«Էլեկտրական էներգիայի արտադրություն և օգտագործում» դասի ամփոփագիր. Էլեկտրական էներգիայի արտադրություն, փոխանցում և օգտագործում

վերացական

ֆիզիկայում

«Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն, փոխանցում և օգտագործում» թեմայով.

11-րդ Ա դասարանի սովորողներ

Փոխըմբռնման հուշագիր թիվ 85 դպրոց

Քեթրին.

Ուսուցիչ:

2003 թ

Աբստրակտ պլան.

Ներածություն.

1. Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն.

1. էլեկտրակայանների տեսակները.

2. էներգիայի այլընտրանքային աղբյուրներ:

2. Էլեկտրաէներգիայի փոխանցում.

• տրանսֆորմատորներ.

3.

Ներածություն.

Էներգիայի ծնունդը տեղի է ունեցել մի քանի միլիոն տարի առաջ, երբ մարդիկ սովորեցին օգտագործել կրակը: Կրակը նրանց ջերմություն և լույս էր տալիս, ոգեշնչման և լավատեսության աղբյուր էր, թշնամիների և վայրի կենդանիների դեմ զենք, դեղամիջոց, գյուղատնտեսության մեջ օգնական, սննդի պահպանակ, տեխնոլոգիական գործիքև այլն:

Հայտնվեց մարդկանց կրակ տվող Պրոմեթևսի գեղեցիկ առասպելը Հին Հունաստանշատ ավելի ուշ, քան աշխարհի շատ մասերում, յուրացվել են կրակի, դրա արտադրության և մարման, հրդեհի պահպանման և վառելիքի ռացիոնալ օգտագործման մեթոդները:

Երկար տարիներ կրակը պահպանվել է բույսերի էներգիայի աղբյուրների այրման միջոցով (փայտ, թփեր, եղեգ, խոտ, չոր ջրիմուռներ և այլն), իսկ հետո պարզվել է, որ կրակը պահպանելու համար հնարավոր է օգտագործել հանածո նյութեր՝ ածուխ, նավթ։ , թերթաքար, տորֆ։

Այսօր էներգիան մնում է մարդկային կյանքի հիմնական բաղադրիչը։ Այն հնարավորություն է տալիս ստեղծել տարբեր նյութեր, նոր տեխնոլոգիաների զարգացման հիմնական գործոններից է։ Պարզ ասած՝ առանց տիրապետելու տարբեր տեսակներէներգիան, մարդն ի վիճակի չէ լիարժեք գոյություն ունենալ:

Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն.

Էլեկտրակայանների տեսակները.

ՋԷԿ (ԹԷԿ), էլեկտրակայան, որն արտադրում է էլեկտրական էներգիա հանածո վառելիքի այրման ժամանակ արտանետվող ջերմային էներգիայի փոխակերպման արդյունքում։ Առաջին ՋԷԿ-երը հայտնվեցին 19-րդ դարի վերջին և լայն տարածում գտան։ 20-րդ դարի 70-ականների կեսերին ՋԷԿ-երը եղել են էլեկտրակայանների հիմնական տեսակը։

Ջերմային էլեկտրակայաններում վառելիքի քիմիական էներգիան վերածվում է սկզբում մեխանիկական, ապա էլեկտրական էներգիայի։ Նման էլեկտրակայանի վառելիքը կարող է լինել քարածուխ, տորֆ, գազ, նավթային թերթաքար, մազութ։

Ջերմային էլեկտրակայանները բաժանվում են խտացում(IES), որը նախատեսված է միայն էլեկտրական էներգիա արտադրելու համար, և համակցված ջերմաէլեկտրակայաններ(CHP), որը բացի էլեկտրաէներգիայից արտադրում է ջերմային էներգիաինչպես տաք ջուրև զույգ. Տարածքային նշանակության խոշոր IES-ները կոչվում են պետական ​​շրջանային էլեկտրակայաններ (GRES):

Ածխով աշխատող IES-ի ամենապարզ սխեմատիկ դիագրամը ներկայացված է նկարում: Ածուխը սնվում է վառելիքի բունկեր 1, իսկ դրանից՝ ջարդիչ 2 գործարան, որտեղ այն վերածվում է փոշու։ Ածուխի փոշին մտնում է գոլորշու գեներատորի (գոլորշու կաթսա) 3 վառարանը, որն ունի խողովակների համակարգ, որոնցում շրջանառվում է քիմիապես մաքրված ջուրը, որը կոչվում է կերակրման ջուր։ Կաթսայում ջուրը տաքանում է, գոլորշիանում, և ստացված հագեցած գոլորշին հասցվում է 400-650 ° C ջերմաստիճանի և 3-24 ՄՊա ճնշման տակ գոլորշու խողովակաշարով մտնում է գոլորշու տուրբին 4: Գոլորշին պարամետրերը կախված են միավորների հզորությունից:

Ջերմային կոնդենսացիոն էլեկտրակայաններն ունեն ցածր արդյունավետություն (30-40%), քանի որ էներգիայի մեծ մասը կորչում է ծխատար գազերով և կոնդենսատորի հովացման ջրով: Շահավետ է IES կառուցել վառելիքի արդյունահանման վայրերի անմիջական հարևանությամբ: Միևնույն ժամանակ էլեկտրաէներգիայի սպառողները կարող են տեղակայվել կայանից զգալի հեռավորության վրա։

համակցված ջերմաէլեկտրակայանկոնդենսացիոն կայանից տարբերվում է հատուկ ջերմաէլեկտրական տուրբինով, որի վրա տեղադրված է գոլորշու արդյունահանում։ CHPP-ում գոլորշու մի մասն ամբողջությամբ օգտագործվում է տուրբինում՝ գեներատոր 5-ում էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար, այնուհետև մտնում է կոնդենսատոր 6, իսկ մյուս մասը, որն ունի բարձր ջերմաստիճան և ճնշում, վերցվում է գեներատորի միջանկյալ փուլից։ տուրբին և օգտագործվում է ջերմամատակարարման համար: Կոնդենսատային պոմպ 7-ը օդազերծիչ 8-ի միջով, իսկ հետո սնուցող պոմպ 9-ը սնվում է գոլորշու գեներատորի մեջ: Արդյունահանվող գոլորշու քանակը կախված է ձեռնարկությունների ջերմային էներգիայի կարիքներից։

CHP-ի արդյունավետությունը հասնում է 60-70%-ի։ Նման կայանները սովորաբար կառուցվում են սպառողների մոտ՝ արդյունաբերական ձեռնարկությունների կամ բնակելի տարածքների մոտ։ Առավել հաճախ աշխատում են ներկրվող վառելիքի վրա։

Զգալիորեն ավելի քիչ տարածված ջերմային կայաններհետ գազատուրբին(GTPS), գոլորշի-գազ(PGES) և դիզելային գործարաններ:

GTPP-ի այրման պալատում այրվում է գազ կամ հեղուկ վառելիք; 750-900 ºС ջերմաստիճանով այրման արտադրանքները մտնում են գազատուրբին, որը պտտում է էլեկտրական գեներատորը: Նման ջերմաէլեկտրակայանների արդյունավետությունը սովորաբար կազմում է 26-28%, հզորությունը՝ մինչև մի քանի հարյուր ՄՎտ։ . GTPP-ները սովորաբար օգտագործվում են էլեկտրական բեռի գագաթները ծածկելու համար: ՓԴԳԾ-ի արդյունավետությունը կարող է հասնել 42-43%-ի:

Առավել տնտեսապես խոշոր ջերմային գոլորշու տուրբինային էլեկտրակայաններն են (կարճ ասած՝ ՋԷԿ): Մեր երկրի ջերմաէլեկտրակայանների մեծ մասը որպես վառելիք օգտագործում է ածխի փոշին։ 1 կՎտ/ժ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար անհրաժեշտ է մի քանի հարյուր գրամ ածուխ։ Գոլորշի կաթսայում վառելիքի կողմից թողարկված էներգիայի ավելի քան 90%-ը փոխանցվում է գոլորշու: Տուրբինում գոլորշու շիթերի կինետիկ էներգիան փոխանցվում է ռոտորին։ Տուրբինի լիսեռը կոշտ միացված է գեներատորի լիսեռին:

Ջերմային էլեկտրակայանների ժամանակակից շոգետուրբինները շատ առաջադեմ, բարձր արագությամբ, բարձր տնտեսող մեքենաներ են՝ երկար սպասարկման ժամկետով: Նրանց հզորությունը մեկ լիսեռ տարբերակում հասնում է 1 մլն 200 հազար կՎտ-ի, և դա սահմանը չէ։ Նման մեքենաները միշտ բազմաստիճան են, այսինքն՝ սովորաբար ունենում են մի քանի տասնյակ սկավառակներ աշխատանքային շեղբերով և նույն թվով, յուրաքանչյուր սկավառակի դիմաց, վարդակների խմբեր, որոնց միջով հոսում է գոլորշու շիթ։ Գոլորշի ճնշումը և ջերմաստիճանը աստիճանաբար նվազում են։

Ֆիզիկայի կուրսից հայտնի է, որ ջերմային շարժիչների արդյունավետությունը մեծանում է աշխատանքային հեղուկի սկզբնական ջերմաստիճանի բարձրացմամբ։ Հետևաբար, տուրբին մտնող գոլորշին հասցվում է բարձր պարամետրերի. ջերմաստիճանը գրեթե մինչև 550 ° C է, իսկ ճնշումը մինչև 25 ՄՊա: ՋԷԿ-ի արդյունավետությունը հասնում է 40%-ի։ Էներգիայի մեծ մասը կորչում է տաք արտանետվող գոլորշու հետ միասին:

Հիդրոէլեկտրակայան (ՀԷԿ), կառուցվածքների և սարքավորումների համալիր, որի միջոցով ջրի հոսքի էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի։ ՀԷԿ-ը բաղկացած է մի շարք շղթայից հիդրավլիկ կառույցներ,ապահովելով ջրի հոսքի անհրաժեշտ կոնցենտրացիան և ճնշում և ուժային սարքավորումներ, որոնք ճնշման տակ շարժվող ջրի էներգիան փոխակերպում են պտտման մեխանիկական էներգիայի, որն էլ իր հերթին վերածվում է էլեկտրական էներգիայի:

ՀԷԿ-ի գլխամասը ստեղծվում է պատնեշի կողմից օգտագործվող հատվածում գետի անկման կենտրոնացմամբ, կամ. ածանցյալ,կամ ամբարտակն ու դերիվացիան միասին։ ՀԷԿ-ի հիմնական էներգատեխնիկան գտնվում է ՀԷԿ-ի շենքում՝ էլեկտրակայանի շարժիչի սենյակում. հիդրավլիկ ագրեգատներ,օժանդակ սարքավորումներ, ավտոմատ կառավարման և մոնիտորինգի սարքեր; կենտրոնական կառավարման կետում՝ օպերատոր-դիսպետչերական կոնսոլ կամ հիդրոէլեկտրակայանի օպերատոր.Ակտիվացում տրանսֆորմատորային ենթակայանտեղակայված ինչպես էլեկտրակայանի շենքի ներսում, այնպես էլ առանձին շենքերում կամ բաց տարածքներում։ Բաշխիչ սարքերհաճախ գտնվում է բաց տարածքում: Էլեկտրակայանի շենքը կարելի է բաժանել մեկ կամ մի քանի ագրեգատներով և օժանդակ սարքավորումներով հատվածների՝ առանձնացված շենքի հարակից մասերից։ ՀԷԿ-ի շենքում կամ դրա ներսում ստեղծվում է հավաքման վայր՝ տարբեր սարքավորումների հավաքման և վերանորոգման և ՀԷԿ-ի օժանդակ տեխնիկական աշխատանքների համար:

Ըստ տեղադրված հզորություն(մեջ ՄՎտ)տարբերակել հիդրոէլեկտրակայանները հզոր(Սբ. 250), միջին(մինչև 25) և փոքր(մինչև 5): ՀԷԿ-ի հզորությունը կախված է ճնշումից (հոսանքի վերևի և ներքևի մակարդակների տարբերությունը ), հիդրավլիկ տուրբիններում օգտագործվող ջրի հոսքի արագությունը և հիդրավլիկ միավորի արդյունավետությունը: Մի շարք պատճառներով (օրինակ՝ ջրամբարներում ջրի մակարդակի սեզոնային փոփոխությունների, էներգահամակարգի ծանրաբեռնվածության փոփոխականության, հիդրոէլեկտրակայանների կամ հիդրոտեխնիկական կառույցների վերանորոգման և այլնի պատճառով) ջրի ճնշումն ու հոսքը մշտապես պահպանվում են. փոփոխվում է, և, բացի այդ, հոսքը փոխվում է ՀԷԿ-ի հզորությունը կարգավորելիս։ Կան ՀԷԿ-ի շահագործման ռեժիմի տարեկան, շաբաթական և ամենօրյա ցիկլեր:

Ըստ առավելագույն օգտագործվող ճնշման՝ ՀԷԿ-երը բաժանվում են բարձր ճնշման(ավելի քան 60 մ), միջին ճնշում(25-ից 60 մ)և ցածր ճնշման(3-ից 25 մ).Հարթ գետերի վրա ճնշումը հազվադեպ է գերազանցում 100-ը մ,լեռնային պայմաններում պատնեշի միջոցով հնարավոր է ճնշումներ ստեղծել մինչև 300 մեւ ավելին, իսկ ածանցման օգնությամբ՝ մինչեւ 1500 մ.ՀԷԿ-ի ստորաբաժանումն ըստ օգտագործվող ճնշման մոտավոր է, պայմանական։

Ըստ ջրային ռեսուրսների օգտագործման սխեմայի և ճնշման կենտրոնացման՝ ՀԷԿ-երը սովորաբար բաժանվում են ալիք, ամբարտակի մոտ, դիվերսիա ճնշման և ոչ ճնշման ածանցմամբ, խառը, պոմպային պահեստավորումև մակընթացային.

Հոսող և ամբարտակային ՀԷԿ-երում ջրի ճնշումն առաջանում է ամբարտակի միջոցով, որը փակում է գետը և բարձրացնում ջրի մակարդակը վերևում: Միաժամանակ գետահովտի որոշակի վարարումներն անխուսափելի են։ Հոսող և ամբարտակի մոտ հիդրոէլեկտրակայանները կառուցված են ինչպես ցածրադիր բարձր ջրային գետերի, այնպես էլ լեռնային գետերի վրա, նեղ սեղմված հովիտներում: Գետահոս ՀԷԿ-երը բնութագրվում են մինչև 30-40 գլխիկներով մ.

Ավելի բարձր ճնշումների դեպքում, պարզվում է, որ անիրագործելի է հիդրոստատիկ ջրի ճնշումը էլեկտրակայանի շենք տեղափոխելը: Այս դեպքում տեսակը պատնեշՀԷԿ-ը, որի ճնշման ճակատն ամբողջ երկարությամբ փակված է պատնեշով, իսկ ՀԷԿ-ի շենքը գտնվում է պատնեշի հետևում, միանում է հոսանքին ներքև։

Մեկ այլ տեսակի դասավորություն ամբարտակի մոտՀԷԿ-ը համապատասխանում է լեռնային պայմաններին` համեմատաբար ցածր գետերի հոսքի արագությամբ:

AT ածանցյալԳետի անկման հիդրոէլեկտրական կոնցենտրացիան առաջանում է դերիվացիայի միջոցով. գետի օգտագործված հատվածի սկզբում ջուրը գետի ջրանցքից շեղվում է խողովակով, այս հատվածում գետի միջին թեքությունից զգալիորեն փոքր թեքությամբ և ալիքի ոլորանների ու ոլորանների ուղղումով: Դերիվացիայի վերջը բերվում է ՀԷԿ-ի շենքի գտնվելու վայր։ Կեղտաջրերը կա՛մ վերադարձվում են գետ, կա՛մ սնվում հաջորդ դիվերսիոն ՀԷԿ-ին: Դիվացիան շահավետ է, երբ գետի թեքությունը բարձր է։

Հատուկ տեղՀԷԿ-երի շարքում զբաղեցնում են պոմպային պահեստային էլեկտրակայաններ(PSPP) և մակընթացային էլեկտրակայաններ(PES): Պոմպային պահեստային էլեկտրակայանի կառուցումը պայմանավորված է խոշոր էներգետիկ համակարգերում գագաթնակետային էներգիայի աճող պահանջարկով, որը որոշում է գագաթնակետային բեռները ծածկելու համար պահանջվող արտադրող հզորությունը: Պոմպային պահեստային էլեկտրակայանի էներգիա կուտակելու ունակությունը հիմնված է այն փաստի վրա, որ էներգիայի համակարգում ազատ էներգիան որոշակի ժամանակահատվածում. Էլեկտրական էներգիաօգտագործվում է պոմպային պահեստային էլեկտրակայանների կողմից, որոնք, աշխատելով պոմպային ռեժիմով, ջրամբարից ջուրը մղում են վերին պահեստային ավազան։ Բեռի գագաթնակետերի ժամանակ կուտակված էներգիան վերադառնում է էներգահամակարգ (վերին ավազանի ջուրը մտնում է գրիչև պտտում է հիդրավլիկ ագրեգատները, որոնք աշխատում են ընթացիկ գեներատորի ռեժիմում):

PES-ը ծովի մակընթացությունների էներգիան վերածում է էլեկտրական էներգիայի: Մակընթացային հիդրոէլեկտրակայանների էլեկտրաէներգիան, մակընթացությունների պարբերական բնույթի հետ կապված որոշ առանձնահատկությունների պատճառով, կարող է օգտագործվել միայն էներգահամակարգերում կարգավորող էլեկտրակայանների էներգիայի հետ միասին, որոնք փոխհատուցում են մակընթացային էլեկտրակայանների էլեկտրաէներգիայի խափանումները: օր կամ ամիս:

Վառելիքաէներգետիկ ռեսուրսների համեմատ հիդրոէներգետիկ ռեսուրսների կարևորագույն հատկանիշը դրանց շարունակական նորացումն է։ ՀԷԿ-երի համար վառելիքի կարիքի բացակայությունը պայմանավորում է ՀԷԿ-երում արտադրվող էլեկտրաէներգիայի ցածր արժեքը։ Հետևաբար, հիդրոէլեկտրակայանների կառուցումը, չնայած 1-ի հաշվով զգալի, կոնկրետ կապիտալ ներդրումներին կՎտտեղադրված հզորությունը և շինարարության երկար ժամանակն ուներ և ունեն մեծ նշանակություն, հատկապես երբ դա կապված է էլեկտրաէներգիայի ինտենսիվ արդյունաբերության տեղակայման հետ։

Ատոմակայան (ԱԷԿ), էլեկտրակայան, որտեղ ատոմային (միջուկային) էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի։ Ատոմակայանի էներգիայի գեներատորը միջուկային ռեակտոր է: արդյունքում ռեակտորում արտանետվող ջերմությունը շղթայական ռեակցիաորոշ ծանր տարրերի միջուկային տրոհում, այնուհետև, ինչպես սովորական ջերմաէլեկտրակայաններում (ՋԷԿ-երում), այն վերածվում է էլեկտրականության։ Ի տարբերություն հանածո վառելիքով աշխատող ջերմաէլեկտրակայանների, ատոմակայանները գործում են միջուկային վառելիք(հիմնված 233 U, 235 U, 239 Pu): Պարզվել է, որ միջուկային վառելիքի համաշխարհային էներգետիկ ռեսուրսները (ուրանի, պլուտոնիում և այլն) զգալիորեն գերազանցում են էներգետիկ ռեսուրսները. բնական ռեսուրսներօրգանական, վառելիք (նավթ, ածուխ, բնական գազ և այլն): Սա վառելիքի արագ աճող պահանջարկը բավարարելու լայն հեռանկարներ է բացում: Բացի այդ, անհրաժեշտ է հաշվի առնել համաշխարհային տնտեսության տեխնոլոգիական նպատակներով ածխի և նավթի սպառման անընդհատ աճող ծավալը։ քիմիական արդյունաբերություն, որը դառնում է ՋԷԿ-երի լուրջ մրցակից։ Չնայած օրգանական վառելիքի նոր հանքավայրերի հայտնաբերմանը և դրա արտադրության մեթոդների կատարելագործմանը, աշխարհը հակված է դրա արժեքի հարաբերական աճին: Սա ամենադժվար պայմաններն է ստեղծում հանածո վառելիքի սահմանափակ պաշարներ ունեցող երկրների համար։ Ակնհայտ է ատոմային էներգետիկայի արագ զարգացման անհրաժեշտությունը, որն արդեն իսկ նշանակալից տեղ է զբաղեցնում մի շարք երկրների էներգետիկ հաշվեկշռում։ արդյունաբերական երկրներխաղաղություն.

միացման դիագրամԱԷԿ-ի հետ միջուկային ռեակտոր, ունենալով ջրային սառեցում, ներկայացված է նկ. 2. Ջերմություն առաջացող միջուկըռեակտոր հովացուցիչ նյութ,ընդունվում է 1-ին շղթայի ջրով, որը ռեակտորով մղվում է շրջանառության պոմպի միջոցով։ Ռեակտորից տաքացած ջուրը մտնում է ջերմափոխանակիչ (գոլորշու գեներատոր) 3, որտեղ ռեակտորում ստացված ջերմությունը փոխանցում է 2-րդ շղթայի ջրին։ 2-րդ շղթայից ջուրը գոլորշիանում է գոլորշու գեներատորում և ձևավորվում է գոլորշի, որն այնուհետև մտնում է տուրբին 4.

Ատոմակայաններում առավել հաճախ օգտագործվում են 4 տեսակի ջերմային նեյտրոնային ռեակտորներ.

1) ջուր-ջուր սովորական ջրով որպես մոդերատոր և հովացուցիչ նյութ.

2) գրաֆիտ-ջուր ջրային հովացուցիչ նյութով և գրաֆիտի մոդերատորով.

3) ծանր ջուր՝ ջրային հովացուցիչ նյութով և ծանր ջուր՝ որպես մոդերատոր.

4) գրաֆիտո - գազ գազի հովացուցիչ նյութով և գրաֆիտի մոդերատորով:

Հիմնականում օգտագործվող ռեակտորի տեսակի ընտրությունը որոշվում է հիմնականում ռեակտորային կրիչում կուտակված փորձով, ինչպես նաև անհրաժեշտ անհրաժեշտության առկայությամբ: արդյունաբերական սարքավորումներ, հումքի պաշարներ և այլն։

Ռեակտորը և նրա օժանդակ համակարգերը ներառում են. ռեակտորն ինքնին կենսաբանական պաշտպանություն , ջերմափոխանակիչներ, պոմպեր կամ գազ փչող կայանքներ, որոնք շրջանառում են հովացուցիչ նյութը, խողովակաշարերը և կցամասերը շղթայի շրջանառության համար, միջուկային վառելիքի վերաբեռնման սարքեր, հատուկ օդափոխության համակարգեր, վթարային հովացում և այլն:

ԱԷԿ-ի անձնակազմը ճառագայթման ազդեցությունից պաշտպանելու համար ռեակտորը շրջապատված է կենսաբանական պաշտպանությամբ, որի հիմնական նյութը բետոնն է, ջուրը, օձային ավազը։ Ռեակտորի շղթայի սարքավորումը պետք է ամբողջությամբ կնքված լինի: Նախատեսված է համակարգ հովացուցիչ նյութի հնարավոր արտահոսքի վայրերի մոնիտորինգի համար, միջոցներ են ձեռնարկվում, որպեսզի միացումում արտահոսքի և ընդմիջումների հայտնվելը չհանգեցնի ռադիոակտիվ արտանետումների և ԱԷԿ-ի տարածքի և շրջակա տարածքի աղտոտմանը: Ռադիոակտիվ օդը և հովացուցիչ նյութի փոքր քանակությամբ գոլորշիները, շղթայից արտահոսքի առկայության պատճառով, հեռացվում են ԱԷԿ-ի չվերահսկվող տարածքներից: հատուկ համակարգօդափոխություն, որում օդի աղտոտման հնարավորությունը բացառելու համար նախատեսված են մաքրող ֆիլտրեր և պահող գազօջախներ։ Դոզաչափական հսկողության ծառայությունը վերահսկում է ԱԷԿ-ի անձնակազմի կողմից ճառագայթային անվտանգության կանոնների պահպանումը։

ԱԷԿ-երը, որոնք ամենաշատն են ժամանակակից տեսքԷլեկտրակայանները մի շարք էական առավելություններ ունեն այլ տեսակի էլեկտրակայանների նկատմամբ. նորմալ շահագործման պայմաններում դրանք բացարձակապես չեն աղտոտում: միջավայրը, չեն պահանջում կապել հումքի աղբյուրին և, համապատասխանաբար, կարող են տեղադրվել գրեթե ցանկացած վայրում: Նոր էներգաբլոկների հզորությունը գրեթե հավասար ուժմիջին ՀԷԿ-երը, սակայն, ատոմակայաններում տեղադրված հզորության օգտագործման գործակիցը (80%) զգալիորեն գերազանցում է ՀԷԿ-երի կամ ՋԷԿ-երի գործակիցը:

Նորմալ շահագործման պայմաններում ատոմակայանների էական թերությունները գործնականում չկան։ Այնուամենայնիվ, չի կարելի չնկատել ատոմակայանների վտանգը հնարավոր ֆորսմաժորային հանգամանքներում՝ երկրաշարժեր, փոթորիկներ և այլն. այստեղ էներգաբլոկների հին մոդելները ռեակտորի անվերահսկելի գերտաքացման պատճառով տարածքների ճառագայթային աղտոտման պոտենցիալ վտանգ են ներկայացնում:

Այլընտրանքային աղբյուրներէներգիա.

