等。严禁私自开启公共变配电室和居民楼内开关箱，以免发生事故。

在户外（街道、公路旁、公共场所等）如发现电线断线、落地线，不要靠近，并应就近及时报告有关部门处理。

雷雨天气最好不要在空旷地面行走，更不要手持导电物品，要尽快到干燥的建筑物中避雨。

发生电器火灾时，必须先切断电源再扑救，如一时不能断电，可使用二氧化碳和干粉灭火器进行扑救，并保持一定的安全距离，但绝对不能用水和泡沫灭火器进行喷射。

如发现有人触电，应迅速使触电者脱离电源，就地进行人工呼吸抢救，并及时向医疗急救机构求救。

入住公共场所或搭乘公共交通工具，注意安全通道，并遵守有关安全用电规定，避免发生用电事故。

牢记报警电话“119”报火警、“120”报急救。

高温季节安全用电注意事项

高温季节，人出汗多，手经常是汗湿的，而汗是导电的，出汗的手与干净的手的电阻不一样。因此，在同样条件下，人出汗时触电的可能性和严重性均超过一般。所以，在夏季要特别注意：①不要用手去移动正在运转的家用电器，如台扇、洗衣机、电视机等等。如须搬动，应关上开关，并拔去插头。②不要赤手赤脚去修理家中带电的线路或设备。如必须带电修理，应穿鞋并戴手套。③对夏季使用频繁的电器，如电淋浴器、台扇、洗衣机等，要采取一些实用的措施，防止触电，如经常用电笔测试金属外壳是否带电，加装触电保安器（漏电开关）等。④夏季雨水多，使用水也多，如不慎家中浸水，首先应切断电源，即把家中的总开关或熔丝拉掉，以防止正在使用的家用电器因浸水、绝缘损坏而发生事故。其次为切断电源后，将可能浸水的家用电器，搬移到无浸水的地方，防止绝缘浸水受潮，影响今后使用。如果电器设备已浸水，绝缘受潮的可能性很大，在再次使用前，应对设备的绝缘用专用的摇表测试绝缘电阻。如达到规定要求，可以使用，否则要对绝缘进行干燥处理，直到绝缘良好为止。

节约用电常识

加强节电意识，做到人走关灯，要多用节能灯具，少用高耗能灯；多用节能家电，少用高耗能电器；从小事做起，节约每度电。

设备选购：照明设备的室内布置要合理，采用发光效率高的节能光源；电冰箱、洗衣机、电饭煲等家用电器要根据家庭人口情况和实际需要，选合适的设备，不要过分求大。

使用管理：a、家里各房间的照明灯、电扇、电视机、空调等在无人的情况下要及时关掉。b、空调温度的设定要合理。c、洗衣机要根据所洗衣服的量和实际需要设定程序。d、电冰箱使用应注意下列几点：放置地点要选择在室内温度最低，空气流通，不受阳光直射的地方；开门次数要少，开门动作要快；存放食品要适量，食品和食品之间，食品和箱壁之间要留有一定的空隙，这样可以使空气畅通；存放热的食品，要待凉到室温后再存入冰箱内；及时化霜，冷凝器、冷冻室要保持清洁，以利散热；要经常注意开关、插座和电线的完好情况，增加用电设备要及时更新线路和开关设备，以免发热绝缘老化发生漏电，浪费电力，更严重会产生不安全隐患。

家用空调省电方法

首先温度不必过低，人的皮肤的临界点温度是33℃，高于33℃就感到热，低于就感到凉。当温度在26℃，相对湿度50%，气流速度为0.15M/S时，人体处于最正常的热平衡状态，人感觉很舒适。调温过低则既费电又感到不舒服。其次，使用的窗帘布宜厚些。再次，保持过滤网清洁和分体式空调器的室外机组与室内机组之间的连接管路尽量短，以及室外机加盖遮阳罩，都利于节电。

供稿/市电机工程学会