Les centrales nucléaires ont de nombreuses caractéristiques communes avec les centrales électriques traditionnelles; la principale différence est qu'ils produisent de l'énergie avec des matériaux radioactifs au lieu de combustibles conventionnels. Le même réseau commercial transporte de l'électricité à partir de centrales nucléaires et à combustibles fossiles ainsi que de sources renouvelables. Une série de lignes de distribution d'électricité transporte l'électricité des sources vers les utilisateurs finaux, y compris les maisons, les clients commerciaux, le gouvernement et l'industrie.
Réaction nucléaire et chaleur
Un réacteur nucléaire produit de grandes quantités de la chaleur provenant de la désintégration radioactive contrôlée d'éléments tels que l'uranium et le plutonium. Les noyaux de ces éléments lourds sont instables; ils émettent des radiations sous la forme de neutrons, de particules alpha et bêta et de rayons gamma, devenant plus stables dans le processus. Comme ils produisent des radiations, ils deviennent aussi très chauds. Dans un réacteur nucléaire, la chaleur est utilisée comme substitut à la combustion du charbon ou du gaz naturel. Les centrales à combustible fossile et les centrales nucléaires utilisent la chaleur pour faire bouillir l'eau et produire de la vapeur.
La vapeur propulse les pales de la turbine, faisant tourner l'arbre de la turbine rapidement, transformant un générateur qui produit de l'électricité. La vapeur se condense en eau qui est recyclée dans le réacteur pour redevenir de la vapeur. Une centrale nucléaire typique a plusieurs turbines et générateurs travaillant en tandem.
Transformateur élévateur et lignes à haute tension
Un dispositif appelé transformateur utilise les principes de l'induction électromagnétique pour connecter deux alternateurs. circuits de courant (AC) ensemble. De plus, un transformateur peut augmenter ou diminuer la tension du courant alternatif à son entrée; Les services publics utilisent des lignes à haute tension pour acheminer efficacement l'électricité sur de longues distances, de sorte qu'ils utilisent des transformateurs élévateurs à proximité de la centrale électrique pour augmenter la production d'un générateur. La tension de sortie du transformateur est réglée pour correspondre à la capacité des lignes électriques à haute tension locales, qui peuvent aller de 230 000 à 765 000 volts.
Transformateurs abaisseurs et distribution
Les compagnies d'électricité transmettent l'électricité à haute tension pour réduire les pertes d'énergie, mais la haute tension n'est pas utile ou sûre pour la plupart des clients. Les lignes à haute tension sont connectées à des sous-stations dotées de transformateurs abaisseurs qui réduisent la tension pour les utilisateurs commerciaux et industriels. Une fois que les lignes électriques atteignent le niveau des quartiers, les tensions sont encore réduites pour un usage domestique. Aux États-Unis, les services publics fournissent des services de 120, 208 et 240 volts pour les maisons et les petites entreprises.