Արևի էներգիա.

Վերջերս արևային էներգիայի օգտագործման խնդրի նկատմամբ հետաքրքրությունը կտրուկ աճել է, քանի որ արևի ուղղակի ճառագայթման օգտագործման վրա հիմնված էներգիայի ներուժը չափազանց մեծ է:

Արեգակնային ճառագայթման ամենապարզ կոլեկտորը սևացած մետաղական (սովորաբար ալյումինե) թիթեղն է, որի ներսում կան խողովակներ, որոնցում շրջանառվում է հեղուկ։ Ջեռուցվում է կոլեկտորի կողմից կլանված արևային էներգիայով, հեղուկը մատակարարվում է ուղղակի օգտագործման համար:

Արեգակնային էներգիան էներգիայի արտադրության ամենանյութական ինտենսիվ տեսակներից մեկն է։ Արեգակնային էներգիայի լայնածավալ օգտագործումը ենթադրում է նյութերի և, հետևաբար, հումքի արդյունահանման, դրանց հարստացման, նյութերի արտադրության, հելիոստատների, կոլեկտորների, այլ սարքավորումների արտադրության համար անհրաժեշտ նյութերի և, հետևաբար, աշխատանքային ռեսուրսների անհրաժեշտության հսկա աճ, և դրանց տեղափոխումը։

Առայժմ արևի ճառագայթներից ստացված էլեկտրական էներգիան շատ ավելի թանկ է, քան ավանդական մեթոդներով ստացվածը։ Գիտնականները հույս ունեն, որ փորձարարական օբյեկտներում և կայաններում իրենց կողմից իրականացվող փորձերը կօգնեն լուծել ոչ միայն տեխնիկական, այլև տնտեսական խնդիրներ.

քամու էներգիա.

Շարժվող օդային զանգվածների էներգիան հսկայական է։ Քամու էներգիայի պաշարներն ավելի քան հարյուր անգամ գերազանցում են մոլորակի բոլոր գետերի հիդրոէներգիայի պաշարները։ Քամիները փչում են անընդհատ և ամենուր երկրի վրա: Կլիմայական պայմաններըթույլ են տալիս քամու էներգիայի զարգացումը հսկայական տարածքում:

Սակայն այս օրերին քամու շարժիչներով աշխատող շարժիչները ծածկում են աշխարհի էներգիայի պահանջարկի միայն մեկ հազարերորդ մասը: Այդ իսկ պատճառով հողմային անիվի նախագծում՝ ցանկացած հողմային էլեկտրակայանի սիրտը, ներառում է ինքնաթիռներ կառուցողներ, ովքեր ի վիճակի են ընտրել սայրի ամենահարմար պրոֆիլը և ուսումնասիրել այն հողմային թունելում: Գիտնականների և ինժեներների ջանքերով ստեղծվել են ժամանակակից հողմային տուրբինների նախագծերի լայն տեսականի:

Երկրի էներգիա.

Հին ժամանակներից մարդիկ գիտեին խորքերում թաքնված հսկա էներգիայի տարերային դրսևորումների մասին երկրագունդը. Մարդկության հիշողությունը լեգենդներ է պահում աղետալի հրաբխային ժայթքումների մասին, որոնք խլել են միլիոնավոր մարդիկ մարդկային կյանքեր, անճանաչելիորեն փոխեց Երկրի վրա շատ վայրերի դեմքը։ Նույնիսկ համեմատաբար փոքր հրաբխի ժայթքման ուժը հսկայական է, այն շատ անգամ գերազանցում է մարդու ձեռքով ստեղծված ամենամեծ էլեկտրակայանների հզորությունը: Ճիշտ է, հրաբխային ժայթքումների էներգիայի ուղղակի օգտագործման մասին խոսելն ավելորդ է, մինչ այժմ մարդիկ հնարավորություն չունեն զսպելու այդ անհնազանդ տարրը։

Երկրի էներգիան հարմար է ոչ միայն տիեզերական ջեռուցման համար, ինչպես դա Իսլանդիայում է, այլև էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար։ Տաք ստորգետնյա աղբյուրներով էլեկտրակայանները գործում են երկար ժամանակ։ Առաջին նման էլեկտրակայանը, դեռևս բավականին ցածր էներգիայով, կառուցվել է 1904 թվականին իտալական փոքրիկ Լարդերելլո քաղաքում։ Աստիճանաբար էլեկտրակայանի հզորությունը մեծացավ, ավելի ու ավելի շատ նոր բլոկներ գործարկվեցին, օգտագործվեցին տաք ջրի նոր աղբյուրներ, և այսօր կայանի հզորությունը արդեն հասել է 360 հազար կիլովատների տպավորիչ արժեքի։

Էլեկտրաէներգիայի փոխանցում.

Տրանսֆորմատորներ.

Դուք գնել եք ZIL սառնարան: Վաճառողը զգուշացրել է ձեզ, որ սառնարանը նախատեսված է ցանցի 220 Վ լարման համար։ Իսկ ձեր տանը ցանցի լարումը 127 Վ է։ Ընդհանրապես. Պարզապես պետք է անել լրացուցիչ ծախսերև գնել տրանսֆորմատոր:

Տրանսֆորմատոր- շատ պարզ սարք, որը թույլ է տալիս և՛ բարձրացնել, և՛ նվազեցնել լարումը: վերափոխում փոփոխական հոսանքիրականացվում է տրանսֆորմատորների միջոցով: Առաջին անգամ տրանսֆորմատորները օգտագործվել են 1878 թվականին ռուս գիտնական Պ.Ն. Յաբլոչկովի կողմից՝ իր հորինած «էլեկտրական մոմերը» սնուցելու համար՝ այն ժամանակվա լույսի նոր աղբյուր։ Պ.Ն.Յաբլոչկովի գաղափարը մշակել է Մոսկվայի համալսարանի աշխատակից Ի.Ֆ.Ուսագինը, ով նախագծել է բարելավված տրանսֆորմատորներ:

Տրանսֆորմատորը բաղկացած է փակ երկաթյա միջուկից, որի վրա դրվում են մետաղալարերի ոլորուններով երկու (երբեմն ավելի) կծիկ (նկ. 1)։ Պտուտակներից մեկը, որը կոչվում է առաջնային, միացված է փոփոխական լարման աղբյուրին: Երկրորդ ոլորուն, որին միացված է «բեռը», այսինքն՝ սարքեր և սարքեր, որոնք սպառում են էլեկտրաէներգիա, կոչվում է երկրորդական:

Տրանսֆորմատորի գործողությունը հիմնված է էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի երևույթի վրա: Երբ փոփոխական հոսանք անցնում է առաջնային ոլորուն միջով, երկաթե միջուկում հայտնվում է փոփոխական մագնիսական հոսք, որը գրգռում է ինդուկցիոն EMF-ը յուրաքանչյուր ոլորունում: Ավելին, ինդուկցիոն emf-ի ակնթարթային արժեքը եմեջՖարադեյի օրենքի համաձայն առաջնային կամ երկրորդային ոլորման ցանկացած շրջադարձ որոշվում է բանաձևով.

e = -Δ Զ/Δ տ

Եթե Ֆ= Ф 0 сosωt, ապա

e = ω Ф 0մեղքω տ, կամ

e =Ե 0 մեղքω տ ,

որտեղ Ե 0 \u003d ω Ф 0 - EMF-ի ամպլիտուդը մեկ հերթափոխով:

Առաջնային ոլորունում, որն ունի p 1պտույտներ, ընդհանուր ինդուկցիոն էմֆ ե 1 հավասար է n 1 ե.

Երկրորդական ոլորունում կա ընդհանուր EMF: ե 2հավասար է n 2 e,որտեղ p 2այս ոլորման պտույտների քանակն է:

Այստեղից հետևում է, որ

ե 1 e 2 \u003d n 1 n 2. (1)

Լարման գումարը u 1 , կիրառվում է առաջնային ոլորուն և EMF-ին ե 1 պետք է հավասար լինի առաջնային ոլորուն լարման անկմանը.

u 1 + ե 1 = ես 1 Ռ 1 , որտեղ Ռ 1 ոլորման ակտիվ դիմադրությունն է, և ես 1 հոսանքն է դրա մեջ։ Այս հավասարումըուղղակիորեն բխում է ընդհանուր հավասարումից. Սովորաբար ոլորուն ակտիվ դիմադրությունը փոքր է և անդամ ես 1 Ռ 1 կարելի է անտեսել. Այսպիսով

u 1 ≈ - ե 1. (2)

Երբ տրանսֆորմատորի երկրորդական ոլորուն բաց է, դրա մեջ հոսանքը չի հոսում, և կապը տեղի է ունենում.

u 2 ≈ - ե 2 . (3)

Քանի որ emf-ի ակնթարթային արժեքները ե 1 և ե 2 փուլի փոփոխություն, ապա դրանց հարաբերակցությունը (1) բանաձևում կարող է փոխարինվել արդյունավետ արժեքների հարաբերակցությամբ Ե 1 ևԵ 2 այս EMF-ները կամ, հաշվի առնելով (2) և (3) հավասարությունները՝ ըստ հարաբերակցության արդյունավետ արժեքներլարման U 1 և U 2 .

U 1 /U 2 = Ե 1 / Ե 2 = n 1 / n 2 = կ. (4)

Արժեք կկոչվում է փոխակերպման հարաբերակցություն: Եթե կ>1, ապա տրանսֆորմատորը իջնում ​​է, հետ կ<1 - աճող։

Երբ երկրորդական ոլորուն շղթան փակ է, դրա մեջ հոսում է հոսանք: Հետո հարաբերությունը u 2 ≈ - ե 2 այլևս ստույգ բավարարված չէ, և, համապատասխանաբար, կապը Ու 1 և U 2 դառնում է ավելի բարդ, քան (4) հավասարման մեջ:

Համաձայն էներգիայի պահպանման օրենքի՝ առաջնային շղթայում հզորությունը պետք է հավասար լինի երկրորդական շղթայի հզորությանը.

U 1 Ի 1 = U 2 Ի 2, (5)

որտեղ Ի 1 և Ի 2 - ուժի արդյունավետ արժեքները առաջնային և երկրորդային ոլորուններում:

Այստեղից հետևում է, որ

U 1 /U 2 = Ի 1 / Ի 2 . (6)

Սա նշանակում է, որ տրանսֆորմատորի օգնությամբ մի քանի անգամ մեծացնելով լարումը, մենք հոսանքը նվազեցնում ենք նույն չափով (և հակառակը)։

Փաթաթումներում և երկաթի միջուկում ջերմության առաջացման համար էներգիայի անխուսափելի կորուստների պատճառով (5) և (6) հավասարումները մոտավորապես կատարվում են: Այնուամենայնիվ, ժամանակակից բարձր հզորության տրանսֆորմատորներում ընդհանուր կորուստները չեն գերազանցում 2-3% -ը:

Ամենօրյա պրակտիկայում դուք հաճախ ստիպված եք գործ ունենալ տրանսֆորմատորների հետ: Ի հավելումն այն տրանսֆորմատորների, որոնք մենք կամա թե ակամա օգտագործում ենք, քանի որ արդյունաբերական սարքերը նախատեսված են մի լարման համար, իսկ մյուսը օգտագործվում է քաղաքային ցանցում, բացի դրանցից, գործ ունենք մեքենաների գլանների հետ։ Բոբինը բարձրացող տրանսֆորմատոր է: Աշխատանքային խառնուրդը բռնկող կայծ ստեղծելու համար պահանջվում է բարձր լարում, որը մենք ստանում ենք մեքենայի մարտկոցից՝ նախ անջատիչի միջոցով մարտկոցի ուղղակի հոսանքը փոփոխական հոսանքի վերածելուց հետո։ Հեշտ է տեսնել, որ մինչև տրանսֆորմատորը տաքացնելու համար օգտագործվող էներգիայի կորուստը, երբ լարումը մեծանում է, հոսանքը նվազում է և հակառակը:

Եռակցման մեքենաները պահանջում են աստիճանական տրանսֆորմատորներ: Եռակցումը պահանջում է շատ բարձր հոսանքներ, իսկ եռակցման մեքենայի տրանսֆորմատորն ունի միայն մեկ ելքային պտույտ:

Դուք հավանաբար նկատել եք, որ տրանսֆորմատորի միջուկը պատրաստված է պողպատի բարակ թիթեղներից: Դա արվում է լարման փոխակերպման ժամանակ էներգիան չկորցնելու համար։ Թիթեղային նյութում պտտվող հոսանքները ավելի քիչ դեր կխաղան, քան պինդ նյութում:

Տանը դուք գործ ունեք փոքր տրանսֆորմատորների հետ: Ինչ վերաբերում է հզոր տրանսֆորմատորներին, ապա դրանք հսկայական կառույցներ են։ Այս դեպքերում ոլորուններով միջուկը տեղադրվում է սառեցնող յուղով լցված տանկի մեջ։

Էլեկտրաէներգիայի փոխանցում

Էլեկտրաէներգիայի սպառողները ամենուր են. Այն արտադրվում է վառելիքի և ջրային ռեսուրսների մոտ գտնվող համեմատաբար քիչ վայրերում: Ուստի անհրաժեշտ է դառնում էլեկտրաէներգիա փոխանցել երբեմն հարյուրավոր կիլոմետրեր հասնող հեռավորությունների վրա։

Բայց մեծ հեռավորությունների վրա էլեկտրաէներգիայի փոխանցումը կապված է զգալի կորուստների հետ։ Բանն այն է, որ հոսելով էլեկտրահաղորդման գծերի միջով, հոսանքը տաքացնում է դրանք։ Ջուլ-Լենցի օրենքի համաձայն՝ գծի լարերը տաքացնելու վրա ծախսվող էներգիան որոշվում է բանաձևով.

որտեղ R-ը գծի դիմադրությունն է: Երկար գծի դեպքում էլեկտրաէներգիայի փոխանցումը կարող է դառնալ ընդհանուր առմամբ ոչ տնտեսական: Կորուստները նվազեցնելու համար, իհարկե, կարող եք հետևել գծի R դիմադրության նվազեցման ուղուն՝ ավելացնելով լարերի խաչմերուկի տարածքը: Բայց R-ն, օրինակ, 100 գործակցով նվազեցնելու համար պետք է 100-ով ավելացնել նաև մետաղալարի զանգվածը։ Հասկանալի է, որ թանկարժեք գունավոր մետաղի նման մեծ ծախս չի կարելի թույլ տալ, էլ չեմ խոսում բարձր կայմերի վրա ծանր մետաղալարեր ամրացնելու դժվարությունների մասին և այլն։ Հետևաբար, գծում էներգիայի կորուստները կրճատվում են այլ կերպ՝ նվազեցնելով հոսանքը։ շարքում. Օրինակ, հոսանքի նվազումը 10 գործակցով նվազեցնում է հաղորդիչների մեջ թողարկվող ջերմության քանակը 100 անգամ, այսինքն՝ ձեռք է բերվում նույն ազդեցությունը, ինչ լարերի հարյուրապատիկ կշռումից:

Քանի որ ընթացիկ հզորությունը համաչափ է ընթացիկ ուժի և լարման արտադրյալին, փոխանցվող հզորությունը պահպանելու համար անհրաժեշտ է մեծացնել լարումը հաղորդման գծում։ Ավելին, որքան երկար է հաղորդման գիծը, այնքան ավելի շահավետ է ավելի բարձր լարման օգտագործումը։ Այսպիսով, օրինակ, «Վոլժսկայա ՀԷԿ» - Մոսկվա բարձրավոլտ էլեկտրահաղորդման գծում օգտագործվում է 500 կՎ լարում։ Միևնույն ժամանակ, փոփոխական հոսանքի գեներատորները կառուցված են 16-20 կՎ-ից ոչ ավելի լարումների համար, քանի որ ավելի բարձր լարման դեպքում կպահանջվի ավելի բարդ հատուկ միջոցների ընդունում՝ ոլորունները և գեներատորների այլ մասերը մեկուսացնելու համար:

Հետեւաբար, խոշոր էլեկտրակայաններում տեղադրվում են աստիճանական տրանսֆորմատորներ: Տրանսֆորմատորը մեծացնում է լարումը գծում այնքան, որքան նվազեցնում է հոսանքը: Էլեկտրաէներգիայի կորուստն այս դեպքում փոքր է։

Հաստոցների էլեկտրական շարժիչի շարժիչներում, լուսավորության ցանցում և այլ նպատակներով էլեկտրաէներգիայի ուղղակի օգտագործման համար գծի ծայրերում լարումը պետք է իջեցվի։ Սա ձեռք է բերվում իջնող տրանսֆորմատորների միջոցով: Ավելին, սովորաբար լարման նվազումը և, համապատասխանաբար, ընթացիկ ուժի աճը տեղի է ունենում մի քանի փուլով: Յուրաքանչյուր փուլում լարումը փոքրանում է, իսկ էլեկտրական ցանցով ծածկված տարածքը՝ լայնանում։ Էլեկտրաէներգիայի փոխանցման և բաշխման սխեման ներկայացված է նկարում:

Երկրի մի շարք մարզերի էլեկտրակայանները միացված են բարձրավոլտ հաղորդման գծերով՝ կազմելով ընդհանուր էլեկտրացանց, որին միացված են սպառողները։ Նման ասոցիացիան կոչվում է ուժային համակարգ: Էներգահամակարգն ապահովում է սպառողների էներգիայի անխափան մատակարարումը՝ անկախ նրանց գտնվելու վայրից։

Էլեկտրաէներգիայի օգտագործումը.

Էլեկտրաէներգիայի օգտագործումը գիտության տարբեր բնագավառներում.

20-րդ դարը դարձել է դար, երբ գիտությունը ներխուժում է հասարակության բոլոր ոլորտները՝ տնտեսություն, քաղաքականություն, մշակույթ, կրթություն և այլն։ Բնականաբար, գիտությունն ուղղակիորեն ազդում է էներգետիկայի զարգացման և էլեկտրաէներգիայի ծավալների վրա։ Մի կողմից գիտությունը նպաստում է էլեկտրական էներգիայի շրջանակի ընդլայնմանը և դրանով իսկ մեծացնում դրա սպառումը, բայց մյուս կողմից՝ մի դարաշրջանում, երբ չվերականգնվող էներգիայի պաշարների անսահմանափակ օգտագործումը վտանգ է ներկայացնում ապագա սերունդների համար, զարգացումը. էներգախնայողության տեխնոլոգիաները և դրանց ներդրումը կյանքում դառնում են գիտության հրատապ խնդիր։

Դիտարկենք այս հարցերը կոնկրետ օրինակներով։ Զարգացած երկրներում ՀՆԱ-ի (համախառն ներքին արդյունքի) աճի մոտ 80%-ը ձեռք է բերվում տեխնիկական նորարարությունների միջոցով, որոնց մեծ մասը կապված է էլեկտրաէներգիայի օգտագործման հետ։ Արդյունաբերության, գյուղատնտեսության և առօրյա կյանքում ամեն նոր բան մեզ մոտ գալիս է գիտության տարբեր ճյուղերի նոր զարգացումների շնորհիվ։

Այժմ դրանք օգտագործվում են մարդկային գործունեության բոլոր ոլորտներում՝ տեղեկատվության գրանցման և պահպանման, արխիվների ստեղծման, տեքստերի պատրաստման և խմբագրման, գծագրության և գրաֆիկական աշխատանքների կատարման, արտադրության և գյուղատնտեսության ավտոմատացման համար: Արտադրության էլեկտրոնացումը և ավտոմատացումը զարգացած երկրների տնտեսություններում «երկրորդ արդյունաբերական» կամ «միկրոէլեկտրոնային» հեղափոխության կարևորագույն հետևանքներն են։ Ինտեգրված ավտոմատացման զարգացումն ուղղակիորեն կապված է միկրոէլեկտրոնիկայի հետ, որի որակապես նոր փուլը սկսվեց 1971 թվականին միկրոպրոցեսորի գյուտից հետո՝ միկրոէլեկտրոնային տրամաբանական սարք, որը կառուցված է տարբեր սարքերի մեջ՝ դրանց աշխատանքը վերահսկելու համար:

Միկրոպրոցեսորներն արագացրել են ռոբոտաշինության աճը։ Այսօր օգտագործվող ռոբոտների մեծ մասը պատկանում է այսպես կոչված առաջին սերնդին և օգտագործվում է եռակցման, կտրման, սեղմման, ծածկույթի և այլնի մեջ։ Երկրորդ սերնդի ռոբոտները, որոնք փոխարինում են նրանց, հագեցած են շրջակա միջավայրը ճանաչող սարքերով։ Իսկ ռոբոտները՝ երրորդ սերնդի «մտավորականները» «կտեսնեն», «զգան», «կլսեն»։ Գիտնականները և ինժեներները ռոբոտների օգտագործման համար առաջնահերթ ոլորտներից են համարում միջուկային էներգիան, տիեզերքի հետախուզումը, տրանսպորտը, առևտուրը, պահեստավորումը, բժշկական օգնությունը, թափոնների վերամշակումը և օվկիանոսի հատակի հարստության զարգացումը: Ռոբոտների մեծ մասն աշխատում է էլեկտրական էներգիայով, սակայն ռոբոտի էլեկտրաէներգիայի սպառման աճը փոխհատուցվում է էներգիայի ծախսերի կրճատմամբ շատ էներգատար արտադրական գործընթացներում՝ ավելի խելացի մեթոդների և էներգախնայող նոր տեխնոլոգիական գործընթացների ներդրման միջոցով:

Բայց վերադառնանք գիտությանը: Բոլոր նոր տեսական զարգացումները ստուգվում են փորձարարական եղանակով՝ համակարգչային հաշվարկներից հետո: Եվ, որպես կանոն, այս փուլում հետազոտություններն իրականացվում են ֆիզիկական չափումների, քիմիական անալիզների և այլնի միջոցով։ Այստեղ գիտահետազոտական ​​գործիքները բազմազան են՝ բազմաթիվ չափիչ գործիքներ, արագացուցիչներ, էլեկտրոնային մանրադիտակներ, մագնիսական ռեզոնանսային տոմոգրաֆներ և այլն։ Փորձարարական գիտության այս գործիքների մեծ մասն աշխատում է էլեկտրական էներգիայով:

Գիտությունը կապի և կապի ոլորտում շատ արագ է զարգանում։ Արբանյակային կապն օգտագործվում է ոչ միայն որպես միջազգային կապի միջոց, այլև առօրյա կյանքում՝ արբանյակային ալեհավաքները մեր քաղաքում հազվադեպ չեն: Հաղորդակցության նոր միջոցները, ինչպիսիք են մանրաթելային տեխնոլոգիաները, կարող են զգալիորեն նվազեցնել էլեկտրաէներգիայի կորուստը երկար հեռավորությունների վրա ազդանշանների փոխանցման գործընթացում:

Գիտությունն ու կառավարման ոլորտը չշրջանցեցին. Քանի որ գիտական ​​և տեխնոլոգիական հեղափոխությունը զարգանում է, մարդկային գործունեության արտադրական և ոչ արտադրական ոլորտները ընդլայնվում են, կառավարումը սկսում է ավելի ու ավելի կարևոր դեր խաղալ դրանց արդյունավետության բարձրացման գործում: Արվեստի մի տեսակից, մինչև վերջերս հիմնված փորձի և ինտուիցիայի վրա, կառավարումն այժմ դարձել է գիտություն: Կառավարման գիտությունը, տեղեկատվության ստացման, պահպանման, փոխանցման և մշակման ընդհանուր օրենքները կոչվում են կիբեռնետիկա: Այս տերմինը գալիս է հունարեն «ղեկավար», «ղեկավար» բառերից։ Այն հանդիպում է հին հույն փիլիսոփաների աշխատություններում։ Սակայն նրա նոր ծնունդն իրականում տեղի է ունեցել 1948 թվականին՝ ամերիկացի գիտնական Նորբերտ Վիների «Կիբեռնետիկա» գրքի հրատարակումից հետո։

Մինչ «կիբեռնետիկ» հեղափոխության սկիզբը կար միայն թղթային համակարգչային գիտություն, որի ընկալման հիմնական միջոցը մարդու ուղեղն էր, և որը չէր օգտագործում էլեկտրականություն։ «Կիբեռնետիկ» հեղափոխությունը հիմք է տվել սկզբունքորեն այլ՝ մեքենայական ինֆորմատիկա, որը համապատասխանում է հսկա աճող տեղեկատվության հոսքերին, որի էներգիայի աղբյուրը էլեկտրաէներգիան է։ Ստեղծվել են տեղեկատվության ստացման, դրա կուտակման, մշակման ու փոխանցման բոլորովին նոր միջոցներ, որոնք միասին կազմում են տեղեկատվական համալիր կառուցվածք։ Այն ներառում է ավտոմատ կառավարման համակարգեր (ավտոմատ կառավարման համակարգեր), տեղեկատվական տվյալների բանկեր, ավտոմատ տեղեկատվական բազաներ, համակարգչային կենտրոններ, վիդեո տերմինալներ, պատճենահանող և հեռագրական մեքենաներ, համազգային տեղեկատվական համակարգեր, արբանյակային և արագընթաց օպտիկամանրաթելային կապի համակարգեր. այս ամենը անսահմանափակ կերպով ընդլայնվել է: էլեկտրաէներգիայի օգտագործման շրջանակը.

Շատ գիտնականներ կարծում են, որ այս դեպքում խոսքը գնում է նոր «տեղեկատվական» քաղաքակրթության մասին, որը փոխարինում է արդյունաբերական տիպի հասարակության ավանդական կազմակերպմանը։ Այս մասնագիտացումը բնութագրվում է հետևյալ կարևոր հատկանիշներով.

· տեղեկատվական տեխնոլոգիաների համատարած օգտագործումը նյութական և ոչ նյութական արտադրության մեջ, գիտության, կրթության, առողջապահության և այլնի բնագավառում.

տվյալների տարբեր բանկերի լայն ցանցի առկայությունը, ներառյալ հանրային օգտագործումը.

· տեղեկատվության վերածումը տնտեսական, ազգային և անձնական զարգացման կարևորագույն գործոններից մեկի.

տեղեկատվության ազատ շրջանառությունը հասարակության մեջ.

Արդյունաբերական հասարակությունից «տեղեկատվական քաղաքակրթության» նման անցումը հնարավոր դարձավ մեծապես էներգիայի զարգացման և փոխանցման և օգտագործման մեջ էներգիայի հարմար տեսակի՝ էլեկտրական էներգիայի ապահովման շնորհիվ։

Էլեկտրաէներգիան արտադրության մեջ.

Ժամանակակից հասարակությունը հնարավոր չէ պատկերացնել առանց արտադրական գործունեության էլեկտրիֆիկացման։ Արդեն 1980-ականների վերջին աշխարհում ամբողջ էներգիայի սպառման 1/3-ից ավելին իրականացվում էր էլեկտրական էներգիայի տեսքով։ Հաջորդ դարասկզբին այդ համամասնությունը կարող է աճել մինչև 1/2։ Էլեկտրաէներգիայի սպառման նման աճը առաջին հերթին կապված է արդյունաբերությունում դրա սպառման աճի հետ։ Արդյունաբերական ձեռնարկությունների հիմնական մասն աշխատում է էլեկտրաէներգիայի վրա։ Էլեկտրաէներգիայի մեծ սպառումը բնորոշ է էներգատար արդյունաբերություններին, ինչպիսիք են մետալուրգիան, ալյումինի և ինժեներական արդյունաբերությունները:

Էլեկտրականություն տանը.

Էլեկտրաէներգիան առօրյա կյանքում կարևոր օգնական է: Մենք ամեն օր առնչվում ենք դրան, և, հավանաբար, արդեն չենք պատկերացնում մեր կյանքը առանց դրա։ Հիշիր, երբ վերջին անգամ ես անջատել լույսը, այսինքն՝ տունդ հոսանք չի ստացել, հիշիր, թե ինչպես էիր երդվում, որ ոչ մի բանի ժամանակ չունես և լույսի կարիք ունես, քեզ պետք է հեռուստացույց, թեյնիկ և էլի մի փունջ։ էլեկտրական սարքեր. Ի վերջո, եթե մենք ընդմիշտ լիցքաթափվենք, ապա մենք պարզապես կվերադառնանք այն հնագույն ժամանակներին, երբ կերակուրը եփում էին կրակի վրա և ապրում էին սառը վիգվամների մեջ։

Էլեկտրաէներգիայի կարևորությունը մեր կյանքում կարելի է ծածկել մի ամբողջ բանաստեղծությամբ, այն այնքան կարևոր է մեր կյանքում, և մենք այնքան սովոր ենք դրան։ Թեև մենք այլևս չենք նկատում, որ նա գալիս է մեր տուն, բայց երբ նրան անջատում են, դա շատ անհարմար է դառնում։

Գնահատե՛ք էլեկտրաէներգիան։

Մատենագիտություն.

1. Գրոմովի «Ֆիզիկա, 10-րդ դասարան» դասագիրք: Մոսկվա: Լուսավորություն.

2. Երիտասարդ ֆիզիկոսի հանրագիտարանային բառարան. Բաղադրյալ. Վ.Ա. Չույանով, Մոսկվա: Մանկավարժություն.

3. Allion L., Wilcons W.. Ֆիզիկա. Մոսկվա: Նաուկա.

4. Koltun M. Ֆիզիկայի աշխարհ. Մոսկվա.

5. Էներգիայի աղբյուրներ. Փաստեր, խնդիրներ, լուծումներ. Մոսկվա: Գիտություն և տեխնոլոգիա.

6. Ոչ ավանդական էներգիայի աղբյուրներ. Մոսկվա: Գիտելիք.

7. Յուդասին Լ.Ս. Էներգիա. խնդիրներ և հույսեր. Մոսկվա: Լուսավորություն.

8. Պոդգորնի Ա.Ն. Ջրածնի էներգիա. Մոսկվա: Նաուկա.

Չուվաշիայի Հանրապետության կրթության նախարարության SPO «ASHT» հանրային ուսումնական հաստատություն

ՄԵԹՈԴԱԿԱՆ

ԶԱՐԳԱՑՈՒՄ

բաց դաս «Ֆիզիկա» առարկայից.

Թեմա՝ Էլեկտրական էներգիայի արտադրություն, փոխանցում և սպառում

բարձրագույն որակավորման կատեգորիա

Ալաթիր, 2012 թ

ՀԱՄԱՐՎԵԼ Է

մեթոդական հանձնաժողովի նիստում

հումանիտար և բնական գիտություններ

առարկաներ

Արձանագրություն թիվ __ «___» ______ 2012 թ

նախագահ ____________________

Գրախոս՝ Էրմակովա Ն.Է., ԲԷԻ ԿՀ ՍՊՕ «ԱՇՏ» դասախոս, Հումանիտար և բնական գիտությունների կենտրոնական կոմիտեի նախագահ

Այսօր էներգիան մնում է մարդկային կյանքի հիմնական բաղադրիչը։ Այն հնարավորություն է տալիս ստեղծել տարբեր նյութեր, և հանդիսանում է նոր տեխնոլոգիաների զարգացման հիմնական գործոններից մեկը։ Պարզ ասած, առանց յուրացնելու էներգիայի տարբեր տեսակներ, մարդն ի վիճակի չէ լիարժեք գոյություն ունենալ։ Դժվար է պատկերացնել ժամանակակից քաղաքակրթության գոյությունն առանց էլեկտրականության։ Եթե ​​մեր բնակարանում լույսը գոնե մի քանի րոպեով անջատված է, ապա մենք արդեն բազմաթիվ անհարմարություններ ենք ունենում։ Իսկ ի՞նչ է լինում, երբ մի քանի ժամով հոսանքազրկվում է։ Էլեկտրական հոսանքը էլեկտրաէներգիայի հիմնական աղբյուրն է: Այդ իսկ պատճառով շատ կարևոր է ներկայացնել ֆիզիկական հիմքերը փոփոխական էլեկտրական հոսանքի ստացման, փոխանցման և օգտագործման համար:

1. 
   Բացատրական նշում
2. 
   Հիմնական մասի բովանդակությունը
3. 
   Մատենագիտական ​​ցանկ
4. 
   Դիմումներ.

Բացատրական նշում

Նպատակները:
- ուսանողներին ծանոթացնել արտադրության, փոխանցման ֆիզիկական հիմքերին և

էլեկտրական էներգիայի օգտագործումը

Նպաստել ուսանողների շրջանում տեղեկատվական և հաղորդակցական հմտությունների ձևավորմանը

իրավասությունները

Խորացնել գիտելիքները էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերության զարգացման և հարակից շրջակա միջավայրի վերաբերյալ

խնդիրներ՝ խթանելով շրջակա միջավայրի պահպանման համար պատասխանատվության զգացումը

Ընտրված թեմայի հիմնավորումը.

Անհնար է պատկերացնել մեր այսօրվա կյանքը առանց էլեկտրական էներգիայի։ Էլեկտրաէներգետիկ արդյունաբերությունը ներխուժել է մարդկային գործունեության բոլոր ոլորտները՝ արդյունաբերություն և գյուղատնտեսություն, գիտություն և տիեզերք։ Մեր ապրելակերպն անհնար է պատկերացնել առանց էլեկտրականության։ Էլեկտրաէներգիան եղել և մնում է մարդկային կյանքի հիմնական բաղադրիչը։ Ինչպիսի՞ն կլինի XXI դարի էներգիան: Այս հարցին պատասխանելու համար անհրաժեշտ է իմանալ էլեկտրաէներգիայի արտադրության հիմնական մեթոդները, ուսումնասիրել ժամանակակից էլեկտրաէներգիայի արտադրության խնդիրներն ու հեռանկարները ոչ միայն Ռուսաստանում, այլև Չուվաշիայի և Ալաթիրի տարածքում:Այս դասը թույլ է տալիս ուսանողներին զարգացնել կարողությունները: մշակել տեղեկատվություն և կիրառել տեսական գիտելիքները գործնականում, զարգացնել ինքնուրույն աշխատանքի հմտություններ տեղեկատվության տարբեր աղբյուրների հետ: Այս դասը բացահայտում է տեղեկատվական և հաղորդակցական իրավասությունների ձևավորման հնարավորությունները

Դասի պլան

«Ֆիզիկա» առարկայից
Ամսաթիվ՝ 16.04.2012թ
Խումբ՝ 11 tv
Նպատակները:

- կրթական: - ուսանողներին ծանոթացնել արտադրության ֆիզիկական հիմքերին,

էլեկտրական էներգիայի փոխանցում և օգտագործում

Նպաստել տեղեկատվության ձևավորմանը և

հաղորդակցական իրավասություն

Էլեկտրաէներգետիկ արդյունաբերության զարգացման և հարակից գիտելիքների խորացում

այս բնապահպանական խնդիրները՝ խթանելով պատասխանատվության զգացումը

շրջակա միջավայրի պահպանման համար

- զարգացող:: - ձևավորել տեղեկատվություն մշակելու և կիրառելու հմտություններ

տեսության իմացություն գործնականում;

Զարգացնել տարբեր մարդկանց հետ ինքնուրույն աշխատելու հմտություններ

տեղեկատվության աղբյուրները

Մշակել ճանաչողական հետաքրքրություն առարկայի նկատմամբ:
- կրթական: - կրթել ուսանողների ճանաչողական գործունեությունը.

Զարգացնել լսելու և լսելու կարողությունը;

Աշակերտների անկախությունը զարգացնել նորը ձեռք բերելու հարցում

գիտելիք

- զարգացնել հաղորդակցման հմտությունները խմբերում աշխատելիս
Առաջադրանք.Էլեկտրական էներգիայի արտադրության, փոխանցման և օգտագործման հիմնական իրավասությունների ձևավորում
Դասի տեսակը- դաս
Դասի տեսակը- համակցված դաս
Կրթության միջոցներ.դասագրքեր, տեղեկատուներ, ձեռնարկներ, մուլտիմեդիա պրոյեկտոր,

էկրան, էլեկտրոնային ներկայացում

Դասի առաջընթաց.

1. 
   Կազմակերպչական պահ (բացակայողների ստուգում, խմբային պատրաստվածություն դասին)
2. 
   Թիրախային տարածության կազմակերպում
3. 
   Սովորողների գիտելիքների ստուգում, թեմայի և հարցման պլանի զեկուցում, նպատակների սահմանում

Թեմա՝ «Տրանսֆորմատորներ»

Ուսուցչի գործողությունները	Ուսանողների գործողություններ	Մեթոդներ
Անցկացնում է ճակատային զրույց, ուղղում ուսանողների պատասխանները. 1) Որո՞նք են էլեկտրական էներգիայի առավելությունները էներգիայի այլ տեսակների նկատմամբ: 2) Ո՞ր սարքն է օգտագործվում փոփոխական հոսանքի և լարման ուժը փոխելու համար: 3) Ո՞րն է դրա նպատակը: 4) Ինչպիսի՞ն է տրանսֆորմատորի կառուցվածքը: 6) Որքա՞ն է փոխակերպման հարաբերակցությունը: Ինչպե՞ս է այն թվային առումով: 7) Ո՞ր տրանսֆորմատորն է կոչվում բարձրացում, ո՞րը՝ ներքև: 8) Ի՞նչ է կոչվում տրանսֆորմատորի հզորությունը: Առաջարկում է խնդիր լուծել Անցկացնում է թեստավորում Ուսանողներին առաջարկում է թեստի բանալիները ինքնաքննման համար	Պատասխանել հարցերին Գտեք ճիշտ պատասխանները Ուղղեք ընկերների պատասխանները Մշակել նրանց վարքի չափանիշներ Համեմատեք և գտաք ընդհանուր և տարբեր երևույթների մեջ Վերլուծե՛ք լուծումը, փնտրե՛ք սխալներ, հիմնավորե՛ք պատասխանը Պատասխանեք թեստի հարցերին Անցկացնել թեստերի խաչաձև ստուգում	Ճակատային զրույց Խնդրի լուծում Փորձարկում

1. 
   Ուսումնասիրված բաժնի հիմնական դրույթների ստուգման արդյունքների ամփոփում
2. 
   Թեմայի զեկուցում, նպատակ դնել, նոր նյութ ուսումնասիրելու պլան

Թեմա՝ «Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն, փոխանցում և սպառում».
Պլան՝ 1) Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն.

ա) Արդյունաբերական էներգիա (ՀԷԿ, ՋԷԿ, ԱԷԿ)

բ) Այլընտրանքային էներգիա (GeoTPP, SPP, WPP, TPP)

2) էլեկտրաէներգիայի փոխանցում

3) էլեկտրական էներգիայի արդյունավետ օգտագործում

4) Չուվաշի Հանրապետության էներգետիկան

1. 
   Ուսանողների կրթական գործունեության մոտիվացիա

Ուսուցչի գործողությունները	Ուսանողների գործողություններ	Ուսումնասիրության մեթոդ
Կազմակերպում է թիրախային տարածքը, ներկայացնում է թեմայի ուսումնասիրության պլանը Ներկայացնում է էլեկտրաէներգիայի արտադրության հիմնական մեթոդները Հրավիրում է ուսանողներին ընդգծել էլեկտրաէներգիայի արտադրության ֆիզիկական հիմքերը Առաջարկում է լրացնել ամփոփ աղյուսակ Ձևավորում է տեղեկատվություն մշակելու, հիմնականը կարևորելու, վերլուծելու, համեմատելու, ընդհանուր և տարբեր գտնելու, եզրակացություններ անելու ունակություն.	Ճանաչեք նպատակները, գրեք պլան Լսեք, հասկացեք, վերլուծեք Կազմեք զեկույց, լսեք բանախոսին, ըմբռնեք այն, ինչ նրանք լսեցին, եզրակացություններ արեք Հետազոտել միջոցները, ամփոփել, եզրակացություններ անել, լրացնել աղյուսակը Համեմատեք, գտեք ընդհանուր և տարբեր	Ընդլայնված անկախ աշխատանք Ուսումնասիրել Զեկուցում է ուսանողը

1. 
   Նոր նյութի ամրագրում

1. 
   Նյութի ընդհանրացում և համակարգում:
2. 
   Ամփոփելով դասը.
3. 
   Արտադասարանական ժամերին սովորողների ինքնուրույն աշխատանքի առաջադրանք.

• 
  Դասագիրք § 39-41, լրացրեք աղյուսակը

Թեմա՝ Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն, փոխանցում և սպառում
Անհնար է պատկերացնել մեր այսօրվա կյանքը առանց էլեկտրական էներգիայի։ Էլեկտրաէներգետիկ արդյունաբերությունը ներխուժել է մարդկային գործունեության բոլոր ոլորտները՝ արդյունաբերություն և գյուղատնտեսություն, գիտություն և տիեզերք։ Մեր ապրելակերպն անհնար է պատկերացնել առանց էլեկտրականության։ Էլեկտրաէներգիայի նման համատարած օգտագործումը պայմանավորված է էներգիայի այլ տեսակների նկատմամբ ունեցած առավելություններով։ Էլեկտրաէներգիան եղել և մնում է մարդկային կյանքի հիմնական բաղադրիչը Հիմնական հարցերը՝ որքա՞ն էներգիա է պետք մարդկությանը։ Ինչպիսի՞ն կլինի XXI դարի էներգիան: Այս հարցերին պատասխանելու համար անհրաժեշտ է իմանալ էլեկտրաէներգիայի արտադրության հիմնական մեթոդները, ուսումնասիրել ժամանակակից էլեկտրաէներգիայի արտադրության խնդիրներն ու հեռանկարները ոչ միայն Ռուսաստանում, այլև Չուվաշիայի և Ալաթիրի տարածքում:

Տարբեր տեսակի էներգիայի փոխակերպումը էլեկտրական էներգիայի տեղի է ունենում էլեկտրակայաններում: Դիտարկենք էլեկտրակայաններում էլեկտրաէներգիայի արտադրության ֆիզիկական հիմքերը:

Ռուսաստանում էլեկտրաէներգիայի արտադրության վիճակագրական տվյալներ, միլիարդ կՎտժ

Կախված փոխակերպվող էներգիայի տեսակից, էլեկտրակայանները կարելի է բաժանել հետևյալ հիմնական տեսակների.

• 
  Արդյունաբերական էլեկտրակայաններ՝ ՀԷԿ, ՋԷԿ, ԱԷԿ
• 
  Այլընտրանքային էներգիայի էլեկտրակայաններ՝ PES, SES, WES, GeoTPS

հիդրոէլեկտրակայաններ
Հիդրոէլեկտրակայանը կառուցվածքների և սարքավորումների համալիր է, որի միջոցով ջրի հոսքի էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի: ՀԷԿ-ում էլեկտրաէներգիան ստացվում է ավելի բարձր մակարդակից ցածր մակարդակ հոսող ջրի էներգիայի միջոցով: և տուրբին պտտելը: Պատնեշը հիդրոէլեկտրակայանի ամենակարևոր և ամենաթանկ տարրն է։ Ջուրը հատուկ խողովակաշարերով կամ պատնեշի մարմնում արված ջրանցքներով հոսում է վերևից դեպի վար և ձեռք է բերում մեծ արագություն։ Ջրի շիթը մտնում է հիդրոտուրբինի շեղբերները։ Հիդրոտուրբինային ռոտորը շարժվում է ջրի շիթային կենտրոնախույս ուժով: Տուրբինի լիսեռը միացված է էլեկտրական գեներատորի լիսեռին, և երբ գեներատորի ռոտորը պտտվում է, ռոտորի մեխանիկական էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի։
Վառելիքաէներգետիկ ռեսուրսների համեմատ հիդրոէներգետիկ ռեսուրսների կարևորագույն հատկանիշը դրանց շարունակական նորացումն է։ ՀԷԿ-երի համար վառելիքի կարիքի բացակայությունը պայմանավորում է ՀԷԿ-երում արտադրվող էլեկտրաէներգիայի ցածր արժեքը։ Այնուամենայնիվ, հիդրոէներգիան էկոլոգիապես մաքուր չէ: Երբ ամբարտակ է կառուցվում, ջրամբար է գոյանում։ Ջուրը, որը լցվում է հսկայական տարածքներ, անդառնալիորեն փոխում է շրջակա միջավայրը։ Գետի մակարդակի բարձրացումը ամբարտակով կարող է առաջացնել ջրածածկույթ, աղի, ափամերձ բուսականության և միկրոկլիմայի փոփոխություններ: Ուստի էկոլոգիապես մաքուր հիդրավլիկ կառույցների ստեղծումն ու օգտագործումը այնքան կարևոր է:
Ջերմաէլեկտրակայաններ
ՋԷԿ (ՋԷԿ) էլեկտրակայան է, որն արտադրում է էլեկտրական էներգիա հանածո վառելիքի այրման ժամանակ արտանետվող ջերմային էներգիայի փոխակերպման արդյունքում։ ՋԷԿ-երի վառելիքի հիմնական տեսակներն են բնական ռեսուրսները՝ գազը, քարածուխը, տորֆը, նավթային թերթաքարերը, մազութը։ ՋԷԿ-երը բաժանվում են երկու խմբի՝ կոնդենսացիոն և համակցված կամ ջեռուցման կայաններ (CHP): Կոնդենսացիոն կայանները սպառողներին մատակարարում են միայն էլեկտրական էներգիա: Դրանք կառուցված են տեղական վառելիքի հանքավայրերի մոտ՝ այն մեծ հեռավորությունների վրա չտանելու համար։ Ջեռուցման կայանները սպառողներին մատակարարում են ոչ միայն էլեկտրական էներգիա, այլև ջերմություն՝ գոլորշու կամ տաք ջրով, ուստի CHP-ները կառուցվում են ջերմային ընդունիչների մոտ, արդյունաբերական շրջանների և խոշոր քաղաքների կենտրոններում՝ ջեռուցման ցանցերի երկարությունը նվազեցնելու համար: Վառելիքը ՋԷԿ է տեղափոխվում դրա արտադրության վայրերից։ ՋԷԿ-ի շարժիչի սենյակում տեղադրված է ջրով կաթսա։ Վառելիքի այրման արդյունքում առաջացած ջերմության պատճառով գոլորշու կաթսայի ջուրը տաքանում է, գոլորշիանում, և արդյունքում ստացված հագեցած գոլորշին հասցվում է 550 ° C ջերմաստիճանի և 25 ՄՊա ճնշման տակ մտնում է գոլորշու տուրբին։ գոլորշու խողովակաշարով, որի նպատակը գոլորշու ջերմային էներգիան մեխանիկական էներգիայի վերածելն է։ Շոգետուրբինի շարժման էներգիան էլեկտրական էներգիայի է վերածվում գեներատորի միջոցով, որի լիսեռը ուղղակիորեն միացված է տուրբինի լիսեռին։ Գոլորշի տուրբինից հետո ջրի գոլորշին, որն արդեն ունի ցածր ճնշում և մոտ 25 ° C ջերմաստիճան, մտնում է կոնդենսատոր: Այստեղ գոլորշին սառեցնող ջրի միջոցով վերածվում է ջրի, որը պոմպի միջոցով նորից սնվում է կաթսա։ Ցիկլը նորից է սկսվում։ ՋԷԿ-երը աշխատում են հանածո վառելիքով, բայց դրանք, ցավոք, անփոխարինելի բնական ռեսուրսներ են։ Բացի այդ, ՋԷԿ-երի շահագործումն ուղեկցվում է բնապահպանական խնդիրներով. վառելիքի այրման ժամանակ առաջանում է շրջակա միջավայրի ջերմային և քիմիական աղտոտում, ինչը վնասակար ազդեցություն է ունենում ջրային մարմինների կենդանի աշխարհի և խմելու ջրի որակի վրա։
Ատոմակայաններ
Ատոմային էլեկտրակայանը (ԱԷԿ) էլեկտրակայան է, որտեղ միջուկային (միջուկային) էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի։ Ատոմային էլեկտրակայանները գործում են նույն սկզբունքով, ինչ ՋԷԿ-երը, սակայն գոլորշիացման համար օգտագործում են ծանր ատոմային միջուկների (ուրանի, պլուտոնիում) տրոհումից ստացված էներգիան։ Ռեակտորի միջուկում տեղի են ունենում միջուկային ռեակցիաներ, որոնք ուղեկցվում են հսկայական էներգիայի արտազատմամբ։ Ջուրը, որը շփվում է ռեակտորի միջուկի վառելիքի տարրերի հետ, ջերմություն է վերցնում դրանցից և ջերմափոխանակիչում այդ ջերմությունը փոխանցում է նաև ջրին, բայց այլևս չի ներկայացնում ռադիոակտիվ ճառագայթման վտանգ: Քանի որ ջերմափոխանակիչում ջուրը վերածվում է գոլորշու, այն կոչվում է գոլորշու գեներատոր: Տուրբին է մտնում տաք գոլորշին, որը գոլորշու ջերմային էներգիան վերածում է մեխանիկական էներգիայի։ Շոգետուրբինի շարժման էներգիան էլեկտրական էներգիայի է վերածվում գեներատորի միջոցով, որի լիսեռը ուղղակիորեն միացված է տուրբինի լիսեռին։ Ատոմակայանները, որոնք ամենաարդիական տիպի էլեկտրակայաններն են, ունեն մի շարք նշանակալի առավելություններ այլ տեսակի էլեկտրակայանների նկատմամբ. դրանք չեն պահանջում կապել հումքի աղբյուրին և իրականում կարող են տեղակայվել ցանկացած վայրում և համարվում են էկոլոգիապես անվտանգ։ նորմալ շահագործման ընթացքում: Բայց ատոմակայաններում վթարների դեպքում առկա է շրջակա միջավայրի ճառագայթային աղտոտման պոտենցիալ վտանգ։ Բացի այդ, էական խնդիր է մնում ռադիոակտիվ թափոնների հեռացումը և իրենց ժամանակին սպասարկված ատոմակայանների ապամոնտաժումը։
Այլընտրանքային էներգիան էներգիա ստանալու խոստումնալից մեթոդների մի շարք է, որոնք այնքան էլ տարածված չեն, որքան ավանդականները, բայց հետաքրքրություն են ներկայացնում դրանց օգտագործման շահութաբերության պատճառով՝ տարածքի էկոլոգիային վնաս հասցնելու ցածր ռիսկով: Այլընտրանքային էներգիայի աղբյուր - մեթոդ, սարք կամ կառուցվածք, որը թույլ է տալիս ստանալ էլեկտրական էներգիա (կամ այլ պահանջվող էներգիա) և փոխարինում է էներգիայի ավանդական աղբյուրներին, որոնք աշխատում են նավթի, բնական գազի և ածուխի վրա: Այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրների որոնման նպատակը վերականգնվող կամ գործնականում անսպառ բնական ռեսուրսների և երևույթների էներգիայից այն ստանալու անհրաժեշտությունն է։
Մակընթացային էլեկտրակայաններ
Մակընթացային էներգիայի օգտագործումը սկսվել է 11-րդ դարում, երբ Սպիտակ և Հյուսիսային ծովերի ափերին հայտնվեցին ջրաղացներ և սղոցարաններ։ Այնուհետև օրական երկու անգամ օվկիանոսի մակարդակը բարձրանում է Լուսնի և Արեգակի գրավիտացիոն ուժերի ազդեցությամբ, որոնք դեպի իրենց են ձգում ջրի զանգվածները: Ափից հեռու ջրի մակարդակի տատանումները չեն գերազանցում 1 մ-ը, սակայն ափին մոտ դրանք կարող են հասնել 13-18 մետրի։ Ամենապարզ մակընթացային էլեկտրակայանի (PES) սարքի համար անհրաժեշտ է լողավազան՝ պատնեշով կամ գետաբերանով արգելափակված ծոց: Պատնեշում կան հեղեղատարներ և տեղադրված են հիդրոտուրբիններ, որոնք պտտում են գեներատորը։ Տնտեսապես նպատակահարմար է համարվում մակընթացային էլեկտրակայանների կառուցումը ծովի մակարդակի առնվազն 4 մետր մակընթացային տատանումներով տարածքներում: Կրկնակի գործող մակընթացային էլեկտրակայաններում տուրբինները շարժվում են ջրի շարժմամբ ծովից դեպի լողավազան և ետ: Երկկողմանի մակընթացային էլեկտրակայանները կարող են անընդհատ էլեկտրաէներգիա արտադրել 4-5 ժամ 1-2 ժամ ընդմիջումներով օրական չորս անգամ: Տուրբինների շահագործման ժամանակը մեծացնելու համար կան ավելի բարդ սխեմաներ՝ երկու, երեք և ավելի լողավազաններով, սակայն նման նախագծերի արժեքը շատ բարձր է: Մակընթացային էլեկտրակայանների թերությունն այն է, որ դրանք կառուցված են միայն ծովերի և օվկիանոսների ափերին, բացի այդ, շատ բարձր հզորություն չեն զարգացնում, իսկ մակընթացությունները տեղի են ունենում օրական ընդամենը երկու անգամ։ Եվ նույնիսկ դրանք էկոլոգիապես մաքուր չեն: Դրանք խաթարում են աղի և քաղցրահամ ջրի բնականոն փոխանակումը և, հետևաբար, ծովային բուսական և կենդանական աշխարհի կենսապայմանները: Դրանք նաև ազդում են կլիմայի վրա, քանի որ փոխում են ծովային ջրերի էներգետիկ ներուժը, դրանց արագությունը և շարժման տարածքը։
հողմակայաններ
Քամու էներգիան արեգակնային էներգիայի անուղղակի ձև է, որը Երկրի մթնոլորտում ջերմաստիճանի և ճնշման տարբերության արդյունք է։ Երկիր հասնող արեգակնային էներգիայի մոտ 2%-ը վերածվում է քամու էներգիայի։ Քամին էներգիայի վերականգնվող աղբյուր է։ Նրա էներգիան կարող է օգտագործվել Երկրի գրեթե բոլոր շրջաններում։ Հողմային էլեկտրակայաններից էլեկտրաէներգիա ստանալը չափազանց գրավիչ, բայց միևնույն ժամանակ տեխնիկապես դժվար խնդիր է: Դժվարությունը քամու էներգիայի շատ մեծ ցրվածության և դրա անկայունության մեջ է: Հողմակայանների շահագործման սկզբունքը պարզ է՝ քամին պտտում է մոնտաժի սայրերը՝ շարժման մեջ դնելով գեներատորի լիսեռը։ Գեներատորը արտադրում է էլեկտրական էներգիա, և այդպիսով քամու էներգիան վերածվում է էլեկտրական հոսանքի։ Հողմակայանների արտադրությունը շատ էժան է, բայց դրանց հզորությունը փոքր է, և դրանք կախված են եղանակից: Բացի այդ, դրանք շատ աղմկոտ են, ուստի մեծ տեղակայանքները նույնիսկ գիշերը պետք է անջատվեն: Բացի այդ, հողմակայանները խանգարում են օդային երթեւեկությանը, նույնիսկ ռադիոալիքներին: Հողմակայանների օգտագործումը հանգեցնում է օդային հոսքերի ուժի տեղական թուլացմանը, ինչը խանգարում է արդյունաբերական տարածքների օդափոխությանը և նույնիսկ ազդում կլիմայի վրա: Վերջապես, հողմակայանների օգտագործման համար հսկայական տարածքներ են անհրաժեշտ, շատ ավելին, քան այլ տեսակի էներգիայի գեներատորների համար: Այնուամենայնիվ, ջերմային շարժիչներով մեկուսացված հողմակայանները և ջերմային և հիդրոէլեկտրակայաններին զուգահեռ գործող հողմակայանները պետք է կարևոր տեղ զբաղեցնեն այն տարածքների էներգիայի մատակարարման մեջ, որտեղ քամու արագությունը գերազանցում է 5 մ/վրկ-ը:
երկրաջերմային էլեկտրակայաններ
Երկրաջերմային էներգիան Երկրի ներքին էներգիան է: Հրաբխների ժայթքումը մոլորակի ներսում ահռելի ջերմության հստակ վկայությունն է: Գիտնականները Երկրի միջուկի ջերմաստիճանը գնահատում են հազարավոր Ցելսիուսի աստիճան: Երկրաջերմային ջերմությունը ստորգետնյա տաք ջրի և ջրի գոլորշու մեջ պարունակվող ջերմությունն է և տաքացվող չոր ապարների ջերմությունը։ Երկրաջերմային ջերմաէլեկտրակայանները (GeoTPPs) Երկրի ներքին ջերմությունը (տաք գոլորշու ջրի աղբյուրների էներգիան) վերածում են էլեկտրական էներգիայի։ Երկրաջերմային էներգիայի աղբյուրները կարող են լինել բնական ջերմային կրիչների ստորգետնյա լողավազանները՝ տաք ջուր կամ գոլորշի: Ըստ էության, դրանք ուղղակիորեն պատրաստ օգտագործման «ստորգետնյա կաթսաներ» են, որտեղից կարելի է ջուր կամ գոլորշի դուրս բերել սովորական հորատանցքերի միջոցով: Այս կերպ ստացված բնական գոլորշին խողովակների քայքայում առաջացնող գազերից նախնական մաքրումից հետո ուղարկվում է էլեկտրական գեներատորներին միացված տուրբիններ։ Երկրաջերմային էներգիայի օգտագործումը մեծ ծախսեր չի պահանջում, քանի որ. Տվյալ դեպքում խոսքը արդեն «օգտագործման պատրաստ» էներգիայի աղբյուրների մասին է, որոնք ստեղծված են հենց բնության կողմից: GeoTPP-ի թերությունները ներառում են հողերի տեղային նստեցման և սեյսմիկ ակտիվության արթնացման հնարավորությունը: Իսկ գետնից դուրս եկող գազերը մոտակայքում մեծ աղմուկ են ստեղծում եւ կարող են, առավել եւս, թունավոր նյութեր պարունակել։ Բացի այդ, հնարավոր չէ ամենուր ԳեոՋԷԿ կառուցել, քանի որ դրա կառուցման համար անհրաժեշտ են երկրաբանական պայմաններ։
Արևային էլեկտրակայաններ
Արեգակնային էներգիան մարդու կողմից էներգիայի ամենաշքեղ, էժան, բայց, թերևս, ամենաքիչ օգտագործվող աղբյուրն է։ Արեգակնային էներգիայի փոխակերպումը էլեկտրական էներգիայի իրականացվում է արևային էլեկտրակայանների օգնությամբ։ Կան թերմոդինամիկ արևային էլեկտրակայաններ, որոնցում արևի էներգիան սկզբում վերածվում է ջերմության, իսկ հետո՝ էլեկտրականության; և ֆոտոգալվանային կայաններ, որոնք ուղղակիորեն արևի էներգիան վերածում են էլեկտրական էներգիայի: Ֆոտովոլտային կայանները անխափան սնուցում են գետի բոյերին, ազդանշանային լույսերին, վթարային կապի համակարգերին, փարոսային լամպերին և դժվար հասանելի վայրերում գտնվող բազմաթիվ այլ օբյեկտներին: Քանի որ արևային մարտկոցները բարելավվում են, դրանք կօգտագործվեն բնակելի շենքերում ինքնավար էլեկտրամատակարարման համար (ջեռուցում, տաք ջրամատակարարում, լուսավորություն և կենցաղային տեխնիկայի սնուցում): Արևային էլեկտրակայանները զգալի առավելություն ունեն այլ տեսակի կայանների նկատմամբ՝ վնասակար արտանետումների և շրջակա միջավայրի մաքրության բացակայություն, անսխալ շահագործում և երկրագնդի ինտերիերի անձեռնմխելի պահպանում:
Էլեկտրաէներգիայի փոխանցում հեռավորության վրա
Էլեկտրաէներգիան արտադրվում է վառելիքի կամ ջրային ռեսուրսների աղբյուրների մոտ, մինչդեռ դրա սպառողները գտնվում են ամենուր։ Ուստի անհրաժեշտություն կա էլեկտրաէներգիա փոխանցել մեծ հեռավորությունների վրա։ Դիտարկենք գեներատորից սպառող էլեկտրաէներգիայի փոխանցման սխեմատիկ դիագրամը: Սովորաբար, էլեկտրակայաններում փոփոխական հոսանքի գեներատորները արտադրում են 20 կՎ-ից ոչ ավելի լարում, քանի որ ավելի բարձր լարման դեպքում կտրուկ մեծանում է ոլորուն և գեներատորի այլ մասերում մեկուսացման էլեկտրական խզման հնարավորությունը: Հաղորդվող հզորությունը պահպանելու համար էլեկտրահաղորդման գծում լարումը պետք է լինի առավելագույնը, ուստի մեծ էլեկտրակայաններում տեղադրվում են բարձրացնող տրանսֆորմատորներ: Այնուամենայնիվ, էլեկտրահաղորդման գծում լարումը սահմանափակ է. եթե լարումը չափազանց բարձր է, լարերի միջև տեղի են ունենում արտանետումներ, ինչը հանգեցնում է էներգիայի կորստի: Արդյունաբերական ձեռնարկություններում էլեկտրաէներգիայի օգտագործման համար պահանջվում է լարման զգալի կրճատում, որն իրականացվում է աստիճանական տրանսֆորմատորների օգնությամբ: Լարման հետագա նվազումը մինչև մոտ 4 կՎ արժեք է անհրաժեշտ տեղական ցանցերի միջոցով էլեկտրաէներգիայի բաշխման համար, այսինքն. լարերի երկայնքով, որոնք մենք տեսնում ենք մեր քաղաքների ծայրամասերում: Ավելի քիչ հզոր տրանսֆորմատորները նվազեցնում են լարումը մինչև 220 Վ (անհատական ​​սպառողների մեծ մասի կողմից օգտագործվող լարումը):

Էլեկտրաէներգիայի արդյունավետ օգտագործում
Էլեկտրաէներգիան զգալի տեղ է զբաղեցնում յուրաքանչյուր ընտանիքի ծախսային հոդվածում։ Դրա արդյունավետ օգտագործումը զգալիորեն կնվազեցնի ծախսերը։ Մեր բնակարաններում գնալով «գրանցվում» են համակարգիչներ, աման լվացող մեքենաներ, սննդի պրոցեսորներ։ Ուստի էլեկտրաէներգիայի արժեքը շատ զգալի է։ Էներգիայի սպառման ավելացումը հանգեցնում է ոչ վերականգնվող բնական ռեսուրսների՝ ածուխի, նավթի, գազի լրացուցիչ սպառման։ Վառելիքի այրման ժամանակ ածխաթթու գազ է արտանետվում մթնոլորտ, ինչը հանգեցնում է կլիմայի վնասակար փոփոխության: Էլեկտրաէներգիայի խնայողությունը թույլ է տալիս նվազեցնել բնական ռեսուրսների սպառումը և հետևաբար նվազեցնել վնասակար նյութերի արտանետումները մթնոլորտ:

Էներգախնայողության չորս քայլ

• 
  Մի մոռացեք անջատել լույսերը։
• 
  Օգտագործեք էներգախնայող լամպեր և A դասի կենցաղային տեխնիկա:
• 
  Լավ է մեկուսացնել պատուհանները և դռները:
• 
  Տեղադրեք ջերմամատակարարման կարգավորիչներ (փականով պարույրներ):

Չուվաշիայի էներգետիկ արդյունաբերությունը հանրապետության ամենազարգացած արդյունաբերություններից է, որի աշխատանքից ուղղակիորեն կախված է սոցիալական, տնտեսական և քաղաքական բարեկեցությունը։ Էներգիան տնտեսության գործունեության և հանրապետության կենսաապահովման հիմքն է։ Չուվաշիայի էներգետիկ համալիրի աշխատանքը այնքան ամուր է կապված մեր հանրապետության յուրաքանչյուր ձեռնարկության, հիմնարկի, ֆիրմայի, տան, յուրաքանչյուր բնակարանի և արդյունքում՝ մեր հանրապետության յուրաքանչյուր բնակչի առօրյայի հետ։

20-րդ դարի հենց սկզբին, երբ էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերությունը դեռ կատարում էր իր առաջին գործնական քայլերը։

Մինչև 1917 թ Ժամանակակից Չուվաշիայի տարածքում հասարակական օգտագործման համար ոչ մի էլեկտրակայան չկար։ Գյուղացիների տները վառվում էին ջահով։

Արդյունաբերության մեջ կար ընդամենը 16 հիմնական շարժիչ ուժ: Ալաթիրսկի շրջանում էլեկտրաէներգիան արտադրվում և օգտագործվում էր սղոցարանում և ալրաղացներում։ Մարպոսադի մոտ գտնվող թորման գործարանում փոքր էլեկտրակայան կար։ Առևտրականներ Տալանցևներն ունեին իրենց սեփական էլեկտրակայանը Յադրինի ձիթհանում։ Չեբոկսարիում վաճառական Եֆրեմովը փոքր էլեկտրակայան ուներ։ Նա սպասարկում էր սղոցարանն ու նրա երկու տները։

Չուվաշիա քաղաքների թե՛ տներում, թե՛ փողոցներում լույս գրեթե չկար։

Էներգետիկայի զարգացումը Չուվաշիայում սկսվում է 1917 թվականից հետո։ 1918 թվականից սկսվում է հանրային էլեկտրակայանների շինարարությունը, մեծ աշխատանք է տարվում Ալաթիր քաղաքում էլեկտրաէներգետիկ արդյունաբերություն ստեղծելու ուղղությամբ։ Որոշվեց առաջին էլեկտրակայանը կառուցել այն ժամանակ՝ նախկին Պոպովի գործարանում։

Չեբոկսարիում կոմունալ տնտեսության բաժինը զբաղվել է էլեկտրաֆիկացման հարցերով։ Նրա ջանքերով 1918 թ. վաճառական Եֆրեմովին պատկանող սղոցարանի էլեկտրակայանը վերսկսել է աշխատանքը։ Էլեկտրաէներգիան երկու գծով մատակարարվել է պետական ​​կառույցներին և փողոցների լուսավորությանը:

Չուվաշի ինքնավար շրջանի կազմավորումը (1920 թ. հունիսի 24) բարենպաստ պայմաններ ստեղծեց էներգետիկայի զարգացման համար։ Դա 1920թ. Սուր անհրաժեշտության հետ կապված՝ կոմունալ ծառայությունների տարածքային վարչությունը վերազինել է Չեբոկսարիի առաջին փոքր էլեկտրակայանը՝ 12 կՎտ հզորությամբ։

Մարիինսկո-Պոսադ էլեկտրակայանը վերազինվել է 1919թ. Մարպոսադ քաղաքային էլեկտրակայանը սկսել է էլեկտրաէներգիա ապահովել։ Ցիվիլսկայա էլեկտրակայանը կառուցվել է 1919 թվականին, սակայն էլեկտրահաղորդման գծերի բացակայության պատճառով էլեկտրամատակարարումը սկսել է արտադրվել միայն 1923 թվականից։

Այսպիսով, Չուվաշիայի էներգետիկ արդյունաբերության առաջին հիմքերը դրվեցին ինտերվենցիայի և քաղաքացիական պատերազմի տարիներին։ Ստեղծվեցին հանրային օգտագործման առաջին փոքր քաղաքային էլեկտրակայանները՝ մոտ 20 կՎտ ընդհանուր հզորությամբ։

Մինչև 1917 թվականի հեղափոխությունը Չուվաշիայի տարածքում հասարակական օգտագործման ոչ մի էլեկտրական կայան չկար, տներում տիրում էր ջահը։ Ջահով կամ կերոսինի լամպով նրանք աշխատում էին նույնիսկ փոքր արհեստանոցներում։ Այստեղ արհեստավորներն օգտագործում էին մեխանիկական շարժիչ տեխնիկա։ Ավելի պինդ ձեռնարկություններում, որտեղ վերամշակվում էր գյուղատնտեսական և անտառային մթերքները, թուղթը եփում, կարագը խառնում, ալյուրը աղացին,

կար 16 ցածր հզորության շարժիչներ։

Բոլշևիկների օրոք Ալաթիր քաղաքը դարձավ Չուվաշիայի էներգետիկ ոլորտում առաջամարտիկ: Այս փոքրիկ քաղաքում տեղի տնտեսական խորհրդի ջանքերով հայտնվեց առաջին հանրային էլեկտրակայանը։

Չեբոկսարիում 1918 թվականին ամբողջ էլեկտրիֆիկացիան կրճատվել է նրանով, որ էլեկտրակայանը վերականգնվել է վաճառական Եֆրեմովից առգրավված սղոցարանում, որը հայտնի է դարձել որպես «Հոկտեմբերի 25-ի անունը»։ Սակայն նրա էլեկտրաէներգիան բավականացնում էր միայն որոշ փողոցներ և պետական ​​հիմնարկներ լուսավորելու համար (վիճակագրության համաձայն՝ 1920 թ.-ին քաղաքի պաշտոնյաների համար փայլում էին մոտ 100 լամպ՝ 20 մոմ տարողությամբ)։

1924 թվականին կառուցվեցին ևս երեք փոքր էլեկտրակայաններ, իսկ 1924 թվականի հոկտեմբերի 1-ին ստեղծվեց Չուվաշի կոմունալ էլեկտրակայանների ասոցիացիան՝ CHOKES՝ կառավարելու ընդլայնվող էներգետիկ բազան։ 1925 թվականին հանրապետության պետական ​​պլանավորման կոմիտեն ընդունեց էլեկտրաֆիկացման պլան, որը նախատեսում էր 5 տարում կառուցել 8 նոր էլեկտրակայան՝ 5 քաղաքային (Չեբոկսարիում, Կանաշում, Մարպոսադում, Ցիվիլսկում և Յադրինում) և 3 գյուղական (Իբրեսիում, Վուրնարի և Ուրմարի): Այս նախագծի իրականացումը հնարավորություն տվեց էլեկտրաֆիկացնել 100 գյուղ՝ հիմնականում Չեբոկսարի և Ցիվիլսկի շրջաններում և Չեբոկսարի-Կանաշ մայրուղու երկայնքով, 700 գյուղացիական տնային տնտեսություններ և արհեստագործական որոշ արհեստանոցներ:
1929-1932 թվականներին հանրապետության քաղաքային և արդյունաբերական էլեկտրակայանների հզորությունն աճել է մոտ 10 անգամ; Այս էլեկտրակայանների կողմից էլեկտրաէներգիայի արտադրությունն աճել է մոտ 30 անգամ։

Հայրենական մեծ պատերազմի տարիներին մեծ միջոցառումներ են ձեռնարկվել հանրապետության արդյունաբերության էներգետիկ բազայի ամրապնդման ու զարգացման ուղղությամբ։ Հզորությունների աճը հիմնականում տեղի է ունեցել թաղային, կոմունալ և գյուղական էլեկտրակայանների հզորությունների աճի հաշվին։ Չուվաշիայի էներգետիկները պատվով դիմագրավեցին փորձությանը և կատարեցին իրենց հայրենասիրական պարտքը։ Նրանք հասկանում էին, որ արտադրված էլեկտրաէներգիան անհրաժեշտ է առաջին հերթին ճակատից պատվեր կատարող ձեռնարկություններին։

Չուվաշյան ՀՍՍՀ-ում հետպատերազմյան հնգամյա պլանի տարիներին կառուցվել և շահագործման է հանձնվել 102 գյուղական էլեկտրակայան, ներառյալ. 69 ՀԷԿ եւ 33 ՋԷԿ։ 1945-ի համեմատ գյուղատնտեսությանը էլեկտրաէներգիայի մատակարարումը եռապատկվել է։
1953 թվականին Ալաթիրում Ստալինի ստորագրած հրամանով սկսվեց Ալաթիր ՋԷԿ-ի շինարարությունը։ 4 ՄՎտ հզորությամբ առաջին տուրբոգեներատորը շահագործման է հանձնվել 1957 թվականին, 2-րդը՝ 1959 թվականին։ Ըստ կանխատեսումների՝ ՋԷԿ-ի հզորությունը պետք է բավարարեր մինչև 1985 թվականը և՛ քաղաքի, և՛ շրջանի համար և էլեկտրաէներգիա ապահովելու Մորդովիայի Տուրգենև Սվետոզավոդին։

Մատենագիտական ​​ցանկ

1. 
   Գրոմովի «Ֆիզիկա, 10-րդ դասարան» դասագիրք: Մոսկվա: Լուսավորություն.
2. 
   Երիտասարդ ֆիզիկոսի հանրագիտարանային բառարան. Բաղադրյալ. Վ.Ա. Չույանով, Մոսկվա: Մանկավարժություն.
3. 
   Allion L., Wilcons W.. Ֆիզիկա. Մոսկվա: Նաուկա.
4. 
   Koltun M. Ֆիզիկայի աշխարհ. Մոսկվա.
5. 
   Էներգիայի աղբյուրներ. Փաստեր, խնդիրներ, լուծումներ. Մոսկվա: Գիտություն և տեխնոլոգիա.
6. 
   Ոչ ավանդական էներգիայի աղբյուրներ. Մոսկվա: Գիտելիք.
7. 
   Յուդասին Լ.Ս. Էներգիա. խնդիրներ և հույսեր. Մոսկվա: Լուսավորություն.
8. 
   Պոդգորնի Ա.Ն. Ջրածնի էներգիա. Մոսկվա: Նաուկա.

Հավելված

	Էլեկտրակայան	Էներգիայի առաջնային աղբյուր	Փոխակերպման սխեմա էներգիա	Առավելությունները	թերությունները
	GeoTPP				.

Ինքնակառավարման թերթիկ

Ավարտի՛ր նախադասությունը. Էներգահամակարգն է Էլեկտրակայանի էլեկտրական համակարգ Մեկ քաղաքի էլեկտրական համակարգ Հանրապետության մարզերի էլեկտրահամակարգը՝ միացված բարձրավոլտ էլեկտրահաղորդման գծերով	Էներգահամակարգ - Երկրի մարզերի էլեկտրահամակարգը՝ միացված բարձրավոլտ էլեկտրահաղորդման գծերով
Ո՞րն է էներգիայի աղբյուրը հիդրոէլեկտրակայանում: Նավթ, ածուխ, գազ Քամու էներգիա ջրի էներգիա
Էներգիայի ի՞նչ աղբյուրներ՝ վերականգնվող կամ չվերականգնվող, օգտագործվում են Չուվաշիայի Հանրապետությունում:	չվերականգնվող
Ժամանակագրական կարգով դասավորեք մարդկությանը հասանելի դարձած էներգիայի աղբյուրները՝ սկսած ամենավաղից. A. Էլեկտրական քաշում; Բ. Ատոմային էներգիա; Բ. Ընտանի կենդանիների մկանային էներգիա; D. գոլորշու էներգիա.
Նշեք ձեզ հայտնի էներգիայի աղբյուրները, որոնց օգտագործումը կնվազեցնի էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերության շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունը:	PES GeoTPP
Ստուգեք ինքներդ էկրանի պատասխաններով և գնահատեք. 5 ճիշտ պատասխան - 5 4 ճիշտ պատասխան - 4 3 ճիշտ պատասխան - 3

I. Ներածություն
II Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն և օգտագործում
1. Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն
1.1 Գեներատոր
2. Էլեկտրաէներգիայի օգտագործում
III Տրանսֆորմատորներ
1. Նշանակում
2. Դասակարգում
3. Սարք
4. Բնութագրերը
5. Ռեժիմներ
5.1 Պարապուրդ
5.2 Կարճ միացման ռեժիմ
5.3 Բեռնման ռեժիմ
IV հոսանքի փոխանցում
V ԳՈԵԼՐՈ
1. Պատմություն
2. Արդյունքներ
VI Տեղեկանքների ցանկ

I. Ներածություն

Էլեկտրականությունը՝ էներգիայի ամենակարևոր տեսակներից մեկը, հսկայական դեր է խաղում ժամանակակից աշխարհում։ Այն պետությունների տնտեսությունների առանցքն է, որը որոշում է նրանց դիրքը միջազգային ասպարեզում և զարգացման մակարդակը։ Տարեկան հսկայական գումարներ են ներդրվում էլեկտրաէներգիայի հետ կապված գիտական ​​արդյունաբերության զարգացման համար։
Էլեկտրաէներգիան առօրյա կյանքի անբաժանելի մասն է, ուստի կարևոր է տեղեկատվություն ունենալ դրա արտադրության և օգտագործման առանձնահատկությունների մասին:

II. Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն և օգտագործում

1. Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն

Էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը էլեկտրաէներգիայի արտադրությունն է՝ այն վերափոխելով էներգիայի այլ տեսակներից՝ օգտագործելով հատուկ տեխնիկական սարքեր:
Էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար օգտագործեք.
Էլեկտրական գեներատոր - էլեկտրական մեքենա, որտեղ մեխանիկական աշխատանքը վերածվում է էլեկտրական էներգիայի:
Արևային մարտկոցը կամ ֆոտոբջիջը էլեկտրոնային սարք է, որը էլեկտրամագնիսական ճառագայթման էներգիան, հիմնականում լույսի տիրույթում, վերածում է էլեկտրական էներգիայի։
Քիմիական հոսանքի աղբյուրներ - քիմիական էներգիայի մի մասի վերածում էլեկտրական էներգիայի, քիմիական ռեակցիայի միջոցով:
Էլեկտրաէներգիայի ռադիոիզոտոպային աղբյուրներն այն սարքերն են, որոնք օգտագործում են ռադիոակտիվ քայքայման ժամանակ թողարկված էներգիան հովացուցիչ նյութը տաքացնելու կամ այն ​​էլեկտրականության վերածելու համար:
Էլեկտրաէներգիան արտադրվում է էլեկտրակայաններում՝ ջերմային, հիդրավլիկ, միջուկային, արևային, երկրաջերմային, քամու և այլն։
Գործնականում արդյունաբերական նշանակության բոլոր էլեկտրակայաններում կիրառվում է հետևյալ սխեման. առաջնային էներգիայի կրիչի էներգիան հատուկ սարքի օգնությամբ նախ վերածվում է պտտման շարժման մեխանիկական էներգիայի, որը փոխանցվում է հատուկ էլեկտրական մեքենայի՝ գեներատորի։ , որտեղ առաջանում է էլեկտրական հոսանք։
Էլեկտրակայանների հիմնական երեք տեսակները՝ ջերմային էլեկտրակայաններ, հիդրոէլեկտրակայաններ, ատոմակայաններ
Բազմաթիվ երկրների էլեկտրաէներգետիկ արդյունաբերության մեջ առաջատար դերը խաղում են ջերմաէլեկտրակայանները (ՋԷԿ):
Ջերմային էլեկտրակայանները պահանջում են հսկայական քանակությամբ օրգանական վառելիք, մինչդեռ դրա պաշարները նվազում են, իսկ ինքնարժեքը անընդհատ աճում է՝ արտադրության գնալով ավելի բարդ պայմանների և փոխադրման հեռավորությունների պատճառով: Դրանցում վառելիքի օգտագործման գործակիցը բավականին ցածր է (40%-ից ոչ ավելի), իսկ շրջակա միջավայրն աղտոտող թափոնների ծավալները՝ մեծ։
Տնտեսական, տեխնիկական, տնտեսական և բնապահպանական գործոնները թույլ չեն տալիս ՋԷԿ-երը դիտարկել որպես էլեկտրաէներգիա արտադրելու հեռանկարային միջոց։
Հիդրոէլեկտրակայանները (ՀԷԿ) ամենատնտեսողներն են։ Դրանց արդյունավետությունը հասնում է 93%-ի, իսկ մեկ կՎտ/ժ-ի արժեքը 5 անգամ ավելի էժան է, քան էլեկտրաէներգիայի արտադրության այլ մեթոդներով։ Նրանք օգտագործում են էներգիայի անսպառ աղբյուր, սպասարկվում են նվազագույն թվով աշխատողների կողմից և լավ կարգավորվում են։ Առանձին հիդրոէլեկտրակայանների և ագրեգատների մեծությամբ և հզորությամբ մեր երկիրն աշխարհում առաջատար դիրք է զբաղեցնում։
Սակայն զարգացման տեմպերին խանգարում են զգալի ծախսերը և շինարարության ժամանակը, քանի որ ՀԷԿ-երի շինարարական վայրերը հեռու են խոշոր քաղաքներից, ճանապարհների բացակայությունը, շինարարական բարդ պայմանները, ազդում են գետային ռեժիմի սեզոնայնությունից, արժեքավոր գետերի մեծ տարածքներից: հողերը լցվում են ջրամբարներով, մեծ ջրամբարները բացասաբար են անդրադառնում բնապահպանական իրավիճակի վրա, հզոր ՀԷԿ-եր կարելի է կառուցել միայն համապատասխան ռեսուրսների առկայության դեպքում։
Ատոմային էլեկտրակայանները (ԱԷԿ) աշխատում են նույն սկզբունքով, ինչ ջերմաէլեկտրակայանները, այսինքն՝ գոլորշու ջերմային էներգիան վերածվում է տուրբինի լիսեռի պտտման մեխանիկական էներգիայի, որը շարժում է գեներատորը, որտեղ մեխանիկական էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի։
Ատոմակայանների հիմնական առավելությունն օգտագործվող վառելիքի փոքր քանակությունն է (1 կգ հարստացված ուրանը փոխարինում է 2,5 հազար տոննա ածուխին), ինչի արդյունքում ատոմակայաններ կարող են կառուցվել ցանկացած էներգադեֆիցիտի տարածքում։ Բացի այդ, Երկրի վրա ուրանի պաշարները գերազանցում են ավանդական հանքային վառելիքի պաշարները, և ատոմակայանների անխափան աշխատանքի դեպքում դրանք քիչ ազդեցություն են ունենում շրջակա միջավայրի վրա:
Ատոմակայանների հիմնական թերությունը աղետալի հետեւանքներով վթարների հավանականությունն է, որոնց կանխարգելումը պահանջում է անվտանգության լուրջ միջոցներ։ Բացի այդ, ատոմակայանները վատ են կարգավորվում (դրանց ամբողջությամբ կանգնեցնելու կամ միացնելու համար մի քանի շաբաթ է պահանջվում), իսկ ռադիոակտիվ թափոնների վերամշակման տեխնոլոգիաները չեն մշակվել։
Միջուկային էներգիան վերածվել է ազգային տնտեսության առաջատար ճյուղերից մեկի և շարունակում է արագ զարգանալ՝ ապահովելով անվտանգությունն ու շրջակա միջավայրի բարեկեցությունը։

1.1 Գեներատոր

Էլեկտրական գեներատորը սարքավորում է, որում էներգիայի ոչ էլեկտրական ձևերը (մեխանիկական, քիմիական, ջերմային) վերածվում են էլեկտրական էներգիայի։
Գեներատորի աշխատանքի սկզբունքը հիմնված է երեւույթի վրա էլեկտրամագնիսական ինդուկցիաերբ EMF-ն առաջանում է մագնիսական դաշտում շարժվող հաղորդիչում և հատում է իր մագնիսական դաշտի գծերը, հետևաբար, այդպիսի հաղորդիչը կարող է համարվել մեր կողմից որպես էլեկտրական էներգիայի աղբյուր:
Ինդուկտացված էմֆ-ի ստացման մեթոդը, որի դեպքում հաղորդիչը շարժվում է մագնիսական դաշտում՝ շարժվելով վեր կամ վար, շատ անհարմար է իր գործնական կիրառման մեջ։ Հետևաբար, գեներատորներն օգտագործում են հաղորդիչի ոչ թե ուղղագիծ, այլ պտտվող շարժում:
Ցանկացած գեներատորի հիմնական մասերն են՝ մագնիսների համակարգ կամ, առավել հաճախ, էլեկտրամագնիսներ, որոնք ստեղծում են մագնիսական դաշտ, և հաղորդիչների համակարգ, որոնք հատում են այս մագնիսական դաշտը։
Փոխարկիչը էլեկտրական մեքենա է, որը մեխանիկական էներգիան փոխակերպում է AC էլեկտրական էներգիայի: Փոխարկիչների մեծ մասը օգտագործում է պտտվող մագնիսական դաշտ:

Երբ շրջանակը պտտվում է, դրա միջով մագնիսական հոսքը փոխվում է, ուստի դրա մեջ առաջանում է EMF: Քանի որ շրջանակը միացված է արտաքին էլեկտրական միացմանը ընթացիկ կոլեկտորի (օղակների և խոզանակների) օգնությամբ, շրջանակում և արտաքին շղթայում առաջանում է էլեկտրական հոսանք։
Շրջանակի միատեսակ պտույտով պտտման անկյունը փոխվում է օրենքի համաձայն.

Շրջանակի միջով մագնիսական հոսքը նույնպես փոխվում է ժամանակի ընթացքում, դրա կախվածությունը որոշվում է գործառույթով.

որտեղ Ս- շրջանակի տարածք:
Համաձայն Ֆարադայի էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքի, ինդուկցիայի EMF-ը, որը տեղի է ունենում շրջանակում, հետևյալն է.

որտեղ է ինդուկցիայի EMF-ի ամպլիտուդը:
Մեկ այլ արժեք, որը բնութագրում է գեներատորը, ընթացիկ ուժն է, որն արտահայտվում է բանաձևով.

որտեղ եսներկա ուժն է ցանկացած պահի, ես- ընթացիկ ուժի ամպլիտուդը (ընթացիկ ուժի առավելագույն արժեքը բացարձակ արժեքով), φc- փուլային տեղաշարժ հոսանքի և լարման տատանումների միջև:
Գեներատորի տերմինալներում էլեկտրական լարումը տատանվում է սինուսոիդային կամ կոսինուսային օրենքի համաձայն.

Մեր էլեկտրակայաններում տեղադրված գրեթե բոլոր գեներատորները եռաֆազ հոսանքի գեներատորներ են: Ըստ էության, յուրաքանչյուր այդպիսի գեներատոր միացում է երեք փոփոխական հոսանքի գեներատորների մեկ էլեկտրական մեքենայի մեջ, որոնք նախագծված են այնպես, որ դրանցում առաջացած EMF-ը միմյանց համեմատ տեղափոխվի ժամանակաշրջանի մեկ երրորդով.

2. Էլեկտրաէներգիայի օգտագործում

Արդյունաբերական ձեռնարկությունների էլեկտրամատակարարում. Արդյունաբերական ձեռնարկությունները սպառում են էլեկտրաէներգիայի համակարգում արտադրվող էլեկտրաէներգիայի 30-70%-ը։ Արդյունաբերական սպառման զգալի տարածումը պայմանավորված է տարբեր երկրների արդյունաբերական զարգացմամբ և կլիմայական պայմաններով:
Էլեկտրաֆիկացված տրանսպորտի էլեկտրամատակարարում. DC էլեկտրական տրանսպորտի ուղղիչ ենթակայանները (քաղաքային, արդյունաբերական, միջքաղաքային) և միջքաղաքային էլեկտրական տրանսպորտի ստորադաս ենթակայանները փոփոխական հոսանքի վրա սնուցվում են EPS-ի էլեկտրական ցանցերից էլեկտրաէներգիայով:
Կենցաղային սպառողների էլեկտրամատակարարում. PE-ի այս խումբը ներառում է շենքերի լայն տեսականի, որոնք տեղակայված են քաղաքների և քաղաքների բնակելի թաղամասերում: Դրանք են՝ բնակելի շենքեր, վարչական և կառավարչական նշանակության շենքեր, ուսումնական և գիտական ​​հաստատություններ, խանութներ, առողջապահական, մշակութային և զանգվածային նշանակության շենքեր, հանրային սննդի և այլն։

III. տրանսֆորմատորներ

Տրանսֆորմատոր - ստատիկ էլեկտրամագնիսական սարք, որն ունի երկու կամ ավելի ինդուկտիվ զուգակցված ոլորուն և նախատեսված է մեկ (առաջնային) փոփոխական հոսանքի համակարգը էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի միջոցով փոխակերպելու մեկ այլ (երկրորդային) փոփոխական հոսանքի համակարգի:

Տրանսֆորմատորային սարքի դիագրամ

1 - տրանսֆորմատորի առաջնային ոլորուն
2 - մագնիսական միացում
3 - տրանսֆորմատորի երկրորդական ոլորուն
Ֆ- մագնիսական հոսքի ուղղությունը
U 1- լարումը առաջնային ոլորուն վրա
U 2- լարումը երկրորդական ոլորուն վրա

Բաց մագնիսական շղթայով առաջին տրանսֆորմատորներն առաջարկվել են 1876 թվականին Պ.Ն. Յաբլոչկովը, ով դրանք օգտագործել է էլեկտրական «մոմի» սնուցման համար։ 1885 թվականին հունգարացի գիտնականներ Մ.Դերին, Օ.Բլատին, Կ.Զիպերնովսկին մշակել են փակ մագնիսական շղթայով միաֆազ արդյունաբերական տրանսֆորմատորներ։ 1889-1891 թթ. Մ.Օ. Դոլիվո-Դոբրովոլսկին առաջարկել է եռաֆազ տրանսֆորմատոր:

1. Նշանակում

Տրանսֆորմատորները լայնորեն կիրառվում են տարբեր ոլորտներում.
Էլեկտրական էներգիայի փոխանցման և բաշխման համար
Սովորաբար, էլեկտրակայաններում փոփոխական հոսանքի գեներատորները արտադրում են էլեկտրական էներգիա 6-24 կՎ լարման վրա, և շահավետ է էլեկտրաէներգիա փոխանցել մեծ հեռավորությունների վրա շատ ավելի բարձր լարումներով (110, 220, 330, 400, 500 և 750 կՎ): . Հետեւաբար, յուրաքանչյուր էլեկտրակայանում տեղադրվում են տրանսֆորմատորներ, որոնք բարձրացնում են լարումը:
Արդյունաբերական ձեռնարկությունների, բնակավայրերի, քաղաքներում և գյուղական վայրերում, ինչպես նաև արդյունաբերական ձեռնարկությունների միջև էլեկտրաէներգիայի բաշխումն իրականացվում է օդային և մալուխային գծերի միջոցով՝ 220, 110, 35, 20, 10 և 6 կՎ լարման դեպքում: Հետևաբար, բոլոր բաշխիչ հանգույցներում պետք է տեղադրվեն տրանսֆորմատորներ, որոնք նվազեցնում են լարումը մինչև 220, 380 և 660 Վ:
Փոխարկիչ սարքերում փականները միացնելու համար ցանկալի շղթան ապահովելու և փոխարկիչի (փոխարկիչի տրանսֆորմատորների) ելքի և մուտքի լարման համապատասխանեցման համար:
Տարբեր տեխնոլոգիական նպատակներով՝ եռակցում (եռակցման տրանսֆորմատորներ), էլեկտրաջերմային կայանքների էլեկտրամատակարարում (էլեկտրական վառարանի տրանսֆորմատորներ) և այլն։
Ռադիոտեխնիկայի, էլեկտրոնային սարքավորումների, կապի և ավտոմատացման սարքերի, կենցաղային տեխնիկայի տարբեր սխեմաների սնուցման, այդ սարքերի տարբեր տարրերի էլեկտրական սխեմաների բաժանման, լարման համապատասխանության համար և այլն:
Էլեկտրական չափիչ սարքերը և որոշ սարքեր (ռելեներ և այլն) ներառել բարձր լարման էլեկտրական սխեմաներում կամ այն ​​սխեմաներում, որոնցով անցնում են մեծ հոսանքներ՝ չափման սահմաններն ընդլայնելու և էլեկտրական անվտանգությունն ապահովելու համար։ (չափիչ տրանսֆորմատորներ)

2. Դասակարգում

Տրանսֆորմատորների դասակարգում.

• Ըստ նշանակման՝ ընդհանուր հզորություն (օգտագործվում է էլեկտրահաղորդման և բաշխման գծերում) և հատուկ ծրագրեր (վառարան, ուղղիչ, եռակցման, ռադիոտրանսֆորմատորներ):
• Ըստ սառեցման տեսակի՝ օդային (չոր տրանսֆորմատորներ) և յուղի (յուղային տրանսֆորմատորներ) սառեցմամբ։
• Ըստ առաջնային կողմի փուլերի քանակի՝ միաֆազ և եռաֆազ։
• Ըստ մագնիսական շղթայի ձևի՝ գավազան, զրահապատ, պտույտային:
• Մեկ փուլով ոլորունների քանակով` երկու ոլորուն, երեք ոլորուն, բազմաոլոր (երեքից ավելի ոլորուն):
• Ըստ ոլորունների նախագծման՝ համակենտրոն և փոփոխական (սկավառակ) ոլորուններով։

3. Սարք

Ամենապարզ տրանսֆորմատորը (միաֆազ տրանսֆորմատոր) սարք է, որը բաղկացած է պողպատե միջուկից և երկու ոլորունից:

Միաֆազ երկու ոլորուն տրանսֆորմատորի սարքի սկզբունքը
Մագնիսական միջուկը տրանսֆորմատորի մագնիսական համակարգն է, որի միջոցով փակվում է հիմնական մագնիսական հոսքը։
Երբ առաջնային ոլորուն կիրառվում է փոփոխական լարում, երկրորդական ոլորուն մեջ առաջանում է նույն հաճախականության EMF: Եթե ​​էլեկտրական ընդունիչը միացված է երկրորդական ոլորուն, ապա դրա մեջ առաջանում է էլեկտրական հոսանք և տրանսֆորմատորի երկրորդական տերմինալներում լարում է սահմանվում, որը փոքր-ինչ պակաս է EMF-ից և որոշ համեմատաբար փոքր չափով կախված է բեռից:

Տրանսֆորմատորի խորհրդանիշ.
ա) - պողպատե միջուկով տրանսֆորմատոր, բ) - ֆերիտի միջուկով տրանսֆորմատոր

4. Տրանսֆորմատորի բնութագրերը

• Տրանսֆորմատորի անվանական հզորությունը այն հզորությունն է, որի համար այն նախատեսված է:
• Գնահատված առաջնային լարում - այն լարումը, որի համար նախատեսված է տրանսֆորմատորի առաջնային ոլորուն:
• Գնահատված երկրորդական լարում - լարումը երկրորդական ոլորման տերմինալներում, որը ստացվում է, երբ տրանսֆորմատորը պարապ վիճակում է, և անվանական լարումը առաջնային ոլորման տերմինալներում:
• Գնահատված հոսանքները որոշվում են համապատասխան հզորության և լարման ցուցանիշներով:
• Տրանսֆորմատորի ամենաբարձր անվանական լարումը տրանսֆորմատորի ոլորունների անվանական լարման ամենաբարձրն է:
• Ամենացածր անվանական լարումը տրանսֆորմատորի ոլորունների անվանական լարման ամենափոքրն է:
• Միջին անվանական լարում - անվանական լարում, որը միջանկյալ է տրանսֆորմատորի ոլորունների ամենաբարձր և ամենացածր անվանական լարման միջև:

5. Ռեժիմներ

5.1 Պարապուրդ

Պարապ ռեժիմ - տրանսֆորմատորի աշխատանքի ռեժիմ, որի դեպքում տրանսֆորմատորի երկրորդական ոլորուն բաց է, և փոփոխական լարումը կիրառվում է առաջնային ոլորուն տերմինալների վրա:

Փոխարինվող հոսանքի աղբյուրին միացված տրանսֆորմատորի առաջնային ոլորուն հոսում է հոսանք, որի արդյունքում միջուկում հայտնվում է փոփոխական մագնիսական հոսք։ Φ թափանցելով երկու ոլորուն: Քանի որ Φ-ն նույնն է տրանսֆորմատորի երկու ոլորուններում, փոփոխությունը Φ հանգեցնում է նույն ինդուկցիոն EMF-ի առաջացմանը առաջնային և երկրորդային ոլորունների յուրաքանչյուր հերթափոխում: Ինդուկցիոն emf-ի ակնթարթային արժեքը եոլորունների ցանկացած շրջադարձում նույնն է և որոշվում է բանաձևով.

որտեղ է EMF-ի ամպլիտուդը մեկ հերթափոխով:
Առաջնային և երկրորդային ոլորուններում ինդուկցիոն EMF-ի ամպլիտուդը համաչափ կլինի համապատասխան ոլորուն պտույտների քանակին.

որտեղ N 1և N 2- դրանցում շրջադարձերի քանակը.
Լարման անկումը առաջնային ոլորուն, ինչպես դիմադրության միջով, շատ փոքր է համեմատած ε 1, և, հետևաբար, առաջնայինում լարման արդյունավետ արժեքների համար U 1և երկրորդական U 2ոլորուն, հետևյալ արտահայտությունը ճիշտ կլինի.

Կ- փոխակերպման հարաբերակցությունը. ժամը Կ>1 իջնող տրանսֆորմատոր և երբ Կ<1 - повышающий.

5.2 Կարճ միացման ռեժիմ

Կարճ միացման ռեժիմ - ռեժիմ, երբ երկրորդական ոլորուն ելքերը փակվում են հոսանքի հաղորդիչով, որի դիմադրությունը հավասար է զրոյի ( Զ=0).

Գործողության պայմաններում տրանսֆորմատորի կարճ միացումը ստեղծում է վթարային ռեժիմ, քանի որ երկրորդային հոսանքը, հետևաբար և առաջնայինը, ավելանում է մի քանի տասնյակ անգամ անվանականի համեմատ: Հետևաբար, տրանսֆորմատորներով սխեմաներում ապահովվում է պաշտպանություն, որը կարճ միացման դեպքում ավտոմատ կերպով անջատում է տրանսֆորմատորը:

Կարճ միացման երկու եղանակ պետք է առանձնացնել.

Արտակարգ ռեժիմ - երբ երկրորդական ոլորուն փակ է անվանական առաջնային լարման վրա: Նման շղթայով հոսանքները մեծանում են 15–20 գործակցով։ Փաթաթումը դեֆորմացված է, իսկ մեկուսացումը ածխացած է։ Այրվում է նաև երկաթը։ Սա կոշտ ռեժիմ է: Առավելագույն և գազային պաշտպանությունը վթարային կարճ միացման դեպքում անջատում է տրանսֆորմատորը ցանցից։

Փորձարարական կարճ միացման ռեժիմը ռեժիմ է, երբ երկրորդական ոլորուն կարճ միացված է, և նման նվազեցված լարումը մատակարարվում է առաջնային ոլորուն, երբ անվանական հոսանքը հոսում է ոլորունների միջով. U Կ- կարճ միացման լարում.

Լաբորատոր պայմաններում կարող է իրականացվել տրանսֆորմատորի փորձնական կարճ միացում: Այս դեպքում, արտահայտված որպես տոկոս, լարումը U Կ, ժամը I 1 \u003d I 1nomնշանակել u Կև կոչվում է տրանսֆորմատորի կարճ միացման լարում.

որտեղ U 1nom- անվանական առաջնային լարում.

Սա տրանսֆորմատորի բնութագիրն է, որը նշված է անձնագրում։

5.3 Բեռնման ռեժիմ

Տրանսֆորմատորի ծանրաբեռնվածության ռեժիմը տրանսֆորմատորի աշխատանքի ռեժիմն է նրա հիմնական ոլորուններից առնվազն երկուսի հոսանքների առկայության դեպքում, որոնցից յուրաքանչյուրը փակ է արտաքին շղթայի համար, մինչդեռ պարապ ռեժիմում երկու կամ ավելի ոլորուն հոսող հոսանքները. հաշվի չի առնվել.

Եթե ​​լարումը միացված է տրանսֆորմատորի առաջնային ոլորուն U 1, իսկ երկրորդական ոլորուն միացնել բեռին, ոլորուններում հոսանքներ կհայտնվեն Ես 1և Ես 2. Այս հոսանքները կստեղծեն մագնիսական հոսքեր Ֆ 1և Ֆ2ուղղված միմյանց: Մագնիսական շղթայում ընդհանուր մագնիսական հոսքը նվազում է: Արդյունքում, EMF-ն առաջացել է ընդհանուր հոսքով ε 1և ε 2նվազում. RMS լարում U 1մնում է անփոփոխ։ Նվազեցնել ε 1առաջացնում է հոսանքի ավելացում Ես 1:

Աճող հոսանքով Ես 1հոսքը Ֆ 1աճում է այնքան, որ փոխհատուցի հոսքի ապամագնիսացնող ազդեցությունը Ֆ2. Հավասարակշռությունը կրկին վերականգնվում է ընդհանուր հոսքի գրեթե նույն արժեքով:

IV. Էլեկտրաէներգիայի փոխանցում

Էլեկտրակայանից սպառողներին էլեկտրաէներգիայի փոխանցումը էներգետիկ ոլորտի կարևորագույն խնդիրներից է։
Էլեկտրաէներգիան հիմնականում փոխանցվում է AC օդային հաղորդման գծերի (TL) միջոցով, թեև կա մալուխային գծերի և DC գծերի օգտագործման աճի միտում:

Հեռավորության վրա էլեկտրաէներգիա փոխանցելու անհրաժեշտությունը պայմանավորված է նրանով, որ էլեկտրաէներգիան արտադրվում է հզոր ագրեգատներով խոշոր էլեկտրակայանների կողմից և սպառվում է մեծ տարածքում բաշխված համեմատաբար ցածր էներգիայի սպառողների կողմից: Արտադրող հզորությունների կենտրոնացման միտումը բացատրվում է նրանով, որ դրանց աճով նվազում են էլեկտրակայանների կառուցման հարաբերական ծախսերը, իսկ արտադրվող էլեկտրաէներգիայի արժեքը:
Հզոր էլեկտրակայանների տեղակայումն իրականացվում է հաշվի առնելով մի շարք գործոններ, ինչպիսիք են էներգետիկ ռեսուրսների առկայությունը, դրանց տեսակը, պաշարները և փոխադրման հնարավորությունները, բնական պայմանները, մեկ էներգահամակարգի կազմում աշխատելու ունակությունը և այլն: Հաճախ նման էլեկտրակայանները զգալիորեն հեռու են էլեկտրաէներգիայի սպառման հիմնական կենտրոններից։ Հսկայական տարածքներ ընդգրկող միասնական էլեկտրաէներգետիկ համակարգերի շահագործումը կախված է հեռավորության վրա էլեկտրաէներգիայի փոխանցման արդյունավետությունից:
Անհրաժեշտ է դրա արտադրության վայրերից էլեկտրաէներգիան նվազագույն կորուստներով փոխանցել սպառողներին։ Այս կորուստների հիմնական պատճառը էլեկտրաէներգիայի մի մասի փոխակերպումն է լարերի ներքին էներգիայի, դրանց տաքացումը։

Ջուլ-Լենցի օրենքի համաձայն՝ ջերմության քանակը Ք, ազատվել է t ժամանակի ընթացքում դիրիժորում դիմադրությամբ Ռհոսանքի անցման ժամանակ Ի, հավասար է.

Բանաձևից հետևում է, որ լարերի ջեռուցումը նվազեցնելու համար անհրաժեշտ է նվազեցնել դրանցում առկա ուժը և դիմադրությունը։ Լարերի դիմադրությունը նվազեցնելու համար մեծացրեք դրանց տրամագիծը, սակայն էլեկտրահաղորդման գծերի հենարանների միջև կախված շատ հաստ լարերը կարող են կոտրվել ծանրության ազդեցության տակ, հատկապես ձյան տեղումների ժամանակ: Բացի այդ, լարերի հաստության ավելացման հետ մեկտեղ դրանց արժեքը մեծանում է, և դրանք պատրաստված են համեմատաբար թանկ մետաղից՝ պղնձից։ Հետևաբար, էլեկտրաէներգիայի հաղորդման ժամանակ էներգիայի կորուստները նվազագույնի հասցնելու ավելի արդյունավետ միջոց է լարերի ընթացիկ ուժի նվազեցումը:
Այսպիսով, երկար հեռավորությունների վրա էլեկտրաէներգիա փոխանցելիս լարերի ջեռուցումը նվազեցնելու համար անհրաժեշտ է դրանցում հոսանքը հնարավորինս փոքրացնել։
Ընթացիկ հզորությունը հավասար է ընթացիկ ուժի և լարման արտադրյալին.

Հետևաբար, երկար հեռավորությունների վրա փոխանցվող էներգիան խնայելու համար անհրաժեշտ է բարձրացնել լարումը նույն չափով, որքանով լարերի ընթացիկ ուժը կրճատվել է.

Բանաձևից հետևում է, որ հոսանքի փոխանցվող հզորության և լարերի դիմադրության հաստատուն արժեքների դեպքում լարերի ջեռուցման կորուստները հակադարձ համեմատական ​​են ցանցի լարման քառակուսուն: Հետևաբար, մի քանի հարյուր կիլոմետր հեռավորությունների վրա էլեկտրաէներգիա փոխանցելու համար օգտագործվում են բարձրավոլտ էլեկտրահաղորդման գծեր (TL), որոնց լարերի միջև լարումը տասնյակ, իսկ երբեմն հարյուր հազարավոր վոլտ է:
Էլեկտրահաղորդման գծերի օգնությամբ հարևան էլեկտրակայանները միավորվում են մեկ ցանցի մեջ, որը կոչվում է էներգահամակարգ։ Ռուսաստանի միասնական էներգետիկ համակարգը ներառում է մեկ կենտրոնից վերահսկվող հսկայական թվով էլեկտրակայաններ և ապահովում է սպառողների անխափան էլեկտրամատակարարում:

Վ.ԳՈԵԼՐՈ

1. Պատմություն

GOELRO-ն (Ռուսաստանի էլեկտրաֆիկացման պետական ​​հանձնաժողով) մարմին է, որը ստեղծվել է 1920 թվականի փետրվարի 21-ին՝ 1917 թվականի Հոկտեմբերյան հեղափոխությունից հետո Ռուսաստանի էլեկտրաֆիկացման նախագիծ մշակելու համար։

Հանձնաժողովի աշխատանքներում ներգրավված են եղել ավելի քան 200 գիտնականներ և տեխնիկներ։ Հանձնաժողովը ղեկավարել է Գ.Մ. Կրժիժանովսկի. Կոմկուսի Կենտկոմը և անձամբ Վ.Ի.Լենինը օրաթերթը ղեկավարում էին ԳՈԵԼՐՈ հանձնաժողովի աշխատանքները, որոշեցին երկրի էլեկտրաֆիկացման ծրագրի հիմնական հիմնարար դրույթները։

1920-ի վերջին հանձնաժողովը հսկայական աշխատանք կատարեց և պատրաստեց ՌՍՖՍՀ էլեկտրաֆիկացման պլանը, 650 էջանոց տեքստային ծավալ՝ քարտեզներով և շրջանների էլեկտրաֆիկացման սխեմաներով:
10-15 տարվա համար նախատեսված ԳՈԵԼՐՈ պլանն իրագործեց ամբողջ երկիրը էլեկտրականացնելու և խոշոր արդյունաբերություն ստեղծելու Լենինի գաղափարները։
Էլեկտրաէներգետիկ տնտեսության ոլորտում պլանը բաղկացած էր նախապատերազմյան էլեկտրաէներգետիկական արդյունաբերության վերականգնման և վերակառուցման ծրագրից, 30 տարածաշրջանային էլեկտրակայանների և հզոր տարածաշրջանային ջերմաէլեկտրակայանների կառուցման համար։ Նախատեսվում էր այդ ժամանակի համար էլեկտրակայանները կահավորել մեծ կաթսաներով ու տուրբիններով։
Ծրագրի հիմնական գաղափարներից էր երկրի հսկայական հիդրոէներգետիկ ռեսուրսների համատարած օգտագործումը։ Նախատեսվել էր արմատական ​​վերակառուցում երկրի ժողովրդական տնտեսության բոլոր ճյուղերի էլեկտրիֆիկացման հիման վրա և, առաջին հերթին, ծանր արդյունաբերության աճի և ամբողջ երկրում արդյունաբերության ռացիոնալ բաշխման համար։
GOELRO ծրագրի իրականացումը սկսվեց Քաղաքացիական պատերազմի և տնտեսական ավերածությունների ծանր պայմաններում։

1947 թվականից ԽՍՀՄ-ը էլեկտրաէներգիայի արտադրությամբ զբաղեցնում է առաջին տեղը Եվրոպայում, իսկ աշխարհում՝ երկրորդը։

ԳՈԵԼՐՈ-ի պլանը հսկայական դեր խաղաց մեր երկրի կյանքում. առանց դրա հնարավոր չէր լինի այդքան կարճ ժամանակում ԽՍՀՄ-ը մտցնել աշխարհի ամենազարգացած արդյունաբերական երկրների շարքը։ Այս ծրագրի իրականացումը ձևավորեց ամբողջ ներքին տնտեսությունը և դեռևս մեծապես որոշում է այն:

GOELRO պլանի մշակումն ու իրականացումը հնարավոր դարձավ բացառապես բազմաթիվ օբյեկտիվ և սուբյեկտիվ գործոնների համակցությամբ՝ նախահեղափոխական Ռուսաստանի զգալի արդյունաբերական և տնտեսական ներուժի, ռուսական գիտատեխնիկական դպրոցի բարձր մակարդակի, բոլորի կենտրոնացվածության շնորհիվ։ տնտեսական և քաղաքական իշխանությունը, նրա ուժն ու կամքը, ինչպես նաև ժողովրդի ավանդական միաբան-համայնքային մտածելակերպը և հնազանդ ու վստահելի վերաբերմունքը գերագույն կառավարիչների նկատմամբ։
GOELRO պլանը և դրա իրականացումը ապացուցեցին պետական ​​պլանավորման համակարգի բարձր արդյունավետությունը կոշտ կենտրոնացված իշխանության պայմաններում և կանխորոշեցին այս համակարգի զարգացումը գալիք տասնամյակների ընթացքում:

2. Արդյունքներ

1935-ի վերջին էլեկտրաշինարարության ծրագիրը մի քանի անգամ գերակատարվել էր։

30-ի փոխարեն կառուցվել է 40 մարզային էլեկտրակայան, որոնցում, այլ խոշոր արդյունաբերական կայանների հետ միասին, շահագործման է հանձնվել 6914 հազար կՎտ հզորություն (որից 4540 հազար կՎտ-ը՝ տարածաշրջանային՝ գրեթե երեք անգամ ավելի, քան GOELRO պլանով)։
1935-ին շրջանային էլեկտրակայաններից կար 100000 կՎտ հզորությամբ 13 էլեկտրակայան։

Մինչև հեղափոխությունը Ռուսաստանի ամենամեծ էլեկտրակայանի հզորությունը (1-ին Մոսկվա) կազմում էր ընդամենը 75 հազար կՎտ; չկար ոչ մի մեծ հիդրոէլեկտրակայան։ 1935 թվականի սկզբին հիդրոէլեկտրակայանների ընդհանուր դրվածքային հզորությունը հասել էր գրեթե 700000 կՎտ-ի։
Կառուցվեցին այն ժամանակվա աշխարհի ամենամեծը՝ Դնեպրի հիդրոէլեկտրակայանը, Սվիրսկայա 3-րդը, Վոլխովսկայան և այլն: Իր զարգացման ամենաբարձր կետում ԽՍՀՄ Միասնական էներգետիկ համակարգը շատ առումներով գերազանցում էր զարգացած երկրների էներգահամակարգերին։ Եվրոպա և Ամերիկա.

Մինչեւ հեղափոխությունը գյուղերում էլեկտրաէներգիան գործնականում անհայտ էր։ Խոշոր հողատերերը փոքր էլեկտրակայաններ են տեղադրել, սակայն նրանց թիվը քիչ էր։

Էլեկտրաէներգիան սկսեց օգտագործել գյուղատնտեսության մեջ՝ ջրաղացներում, կեր կտրող մեքենաներում, հացահատիկի մաքրման մեքենաներում, սղոցարաններում; արդյունաբերության մեջ, իսկ ավելի ուշ՝ կենցաղում։

Օգտագործված գրականության ցանկ

Venikov V. A., Հեռավոր էլեկտրահաղորդման փոխանցում, M.-L., 1960;
Sovalov S. A., Էլեկտրահաղորդման ռեժիմներ 400-500 կվ. ԵԷՍ, Մ., 1967;
Բեսսոնովը, Լ.Ա. Էլեկտրատեխնիկայի տեսական հիմունքները. Էլեկտրական սխեմաներ. դասագիրք / Լ.Ա. Բեսսոնովը։ - 10-րդ հրատ. - Մ.: Գարդարիկի, 2002:
Էլեկտրատեխնիկա. Ուսումնական և մեթոդական համալիր. /ԵՎ. Մ.Կոգոլ, Գ.Պ.Դուբովիցկի, Վ.Ն.Բորոդյանկո, Վ.Ս.Գուն, Ն.Վ.Կլինաչև, Վ.Վ.Կրիմսկի, Ա.Յա.Էրգարդ, Վ.Ա.Յակովլև; Խմբագրվել է Ն.Վ. Կլինաչևայի կողմից: - Չելյաբինսկ, 2006-2008 թթ.
Էլեկտրական համակարգեր, հ. 3 - Էլեկտրաէներգիայի փոխանցում բարձր լարման փոփոխական և ուղիղ հոսանքով, Մ., 1972։

Կներեք, ոչինչ չի գտնվել:

Գլխավոր > Վերացական

վերացական

ֆիզիկայում

«Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն, փոխանցում և օգտագործում» թեմայով.

11-րդ Ա դասարանի սովորողներ

Փոխըմբռնման հուշագիր թիվ 85 դպրոց

Քեթրին.

Ուսուցիչ:

2003 թ

Աբստրակտ պլան.

Ներածություն. 1. Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն.

էլեկտրակայանների տեսակները. էներգիայի այլընտրանքային աղբյուրներ:

2. Էլեկտրաէներգիայի փոխանցում.

տրանսֆորմատորներ.

3. Էլեկտրաէներգիայի օգտագործումը.

Ներածություն.

Էներգիայի ծնունդը տեղի է ունեցել մի քանի միլիոն տարի առաջ, երբ մարդիկ սովորեցին օգտագործել կրակը: Կրակը նրանց ջերմություն ու լույս էր տալիս, ոգեշնչման ու լավատեսության աղբյուր էր, թշնամիների ու վայրի կենդանիների դեմ զենք, դարման, գյուղատնտեսության մեջ օգնական, սննդի կոնսերվանտ, տեխնոլոգիական գործիք և այլն։ Պրոմեթևսի հրաշալի առասպելը, ով մարդկանց կրակ է տվել, Հին Հունաստանում ի հայտ եկավ շատ ավելի ուշ, քան աշխարհի շատ մասերում, կրակի հետ կապված բավականին բարդ մշակման, դրա արտադրության և մարման, հրդեհի պահպանության և պահպանման մեթոդները: ռացիոնալ օգտագործումըվառելիք. Երկար տարիներ կրակը պահպանվել է բույսերի էներգիայի աղբյուրների այրման միջոցով (փայտ, թփեր, եղեգ, խոտ, չոր ջրիմուռներ և այլն), իսկ հետո պարզվել է, որ կրակը պահպանելու համար հնարավոր է օգտագործել հանածո նյութեր՝ ածուխ, նավթ։ , թերթաքար, տորֆ։ Այսօր էներգիան մնում է մարդկային կյանքի հիմնական բաղադրիչը։ Այն հնարավորություն է տալիս ստեղծել տարբեր նյութեր, և հանդիսանում է նոր տեխնոլոգիաների զարգացման հիմնական գործոններից մեկը։ Պարզ ասած, առանց յուրացնելու էներգիայի տարբեր տեսակներ, մարդն ի վիճակի չէ լիարժեք գոյություն ունենալ։

Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն.

Էլեկտրակայանների տեսակները.

ՋԷԿ (ԹԷԿ), էլեկտրակայան, որն արտադրում է էլեկտրական էներգիա հանածո վառելիքի այրման ժամանակ արտանետվող ջերմային էներգիայի փոխակերպման արդյունքում։ Առաջին ՋԷԿ-երը հայտնվեցին 19-րդ դարի վերջին և լայն տարածում գտան։ 20-րդ դարի 70-ականների կեսերին ՋԷԿ-երը էլեկտրակայանների հիմնական տեսակն էին։ Ջերմային էլեկտրակայաններում վառելիքի քիմիական էներգիան վերածվում է սկզբում մեխանիկական, ապա էլեկտրական էներգիայի։ Նման էլեկտրակայանի վառելիքը կարող է լինել քարածուխ, տորֆ, գազ, նավթային թերթաքար, մազութ։ Ջերմային էլեկտրակայանները բաժանվում են խտացում(IES), որը նախատեսված է միայն էլեկտրական էներգիա արտադրելու համար, և համակցված ջերմաէլեկտրակայաններ(CHP), որը, բացի էլեկտրական ջերմային էներգիայից, արտադրում է տաք ջրի և գոլորշու տեսքով: Տարածաշրջանային նշանակության խոշոր IES-ները կոչվում են պետական ​​շրջանային էլեկտրակայաններ (GRES): Ածխով աշխատող IES-ի ամենապարզ սխեմատիկ դիագրամը ներկայացված է նկարում: Ածուխը սնվում է վառելիքի բունկեր 1, իսկ դրանից՝ ջարդիչ 2 գործարան, որտեղ այն վերածվում է փոշու։ Ածուխի փոշին մտնում է գոլորշու գեներատորի (գոլորշու կաթսա) 3 վառարանը, որն ունի խողովակների համակարգ, որոնցում շրջանառվում է քիմիապես մաքրված ջուրը, որը կոչվում է կերակրման ջուր։ Կաթսայում ջուրը տաքանում է, գոլորշիանում, և ստացված հագեցած գոլորշին հասցվում է 400-650 ° C ջերմաստիճանի և 3-24 ՄՊա ճնշման տակ գոլորշու խողովակաշարով մտնում է գոլորշու տուրբին 4: Գոլորշին պարամետրերը կախված են միավորների հզորությունից: Ջերմային կոնդենսացիոն էլեկտրակայաններն ունեն ցածր արդյունավետություն (30-40%), քանի որ էներգիայի մեծ մասը կորչում է ծխատար գազերով և կոնդենսատորի հովացման ջրով: Շահավետ է IES կառուցել վառելիքի արդյունահանման վայրերի անմիջական հարևանությամբ: Միևնույն ժամանակ էլեկտրաէներգիայի սպառողները կարող են տեղակայվել կայանից զգալի հեռավորության վրա։ համակցված ջերմաէլեկտրակայանկոնդենսացիոն կայանից տարբերվում է դրա վրա տեղադրված հատուկ ջերմատուրբինով՝ գոլորշու արդյունահանմամբ։ CHPP-ում գոլորշու մի մասն ամբողջությամբ օգտագործվում է տուրբինում՝ գեներատոր 5-ում էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար, այնուհետև մտնում է կոնդենսատոր 6, իսկ մյուս մասը, որն ունի բարձր ջերմաստիճան և ճնշում, վերցվում է գեներատորի միջանկյալ փուլից։ տուրբին և օգտագործվում է ջերմամատակարարման համար: Կոնդենսատը մատակարարվում է պոմպ 7-ի միջոցով օդազերծիչ 8-ի միջոցով, իսկ հետագայում սնուցող պոմպով 9-ը գոլորշու գեներատորին: Արդյունահանվող գոլորշու քանակը կախված է ձեռնարկությունների ջերմային էներգիայի կարիքներից։ CHP-ի արդյունավետությունը հասնում է 60-70%-ի։ Նման կայանները սովորաբար կառուցվում են սպառողների մոտ՝ արդյունաբերական ձեռնարկությունների կամ բնակելի տարածքների մոտ։ Առավել հաճախ աշխատում են ներկրվող վառելիքի վրա։ Շատ ավելի քիչ են տարածված ջերմային կայանները գազատուրբին(GTPS), գոլորշի-գազ(PGES) և դիզելային գործարաններ: GTPP-ի այրման պալատում այրվում է գազ կամ հեղուկ վառելիք; 750-900 ºС ջերմաստիճանով այրման արտադրանքները մտնում են գազատուրբին, որը պտտում է էլեկտրական գեներատորը: Նման ջերմաէլեկտրակայանների արդյունավետությունը սովորաբար կազմում է 26-28%, հզորությունը՝ մինչև մի քանի հարյուր ՄՎտ։ . GTPP-ները սովորաբար օգտագործվում են էլեկտրական բեռի գագաթները ծածկելու համար: SGPP-ի արդյունավետությունը կարող է հասնել 42-43%:Ամենախնայողներն են խոշոր ջերմային շոգետուրբինային էլեկտրակայանները (կրճատ՝ ՋԷԿ): Մեր երկրի ջերմաէլեկտրակայանների մեծ մասը որպես վառելիք օգտագործում է ածխի փոշին։ 1 կՎտ/ժ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար ծախսվում է մի քանի հարյուր գրամ ածուխ։ Գոլորշի կաթսայում վառելիքի կողմից թողարկված էներգիայի ավելի քան 90%-ը փոխանցվում է գոլորշու: Տուրբինում գոլորշու շիթերի կինետիկ էներգիան փոխանցվում է ռոտորին։ Տուրբինի լիսեռը կոշտ միացված է գեներատորի լիսեռին: Ջերմային էլեկտրակայանների ժամանակակից շոգետուրբինները շատ առաջադեմ, բարձր արագությամբ, բարձր տնտեսող մեքենաներ են՝ երկար սպասարկման ժամկետով: Նրանց հզորությունը մեկ լիսեռ տարբերակում հասնում է 1 մլն 200 հազար կՎտ-ի, և դա սահմանը չէ։ Նման մեքենաները միշտ բազմաստիճան են, այսինքն, դրանք սովորաբար ունենում են մի քանի տասնյակ սկավառակներ աշխատանքային շեղբերով և նույն թվով, յուրաքանչյուր սկավառակի դիմաց, վարդակների խմբեր, որոնց միջով հոսում է գոլորշու շիթ: Գոլորշի ճնշումը և ջերմաստիճանը աստիճանաբար նվազում են։ Ֆիզիկայի դասընթացից հայտնի է, որ ջերմային շարժիչների արդյունավետությունը մեծանում է աշխատանքային հեղուկի սկզբնական ջերմաստիճանի բարձրացմամբ։ Հետևաբար, տուրբին մտնող գոլորշին հասցվում է բարձր պարամետրերի. ջերմաստիճանը գրեթե մինչև 550 ° C է, իսկ ճնշումը մինչև 25 ՄՊա: ՋԷԿ-ի արդյունավետությունը հասնում է 40%-ի։ Էներգիայի մեծ մասը կորչում է տաք արտանետվող գոլորշու հետ միասին: Հիդրոէլեկտրակայան (ՀԷԿ), կառուցվածքների և սարքավորումների համալիր, որի միջոցով ջրի հոսքի էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի։ ՀԷԿ-ը բաղկացած է մի շարք շղթայից հիդրոտեխնիկական կառույցներ,ապահովելով ջրի հոսքի անհրաժեշտ կոնցենտրացիան և ստեղծող ճնշում, և ուժային սարքավորումներ, որոնք ճնշման տակ շարժվող ջրի էներգիան վերածում են պտտման մեխանիկական էներգիայի, որն էլ իր հերթին վերածվում է էլեկտրական էներգիայի: ՀԷԿ-ի գլխամասը ստեղծվում է պատնեշի կողմից օգտագործվող հատվածում գետի անկման կենտրոնացմամբ, կամ. ածանցյալ,կամ ամբարտակն ու դերիվացիան միասին։ ՀԷԿ-ի հիմնական էներգատեխնիկան գտնվում է ՀԷԿ-ի շենքում՝ էլեկտրակայանի շարժիչի սենյակում. հիդրավլիկ ագրեգատներ,օժանդակ սարքավորումներ, ավտոմատ կառավարման և մոնիտորինգի սարքեր; կենտրոնական կառավարման կետում՝ օպերատոր-դիսպետչերական կոնսոլ կամ հիդրոէլեկտրակայանի օպերատոր.Ակտիվացում տրանսֆորմատորային ենթակայանԱյն գտնվում է ինչպես ՀԷԿ-ի շենքի ներսում, այնպես էլ առանձին շենքերում կամ բաց տարածքներում։ Բաշխիչ սարքերհաճախ գտնվում է բաց տարածքում: Էլեկտրակայանի շենքը կարելի է բաժանել մեկ կամ մի քանի ագրեգատներով հատվածների և օժանդակ սարքավորումներառանձնացված շենքի հարակից մասերից. Հիդրոէլեկտրակայանի շենքում կամ դրա ներսում ստեղծվում է հավաքման վայր տարբեր սարքավորումների հավաքման և վերանորոգման և հիդրոէլեկտրակայանի օժանդակ սպասարկման աշխատանքների համար: Տեղադրված հզորությամբ (in ՄՎտ)տարբերակել հիդրոէլեկտրակայանները հզոր(Սբ. 250), միջին(մինչև 25) և փոքր(մինչև 5): ՀԷԿ-ի հզորությունը կախված է ճնշումից (հոսանքի վերևի և ներքևի մակարդակների տարբերությունը ), հիդրավլիկ տուրբիններում օգտագործվող ջրի հոսքի արագությունը և հիդրավլիկ միավորի արդյունավետությունը: Մի շարք պատճառներով (օրինակ՝ ջրամբարներում ջրի մակարդակի սեզոնային փոփոխությունների, էներգահամակարգի ծանրաբեռնվածության փոփոխականության, հիդրոէլեկտրակայանների կամ հիդրոտեխնիկական կառույցների վերանորոգման և այլնի պատճառով) ջրի ճնշումն ու հոսքը մշտապես առկա են. փոփոխվում է, և, բացի այդ, հոսքի արագությունը փոփոխվում է կարգավորելիս՝ ՀԷԿ-երի էլեկտրաէներգիայի արտադրություն։ Կան ՀԷԿ-ի շահագործման ռեժիմի տարեկան, շաբաթական և ամենօրյա ցիկլեր: Ըստ առավելագույն օգտագործվող ճնշման՝ ՀԷԿ-երը բաժանվում են բարձր ճնշման(ավելի քան 60 մ), միջին ճնշում(25-ից 60 մ)և ցածր ճնշման(3-ից 25 մ).Հարթ գետերի վրա ճնշումը հազվադեպ է գերազանցում 100-ը մ,լեռնային պայմաններում պատնեշի միջոցով հնարավոր է ճնշումներ ստեղծել մինչև 300 մեւ ավելին, իսկ ածանցման օգնությամբ՝ մինչեւ 1500 մ.ՀԷԿ-ի ստորաբաժանումն ըստ օգտագործվող ճնշման մոտավոր է, պայմանական։ Ջրային ռեսուրսների օգտագործման և ճնշումների կենտրոնացման սխեմայի համաձայն ՀԷԿ-երը սովորաբար բաժանվում են ալիք, ամբարտակի մոտ, դիվերսիա ճնշման և ոչ ճնշման ածանցմամբ, խառը, պոմպային պահեստավորումև մակընթացային. Հոսող և ամբարտակային ՀԷԿ-երում ջրի ճնշումն առաջանում է ամբարտակի միջոցով, որը փակում է գետը և բարձրացնում ջրի մակարդակը վերևում: Միաժամանակ գետահովտի որոշակի վարարումներն անխուսափելի են։ Հոսող և ամբարտակի մոտ հիդրոէլեկտրակայանները կառուցված են ինչպես ցածրադիր բարձր ջրային գետերի, այնպես էլ լեռնային գետերի վրա, նեղ սեղմված հովիտներում: Գետահոս ՀԷԿ-երը բնութագրվում են մինչև 30-40 գլխիկներով մ.Ավելի բարձր ճնշումների դեպքում անիրագործելի է հիդրոստատիկ ջրի ճնշումը հիդրոէլեկտրակայանի շենք տեղափոխելը: Այս դեպքում տեսակը պատնեշՀԷԿ-ը, որի ճնշման ճակատն ամբողջ երկարությամբ փակված է պատնեշով, իսկ ՀԷԿ-ի շենքը գտնվում է պատնեշի հետևում, միանում է հոսանքին ներքև։ Մեկ այլ տեսակի դասավորություն ամբարտակի մոտՀԷԿ-ը համապատասխանում է լեռնային պայմաններին՝ գետի համեմատաբար ցածր հոսքի արագությամբ։ AT ածանցյալՀիդրոէլեկտրակայանի գետի անկման կենտրոնացումը ձևավորվում է դերիվացիայի միջոցով. գետի օգտագործված հատվածի սկզբում ջուրը գետի ջրանցքից շեղվում է խողովակով, այս հատվածում գետի միջին թեքությունից զգալիորեն փոքր թեքությամբ և ալիքի ոլորանների ու ոլորանների ուղղումով: Դերիվացիայի վերջը բերվում է ՀԷԿ-ի շենքի գտնվելու վայր։ Կեղտաջրերը կամ վերադարձվում են գետ, կամ սնվում հաջորդ դերիվացիոն ՀԷԿ-ին: Դիվացիան շահավետ է, երբ գետի թեքությունը բարձր է։ ՀԷԿ-երի շարքում առանձնահատուկ տեղ է զբաղեցնում պոմպային պահեստային էլեկտրակայաններ(PSPP) և մակընթացային էլեկտրակայաններ(PES): Պոմպային պահեստային էլեկտրակայանի կառուցումը պայմանավորված է խոշոր էներգահամակարգերում գագաթնակետային էներգիայի պահանջարկի աճով, որը որոշում է գագաթնակետային բեռները ծածկելու համար պահանջվող արտադրող հզորությունը: Պոմպային պահեստային էլեկտրակայանի էներգիան կուտակելու ունակությունը հիմնված է այն փաստի վրա, որ էներգահամակարգում ազատ էլեկտրական էներգիան որոշակի ժամանակահատվածում օգտագործվում է պոմպային պահեստավորման բլոկների կողմից, որոնք, աշխատելով պոմպային ռեժիմում, ջուր են մղում ջրամբարը վերին պահեստային ավազանում: Բեռի գագաթնակետերի ժամանակ կուտակված էներգիան վերադարձվում է էներգահամակարգ (վերին ավազանի ջուրը մտնում է ճնշման խողովակաշար և պտտում ընթացիկ գեներատորի ռեժիմում գործող հիդրավլիկ ագրեգատները): PES-ը ծովի մակընթացությունների էներգիան վերածում է էլեկտրական էներգիայի: Մակընթացային հիդրոէլեկտրակայանների էլեկտրաէներգիան, մակընթացությունների պարբերական բնույթի հետ կապված որոշ առանձնահատկությունների պատճառով, կարող է օգտագործվել էներգահամակարգերում միայն կարգավորող էլեկտրակայանների էներգիայի հետ միասին, որոնք լրացնում են մակընթացության հզորության անկումները։ էլեկտրակայանները օրվա կամ ամիսների ընթացքում. Վառելիքաէներգետիկ ռեսուրսների համեմատ հիդրոէներգետիկ ռեսուրսների կարևորագույն հատկանիշը դրանց շարունակական նորացումն է։ ՀԷԿ-երի համար վառելիքի կարիքի բացակայությունը պայմանավորում է ՀԷԿ-երում արտադրվող էլեկտրաէներգիայի ցածր արժեքը։ Հետևաբար, հիդրոէլեկտրակայանների կառուցումը, չնայած 1-ի հաշվով զգալի, կոնկրետ կապիտալ ներդրումներին կՎտտեղադրված հզորությունը և երկար շինարարական ժամանակը, եղել և ունեն մեծ նշանակություն, հատկապես, երբ դա կապված է էլեկտրաէներգիայի ինտենսիվ արդյունաբերության տեղաբաշխման հետ։ Ատոմակայան (ԱԷԿ), էլեկտրակայան, որտեղ ատոմային (միջուկային) էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի։ Ատոմակայանի էներգիայի գեներատորը միջուկային ռեակտոր է: Ջերմությունը, որն ազատվում է ռեակտորում որոշ ծանր տարրերի միջուկների տրոհման շղթայական ռեակցիայի արդյունքում, այնուհետև, ինչպես սովորական ջերմային էլեկտրակայաններում (ՋԷԿ), վերածվում է էլեկտրականության։ Ի տարբերություն հանածո վառելիքով աշխատող ջերմաէլեկտրակայանների, ատոմակայանները գործում են միջուկային կրակ-քան(հիմնված 233 U, 235 U, 239 Pu): Պարզվել է, որ միջուկային վառելիքի համաշխարհային էներգետիկ ռեսուրսները (ուրան, պլուտոնիում և այլն) զգալիորեն գերազանցում են օրգանական վառելիքի բնական պաշարների (նավթ, ածուխ, բնական գազև այլն): Սա վառելիքի արագ աճող պահանջարկը բավարարելու լայն հեռանկարներ է բացում: Բացի այդ, անհրաժեշտ է հաշվի առնել համաշխարհային քիմիական արդյունաբերության տեխնոլոգիական նպատակներով ածխի և նավթի սպառման անընդհատ աճող ծավալը, որը դառնում է ՋԷԿ-երի լուրջ մրցակից։ Չնայած օրգանական վառելիքի նոր հանքավայրերի հայտնաբերմանը և դրա արդյունահանման մեթոդների կատարելագործմանը, աշխարհում նկատվում է դրա արժեքի հարաբերական աճի միտում։ Սա ամենադժվար պայմաններն է ստեղծում հանածո վառելիքի սահմանափակ պաշարներ ունեցող երկրների համար։ Ակնհայտ է ատոմային էներգետիկայի արագ զարգացման անհրաժեշտությունը, որն արդեն իսկ ակնառու տեղ է զբաղեցնում աշխարհի մի շարք արդյունաբերական երկրների էներգետիկ հաշվեկշռում։ Ջրով հովացվող միջուկային ռեակտորով ատոմակայանի սխեմատիկ դիագրամը ներկայացված է նկ. 2. Ջերմություն առաջացող միջուկըռեակտոր հովացուցիչ նյութ,ընդունվում է 1-ին շղթայի ջրով, որը ռեակտորով մղվում է շրջանառության պոմպի միջոցով։ Ռեակտորից տաքացած ջուրը մտնում է ջերմափոխանակիչ (գոլորշու գեներատոր) 3, որտեղ ռեակտորում ստացված ջերմությունը փոխանցում է 2-րդ շղթայի ջրին։ 2-րդ շղթայից ջուրը գոլորշիանում է գոլորշու գեներատորում և ձևավորվում է գոլորշի, որն այնուհետև մտնում է տուրբին 4.
Ատոմակայաններում առավել հաճախ օգտագործվում են 4 տեսակի ջերմային նեյտրոնային ռեակտորներ. 2) գրաֆիտ-ջուր ջրային հովացուցիչ նյութով և գրաֆիտի մոդերատորով. 3) ծանր ջուր՝ ջրային հովացուցիչ նյութով և ծանր ջուր՝ որպես մոդերատոր. 4) գրաֆիտո - գազ գազի հովացուցիչ նյութով և գրաֆիտի մոդերատորով: Հիմնականում օգտագործվող ռեակտորի տեսակի ընտրությունը որոշվում է հիմնականում ռեակտորային կրիչում կուտակված փորձով, ինչպես նաև անհրաժեշտ արդյունաբերական սարքավորումների, հումքի առկայությամբ և այլն: Ռեակտորը և նրա սպասարկման համակարգերը ներառում են. պաշտպանություն , ջերմափոխանակիչներ, պոմպեր կամ գազի փչակներ, որոնք շրջանառում են հովացուցիչ նյութը, խողովակաշարերը և կցամասերը շղթայի շրջանառության համար, միջուկային վառելիքի վերաբեռնման սարքեր, հատուկ օդափոխման համակարգեր, վթարային հովացում և այլն: Ատոմակայանի անձնակազմին ճառագայթման ազդեցությունից պաշտպանելու համար ռեակտորը շրջապատված է կենսաբանական պաշտպանությամբ, որի հիմնական նյութն են բետոնը, ջուրը, օձային ավազը։ Ռեակտորի շղթայի սարքավորումը պետք է ամբողջությամբ կնքված լինի: Նախատեսված է համակարգ հովացուցիչ նյութի հնարավոր արտահոսքի վայրերի մոնիտորինգի համար, միջոցներ են ձեռնարկվում, որպեսզի միացումում արտահոսքի և ընդմիջումների հայտնվելը չհանգեցնի ռադիոակտիվ արտանետումների և ԱԷԿ-ի տարածքի և շրջակա տարածքի աղտոտմանը: Ռադիոակտիվ օդը և հովացուցիչ նյութի փոքր քանակությամբ գոլորշիները, շղթայից արտահոսքի առկայության պատճառով, հեռացվում են ԱԷԿ-ի առանց հսկողության տարածքներից հատուկ օդափոխման համակարգով, որում տրամադրվում են մաքրող զտիչներ և պահող գազի պահարաններ՝ վերացնելու մթնոլորտի աղտոտման հնարավորությունը: Դոզաչափական հսկողության ծառայությունը վերահսկում է ԱԷԿ-ի անձնակազմի կողմից ճառագայթային անվտանգության կանոնների կատարումը։ Հասանելիություն կենսաբանական պաշտպանություն, հատուկ օդափոխության և վթարային հովացման համակարգերը և դոզիմետրիկ հսկողության ծառայությունները թույլ են տալիս լիովին ապահովել սպասարկող անձնակազմԱԷԿ՝ ռադիոակտիվ ազդեցության վնասակար հետևանքներից. Ատոմակայանները, որոնք ամենաարդիական տիպի էլեկտրակայաններն են, ունեն մի շարք էական առավելություններ այլ տեսակի էլեկտրակայանների նկատմամբ. նորմալ շահագործման պայմաններում դրանք բացարձակապես չեն աղտոտում շրջակա միջավայրը, չեն պահանջում կապվել հումքի աղբյուրի հետ։ և, համապատասխանաբար, կարող է տեղադրվել գրեթե ցանկացած վայրում: Նոր էներգաբլոկների հզորությունը գրեթե հավասար է միջին հիդրոէլեկտրակայանի հզորությանը, սակայն ատոմակայաններում տեղադրված հզորության օգտագործման գործակիցը (80%) զգալիորեն ավելի բարձր է, քան հիդրոէլեկտրակայաններինը կամ ջերմաէլեկտրակայաններինը: Նորմալ շահագործման պայմաններում ատոմակայանների էական թերությունները գործնականում չկան։ Այնուամենայնիվ, չի կարելի չնկատել ատոմակայանների վտանգը հնարավոր ֆորսմաժորային հանգամանքներում՝ երկրաշարժեր, փոթորիկներ և այլն. այստեղ էներգաբլոկների հին մոդելները ռեակտորի անվերահսկելի գերտաքացման պատճառով տարածքների ճառագայթային աղտոտման պոտենցիալ վտանգ են ներկայացնում:

Այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրներ.

Արևի էներգիա. Վերջերս արևային էներգիայի օգտագործման խնդրի նկատմամբ հետաքրքրությունը կտրուկ աճել է, քանի որ արևի ուղղակի ճառագայթման օգտագործման վրա հիմնված էներգիայի ներուժը չափազանց մեծ է: Արեգակնային ճառագայթման ամենապարզ կոլեկտորը սևացած մետաղական (սովորաբար ալյումինե) թիթեղն է, որի ներսում կան խողովակներ, որոնցում շրջանառվում է հեղուկ։ Ջեռուցվում է կոլեկտորի կողմից կլանված արևային էներգիայով, հեղուկը մատակարարվում է ուղղակի օգտագործման համար: Արեգակնային էներգիան էներգիայի արտադրության ամենանյութական ինտենսիվ տեսակներից մեկն է։ Արեգակնային էներգիայի լայնածավալ օգտագործումը ենթադրում է նյութերի և, հետևաբար, հումքի արդյունահանման, դրանց հարստացման, նյութերի արտադրության, հելիոստատների, կոլեկտորների, այլ սարքավորումների արտադրության համար անհրաժեշտ նյութերի և, հետևաբար, աշխատանքային ռեսուրսների անհրաժեշտության հսկա աճ, և դրանց տեղափոխումը։ Առայժմ արևի ճառագայթներից ստացված էլեկտրական էներգիան շատ ավելի թանկ է, քան ավանդական մեթոդներով ստացվածը։ Գիտնականները հույս ունեն, որ փորձարկումները, որոնք իրենք կիրականացնեն փորձարարական օբյեկտներում և կայաններում, կօգնեն լուծել ոչ միայն տեխնիկական, այլև տնտեսական խնդիրները։ քամու էներգիա. Շարժվող օդային զանգվածների էներգիան հսկայական է։ Քամու էներգիայի պաշարներն ավելի քան հարյուր անգամ գերազանցում են մոլորակի բոլոր գետերի հիդրոէներգիայի պաշարները։ Քամիները փչում են անընդհատ և ամենուր երկրի վրա: Կլիմայական պայմանները թույլ են տալիս քամու էներգիան զարգացնել հսկայական տարածքում: Սակայն այս օրերին քամու շարժիչներով աշխատող շարժիչները ծածկում են աշխարհի էներգիայի պահանջարկի միայն մեկ հազարերորդ մասը: Հետևաբար, օդանավաշինության մասնագետները ներգրավված են հողմային անիվի նախագծման մեջ՝ ցանկացած հողմային էլեկտրակայանի սիրտը, ովքեր ի վիճակի են ընտրել սայրի ամենահարմար պրոֆիլը և ուսումնասիրել այն հողմային թունելում: Գիտնականների և ինժեներների ջանքերով ստեղծվել են ժամանակակից հողմային տուրբինների նախագծերի լայն տեսականի: Երկրի էներգիա. Հին ժամանակներից մարդիկ գիտեին երկրագնդի աղիքներում թաքնված հսկա էներգիայի ինքնաբուխ դրսևորումների մասին: Մարդկության հիշողությունը լեգենդներ է պահում աղետալի հրաբխային ժայթքումների մասին, որոնք խլեցին միլիոնավոր մարդկային կյանքեր, անճանաչելիորեն փոխեցին Երկրի վրա շատ վայրերի տեսքը: Նույնիսկ համեմատաբար փոքր հրաբխի ժայթքման ուժը հսկայական է, այն շատ անգամ գերազանցում է մարդու ձեռքով ստեղծված ամենամեծ էլեկտրակայանների հզորությունը: Ճիշտ է, հրաբխային ժայթքումների էներգիայի ուղղակի օգտագործման մասին խոսելու կարիք չկա, մինչ այժմ մարդիկ հնարավորություն չունեն զսպելու այս անտրամադիր տարրը: Երկրի էներգիան հարմար է ոչ միայն սենյակների ջեռուցման համար, ինչպես դա տեղի է ունենում: Իսլանդիայում, այլեւ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար։ Տաք ստորգետնյա աղբյուրներով էլեկտրակայանները գործում են երկար ժամանակ։ Առաջին նման էլեկտրակայանը, դեռևս բավականին ցածր էներգիայով, կառուցվել է 1904 թվականին իտալական փոքրիկ Լարդերելլո քաղաքում։ Աստիճանաբար էլեկտրակայանի հզորությունը մեծացավ, ավելի ու ավելի շատ նոր բլոկներ գործարկվեցին, օգտագործվեցին տաք ջրի նոր աղբյուրներ, և այսօր կայանի հզորությունը արդեն հասել է 360 հազար կիլովատների տպավորիչ արժեքի։

Էլեկտրաէներգիայի փոխանցում.

Տրանսֆորմատորներ.

Դուք գնել եք ZIL սառնարան: Վաճառողը զգուշացրել է ձեզ, որ սառնարանը նախատեսված է ցանցի 220 Վ լարման համար։ Իսկ ձեր տանը ցանցի լարումը 127 Վ է։ Ընդհանրապես. Պարզապես պետք է լրացուցիչ ծախսեր կատարեք և տրանսֆորմատոր ձեռք բերեք: Տրանսֆորմատոր- շատ պարզ սարք, որը թույլ է տալիս և՛ բարձրացնել, և՛ նվազեցնել լարումը: AC փոխակերպումն իրականացվում է տրանսֆորմատորների միջոցով: Առաջին անգամ տրանսֆորմատորները օգտագործվել են 1878 թվականին ռուս գիտնական Պ.Ն. Յաբլոչկովի կողմից՝ իր հորինած «էլեկտրական մոմերը» սնուցելու համար՝ այն ժամանակվա լույսի նոր աղբյուր։ Պ.Ն. Յաբլոչկովի գաղափարը մշակվել է Մոսկվայի համալսարանի աշխատակից Ի. 1) . Պտուտակներից մեկը, որը կոչվում է առաջնային, միացված է փոփոխական լարման աղբյուրին: Երկրորդ ոլորուն, որին միացված է «բեռը», այսինքն՝ սարքեր և սարքեր, որոնք սպառում են էլեկտրաէներգիա, կոչվում է երկրորդական:

Նկ.1 Նկ.2

Երկու ոլորունով տրանսֆորմատորի սարքի դիագրամը ներկայացված է Նկար 2-ում, իսկ դրա համար ընդունված խորհրդանիշը՝ նկարում: 3.

Տրանսֆորմատորի գործողությունը հիմնված է էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի երևույթի վրա: Երբ փոփոխական հոսանք անցնում է առաջնային ոլորուն միջով, երկաթե միջուկում հայտնվում է փոփոխական մագնիսական հոսք, որը գրգռում է ինդուկցիոն EMF-ը յուրաքանչյուր ոլորունում: Ավելին, ինդուկցիոն emf-ի ակնթարթային արժեքը ե մեջՖարադեյի օրենքի համաձայն առաջնային կամ երկրորդային ոլորման ցանկացած շրջադարձ որոշվում է բանաձևով.

e = -Δ Զ/Δ տ

Եթե Ֆ= Ф 0 сosωt, ապա e \u003d ω F 0 մեղքω տ, կամ e =Ե 0 մեղքω տ , որտեղ Ե 0 \u003d ω Ф 0 - EMF-ի ամպլիտուդը մեկ պտույտով: Առաջնային ոլորուն մեջ, որն ունի Պ 1 հերթափոխով, ընդհանուր emf ինդուկցիա ե 1 հավասար է Պ 1 ե.Երկրորդական ոլորունում կա ընդհանուր EMF: ե 2 հավասար է Պ 2 ե,որտեղ Պ 2 - այս ոլորուն շրջադարձերի քանակը:

Այստեղից հետևում է, որ

ե 1 ե 2 = Պ 1 Պ 2 . (1) Լարման գումարը u 1 , կիրառվում է առաջնային ոլորուն և EMF-ին ե 1 պետք է հավասար լինի առաջնային ոլորուն լարման անկմանը. u 1 + ե 1 = ես 1 Ռ 1 , որտեղ Ռ 1 ոլորման ակտիվ դիմադրությունն է, և ես 1 հոսանքն է դրա մեջ։ Այս հավասարումը ուղղակիորեն բխում է ընդհանուր հավասարումից: Սովորաբար ոլորուն ակտիվ դիմադրությունը փոքր է և անդամ ես 1 Ռ 1 կարելի է անտեսել. Այսպիսով u 1 ≈ - ե 1 . (2) Երբ տրանսֆորմատորի երկրորդական ոլորուն բաց է, դրա մեջ հոսանք չի հոսում, և կապը պահպանվում է.

u 2 ≈ - ե 2 . (3)

Քանի որ emf-ի ակնթարթային արժեքները ե 1 և ե 2 փուլի փոփոխություն, ապա դրանց հարաբերակցությունը (1) բանաձևում կարող է փոխարինվել արդյունավետ արժեքների հարաբերակցությամբ Ե 1 ևԵ 2 այս EMF կամ, հաշվի առնելով (2) և (3) հավասարությունները, արդյունավետ լարման արժեքների հարաբերակցությունը U 1 և U 2 .

U 1 /U 2 = Ե 1 / Ե 2 = n 1 / n 2 = կ. (4)

Արժեք կկոչվում է փոխակերպման հարաբերակցություն: Եթե կ>1, ապա տրանսֆորմատորը իջնում ​​է, հետ կ<1 - աճող Երբ երկրորդական ոլորուն շղթան փակ է, դրա մեջ հոսում է հոսանք: Հետո հարաբերությունը u 2 ≈ - ե 2 այլևս ճշգրիտ չի կատարվում, և, համապատասխանաբար, կապը Ու 1 և U 2 դառնում է ավելի բարդ, քան (4) հավասարման մեջ:Ըստ էներգիայի պահպանման օրենքի՝ առաջնային շղթայում հզորությունը պետք է հավասար լինի երկրորդական շղթայի հզորությանը. 1 Ի 1 = U 2 Ի 2, (5) որտեղ Ի 1 և Ի 2 - ուժի արդյունավետ արժեքներ առաջնային և երկրորդային ոլորուններում:

Այստեղից հետևում է, որ

U 1 /U 2 = Ի 1 / Ի 2 . (6)

Սա նշանակում է, որ տրանսֆորմատորի օգնությամբ մի քանի անգամ մեծացնելով լարումը, մենք հոսանքը նվազեցնում ենք նույն չափով (և հակառակը)։

Փաթաթումներում և երկաթի միջուկում ջերմության առաջացման համար էներգիայի անխուսափելի կորուստների պատճառով (5) և (6) հավասարումները կատարվում են մոտավորապես: Այնուամենայնիվ, ժամանակակից բարձր հզորության տրանսֆորմատորներում ընդհանուր կորուստները չեն գերազանցում 2-3% -ը:

Ամենօրյա պրակտիկայում դուք հաճախ ստիպված եք գործ ունենալ տրանսֆորմատորների հետ: Ի հավելումն այն տրանսֆորմատորների, որոնք մենք կամա թե ակամա օգտագործում ենք, քանի որ արդյունաբերական սարքերը նախատեսված են մի լարման համար, իսկ մյուսը օգտագործվում է քաղաքային ցանցում, բացի դրանցից, գործ ունենք մեքենաների գլանների հետ։ Բոբինը բարձրացող տրանսֆորմատոր է: Աշխատանքային խառնուրդը բռնկող կայծ ստեղծելու համար պահանջվում է բարձր լարում, որը մենք ստանում ենք մեքենայի մարտկոցից՝ նախ անջատիչի միջոցով մարտկոցի ուղղակի հոսանքը փոփոխական հոսանքի վերածելուց հետո։ Հեշտ է տեսնել, որ մինչև տրանսֆորմատորը տաքացնելու համար օգտագործվող էներգիայի կորուստը, երբ լարումը մեծանում է, հոսանքը նվազում է և հակառակը:

Եռակցման մեքենաները պահանջում են աստիճանական տրանսֆորմատորներ: Եռակցումը պահանջում է շատ բարձր հոսանքներ, իսկ եռակցման մեքենայի տրանսֆորմատորն ունի միայն մեկ ելքային պտույտ:

Դուք հավանաբար նկատել եք, որ տրանսֆորմատորի միջուկը պատրաստված է պողպատի բարակ թիթեղներից: Դա արվում է լարման փոխակերպման ժամանակ էներգիան չկորցնելու համար։ Թիթեղային նյութում պտտվող հոսանքները ավելի քիչ դեր կխաղան, քան պինդ նյութում:

Տանը դուք գործ ունեք փոքր տրանսֆորմատորների հետ: Ինչ վերաբերում է հզոր տրանսֆորմատորներին, ապա դրանք հսկայական կառույցներ են։ Այս դեպքերում ոլորուններով միջուկը տեղադրվում է սառեցնող յուղով լցված տանկի մեջ։

Էլեկտրաէներգիայի փոխանցում

Էլեկտրաէներգիայի սպառողները ամենուր են. Այն արտադրվում է վառելիքի և ջրային ռեսուրսների մոտ գտնվող համեմատաբար քիչ վայրերում: Ուստի անհրաժեշտ է դառնում էլեկտրաէներգիա փոխանցել երբեմն հարյուրավոր կիլոմետրեր հասնող հեռավորությունների վրա։

Բայց մեծ հեռավորությունների վրա էլեկտրաէներգիայի փոխանցումը կապված է զգալի կորուստների հետ։ Բանն այն է, որ հոսելով էլեկտրահաղորդման գծերի միջով, հոսանքը տաքացնում է դրանք։ Ջուլ-Լենցի օրենքի համաձայն՝ գծի լարերը տաքացնելու վրա ծախսվող էներգիան որոշվում է բանաձևով.

Q=I 2 Rtորտեղ R-ը գծի դիմադրությունն է: Երկար գծի դեպքում էներգիայի փոխանցումը կարող է ընդհանուր առմամբ տնտեսապես ոչ շահավետ դառնալ: Կորուստները նվազեցնելու համար, իհարկե, կարող եք հետևել գծի R դիմադրության նվազեցման ուղուն՝ ավելացնելով լարերի խաչմերուկի տարածքը: Բայց R-ն, օրինակ, 100 գործակցով նվազեցնելու համար պետք է 100-ով ավելացնել նաև մետաղալարի զանգվածը։ Հասկանալի է, որ թանկարժեք գունավոր մետաղի նման մեծ ծախս չի կարելի թույլ տալ, էլ չեմ խոսում բարձր կայմերի վրա ծանր մետաղալարեր ամրացնելու դժվարությունների մասին և այլն։ Հետևաբար, գծում էներգիայի կորուստները կրճատվում են այլ կերպ՝ նվազեցնելով հոսանքը։ շարքում. Օրինակ, հոսանքի նվազումը 10 գործակցով նվազեցնում է հաղորդիչների մեջ թողարկվող ջերմության քանակը 100 անգամ, այսինքն՝ ձեռք է բերվում նույն ազդեցությունը, ինչ լարերի հարյուրապատիկ կշռումից:

Քանի որ ընթացիկ հզորությունը համաչափ է ընթացիկ ուժի և լարման արտադրյալին, փոխանցվող հզորությունը պահպանելու համար անհրաժեշտ է մեծացնել լարումը հաղորդման գծում։ Ավելին, որքան երկար է հաղորդման գիծը, այնքան ավելի շահավետ է ավելի բարձր լարման օգտագործումը։ Այսպիսով, օրինակ, «Վոլժսկայա ՀԷԿ» - Մոսկվա բարձրավոլտ էլեկտրահաղորդման գծում օգտագործվում է 500 կՎ լարում։ Միևնույն ժամանակ, փոփոխական հոսանքի գեներատորները կառուցված են 16-20 կՎ-ից ոչ ավելի լարումների համար, քանի որ ավելի բարձր լարման դեպքում կպահանջվի ավելի բարդ հատուկ միջոցների ընդունում՝ ոլորունները և գեներատորների այլ մասերը մեկուսացնելու համար:

Հետեւաբար, խոշոր էլեկտրակայաններում տեղադրվում են աստիճանական տրանսֆորմատորներ: Տրանսֆորմատորը մեծացնում է լարումը գծում այնքան անգամ, որքան նվազեցնում է հոսանքը: Էլեկտրաէներգիայի կորուստն այս դեպքում փոքր է։

Հաստոցների էլեկտրական շարժիչի շարժիչներում, լուսավորության ցանցում և այլ նպատակներով էլեկտրաէներգիայի ուղղակի օգտագործման համար գծի ծայրերում լարումը պետք է իջեցվի։ Դա ձեռք է բերվում իջնող տրանսֆորմատորների օգնությամբ: Ավելին, սովորաբար լարման նվազումը և, համապատասխանաբար, ընթացիկ ուժի աճը տեղի է ունենում մի քանի փուլով: Յուրաքանչյուր փուլում լարումը փոքրանում է, իսկ էլեկտրական ցանցով ծածկված տարածքը՝ լայնանում։ Էլեկտրաէներգիայի փոխանցման և բաշխման սխեման ներկայացված է նկարում:

Երկրի մի շարք մարզերի էլեկտրակայանները միացված են բարձրավոլտ հաղորդման գծերով՝ կազմելով ընդհանուր էլեկտրացանց, որին միացված են սպառողները։ Նման ասոցիացիան կոչվում է ուժային համակարգ: Էներգահամակարգն ապահովում է սպառողների էներգիայի անխափան մատակարարումը՝ անկախ նրանց գտնվելու վայրից։

Էլեկտրաէներգիայի օգտագործումը.

Էլեկտրաէներգիայի օգտագործումը գիտության տարբեր բնագավառներում.

20-րդ դարը դարձել է դար, երբ գիտությունը ներխուժում է հասարակության բոլոր ոլորտները՝ տնտեսություն, քաղաքականություն, մշակույթ, կրթություն և այլն։ Բնականաբար, գիտությունն ուղղակիորեն ազդում է էներգետիկայի զարգացման և էլեկտրաէներգիայի ծավալների վրա։ Մի կողմից գիտությունը նպաստում է էլեկտրական էներգիայի շրջանակի ընդլայնմանը և դրանով իսկ մեծացնում դրա սպառումը, բայց մյուս կողմից՝ մի դարաշրջանում, երբ չվերականգնվող էներգիայի պաշարների անսահմանափակ օգտագործումը վտանգ է ներկայացնում ապագա սերունդների համար, զարգացումը. էներգախնայողության տեխնոլոգիաները և դրանց ներդրումը կյանքում դառնում են գիտության հրատապ խնդիր։ Դիտարկենք այս հարցերը կոնկրետ օրինակներով։ Զարգացած երկրներում ՀՆԱ-ի (համախառն ներքին արդյունքի) աճի մոտ 80%-ը ձեռք է բերվում տեխնիկական նորարարությունների միջոցով, որոնց մեծ մասը կապված է էլեկտրաէներգիայի օգտագործման հետ։ Արդյունաբերության, գյուղատնտեսության և առօրյա կյանքում ամեն նոր բան մեզ մոտ գալիս է գիտության տարբեր ճյուղերի նոր զարգացումների շնորհիվ։ Գիտական ​​զարգացումների մեծ մասը սկսվում է տեսական հաշվարկներից։ Բայց եթե 19-րդ դարում այդ հաշվարկներն արվում էին գրիչով և թղթով, ապա գիտատեխնիկական հեղափոխության (գիտատեխնոլոգիական հեղափոխության) դարաշրջանում բոլոր տեսական հաշվարկները, գիտական ​​տվյալների ընտրությունն ու վերլուծությունը և նույնիսկ գրական ստեղծագործությունների լեզվաբանական վերլուծությունը. կատարվում է օգտագործելով համակարգիչներ (էլեկտրոնային համակարգիչներ), որոնք աշխատում են էլեկտրական էներգիայի վրա, որն ամենահարմարն է հեռավորության վրա դրա փոխանցման և օգտագործման համար: Բայց եթե սկզբնական շրջանում համակարգիչներն օգտագործվում էին գիտական ​​հաշվարկների համար, ապա այժմ համակարգիչները կյանքի են կոչվել գիտությունից: Այժմ դրանք օգտագործվում են մարդկային գործունեության բոլոր ոլորտներում՝ տեղեկատվության գրանցման և պահպանման, արխիվների ստեղծման, տեքստերի պատրաստման և խմբագրման, գծագրության և գրաֆիկական աշխատանքների կատարման, արտադրության և գյուղատնտեսության ավտոմատացման համար: Արտադրության էլեկտրոնացումը և ավտոմատացումը զարգացած երկրների տնտեսություններում «երկրորդ արդյունաբերական» կամ «միկրոէլեկտրոնային» հեղափոխության կարևորագույն հետևանքներն են։ Ինտեգրված ավտոմատացման զարգացումն ուղղակիորեն կապված է միկրոէլեկտրոնիկայի հետ, որի որակապես նոր փուլը սկսվեց 1971 թվականին միկրոպրոցեսորի գյուտից հետո՝ միկրոէլեկտրոնային տրամաբանական սարք, որը կառուցված է տարբեր սարքերի մեջ՝ դրանց աշխատանքը վերահսկելու համար: Միկրոպրոցեսորներն արագացրել են ռոբոտաշինության աճը։ Այսօր օգտագործվող ռոբոտների մեծ մասը պատկանում է այսպես կոչված առաջին սերնդին և օգտագործվում է եռակցման, կտրման, սեղմման, ծածկույթի և այլնի մեջ։ Երկրորդ սերնդի ռոբոտները, որոնք փոխարինում են նրանց, հագեցած են շրջակա միջավայրը ճանաչող սարքերով։ Իսկ ռոբոտները՝ երրորդ սերնդի «մտավորականները» «կտեսնեն», «զգան», «կլսեն»։ Գիտնականները և ինժեներները ռոբոտների օգտագործման համար առաջնահերթ ոլորտներից են համարում միջուկային էներգիան, տիեզերքի հետախուզումը, տրանսպորտը, առևտուրը, պահեստավորումը, բժշկական օգնությունը, թափոնների վերամշակումը և օվկիանոսի հատակի հարստության զարգացումը: Ռոբոտների մեծ մասն աշխատում է էլեկտրական էներգիայով, սակայն ռոբոտի էլեկտրաէներգիայի սպառման աճը փոխհատուցվում է էներգիայի ծախսերի կրճատմամբ շատ էներգատար արտադրական գործընթացներում՝ ավելի խելացի մեթոդների և էներգախնայող նոր տեխնոլոգիական գործընթացների ներդրման միջոցով: Բայց վերադառնանք գիտությանը: Բոլոր նոր տեսական զարգացումները ստուգվում են փորձարարական եղանակով՝ համակարգչային հաշվարկներից հետո: Եվ, որպես կանոն, այս փուլում հետազոտություններն իրականացվում են ֆիզիկական չափումների, քիմիական անալիզների և այլնի միջոցով։ Այստեղ գիտահետազոտական ​​գործիքները բազմազան են՝ բազմաթիվ չափիչ գործիքներ, արագացուցիչներ, էլեկտրոնային մանրադիտակներ, մագնիսական ռեզոնանսային տոմոգրաֆներ և այլն։ Փորձարարական գիտության այս գործիքների մեծ մասն աշխատում է էլեկտրական էներգիայով: Գիտությունը կապի և կապի ոլորտում շատ արագ է զարգանում։ Արբանյակային կապն օգտագործվում է ոչ միայն որպես միջազգային կապի միջոց, այլև առօրյա կյանքում՝ արբանյակային ալեհավաքները մեր քաղաքում հազվադեպ չեն: Հաղորդակցության նոր միջոցները, ինչպիսիք են մանրաթելային տեխնոլոգիաները, կարող են զգալիորեն նվազեցնել էլեկտրաէներգիայի կորուստը երկար հեռավորությունների վրա ազդանշանների փոխանցման գործընթացում: Գիտությունն ու կառավարման ոլորտը չշրջանցեցին. Քանի որ գիտական ​​և տեխնոլոգիական հեղափոխությունը զարգանում է, մարդկային գործունեության արտադրական և ոչ արտադրական ոլորտները ընդլայնվում են, կառավարումը սկսում է ավելի ու ավելի կարևոր դեր խաղալ դրանց արդյունավետության բարձրացման գործում: Արվեստի մի տեսակից, մինչև վերջերս հիմնված փորձի և ինտուիցիայի վրա, կառավարումն այժմ դարձել է գիտություն: Կառավարման գիտությունը, տեղեկատվության ստացման, պահպանման, փոխանցման և մշակման ընդհանուր օրենքները կոչվում են կիբեռնետիկա: Այս տերմինը գալիս է հունարեն «ղեկավար», «ղեկավար» բառերից։ Այն հանդիպում է հին հույն փիլիսոփաների աշխատություններում։ Սակայն նրա նոր ծնունդն իրականում տեղի է ունեցել 1948 թվականին՝ ամերիկացի գիտնական Նորբերտ Վիների «Կիբեռնետիկա» գրքի հրատարակումից հետո։ Մինչ «կիբեռնետիկ» հեղափոխության սկիզբը կար միայն թղթային համակարգչային գիտություն, որի ընկալման հիմնական միջոցը մարդու ուղեղն էր, և որը չէր օգտագործում էլեկտրականություն։ «Կիբեռնետիկ» հեղափոխությունը հիմք է տվել սկզբունքորեն այլ՝ մեքենայական ինֆորմատիկա, որը համապատասխանում է հսկա աճող տեղեկատվության հոսքերին, որի էներգիայի աղբյուրը էլեկտրաէներգիան է։ Ստեղծվել են տեղեկատվության ստացման, դրա կուտակման, մշակման ու փոխանցման բոլորովին նոր միջոցներ, որոնք միասին կազմում են տեղեկատվական համալիր կառուցվածք։ Այն ներառում է ավտոմատ կառավարման համակարգեր (ավտոմատ կառավարման համակարգեր), տեղեկատվական տվյալների բանկեր, ավտոմատ տեղեկատվական բազաներ, համակարգչային կենտրոններ, վիդեո տերմինալներ, պատճենահանող և հեռագրական մեքենաներ, համազգային տեղեկատվական համակարգեր, արբանյակային և արագընթաց օպտիկամանրաթելային կապի համակարգեր. այս ամենը անսահմանափակ կերպով ընդլայնվել է: էլեկտրաէներգիայի օգտագործման շրջանակը. Շատ գիտնականներ կարծում են, որ այս դեպքում խոսքը գնում է նոր «տեղեկատվական» քաղաքակրթության մասին, որը փոխարինում է արդյունաբերական տիպի հասարակության ավանդական կազմակերպմանը։ Այս մասնագիտացումը բնութագրվում է հետևյալ կարևոր հատկանիշներով.

տեղեկատվական տեխնոլոգիաների համատարած օգտագործումը նյութական և ոչ նյութական արտադրության մեջ, գիտության, կրթության, առողջապահության և այլնի բնագավառում. տվյալների տարբեր բանկերի լայն ցանցի առկայությունը, ներառյալ հանրային օգտագործումը. տեղեկատվության փոխակերպումը տնտեսական, ազգային և անձնական զարգացման կարևորագույն գործոններից մեկի. տեղեկատվության ազատ շրջանառությունը հասարակության մեջ.

Արդյունաբերական հասարակությունից «տեղեկատվական քաղաքակրթության» նման անցումը հնարավոր դարձավ մեծապես էներգիայի զարգացման և փոխանցման և օգտագործման մեջ էներգիայի հարմար տեսակի՝ էլեկտրական էներգիայի ապահովման շնորհիվ։

Էլեկտրաէներգիան արտադրության մեջ.

Ժամանակակից հասարակությունը հնարավոր չէ պատկերացնել առանց արտադրական գործունեության էլեկտրիֆիկացման։ Արդեն 1980-ականների վերջին աշխարհում ամբողջ էներգիայի սպառման 1/3-ից ավելին իրականացվում էր էլեկտրական էներգիայի տեսքով։ Հաջորդ դարասկզբին այդ համամասնությունը կարող է աճել մինչև 1/2։ Էլեկտրաէներգիայի սպառման նման աճը առաջին հերթին կապված է արդյունաբերությունում դրա սպառման աճի հետ։ Արդյունաբերական ձեռնարկությունների հիմնական մասն աշխատում է էլեկտրաէներգիայի վրա։ Էլեկտրաէներգիայի մեծ սպառումը բնորոշ է էներգատար արդյունաբերություններին, ինչպիսիք են մետալուրգիան, ալյումինի և ինժեներական արդյունաբերությունները:

Էլեկտրականություն տանը.

Էլեկտրաէներգիան առօրյա կյանքում կարևոր օգնական է: Մենք ամեն օր առնչվում ենք դրան, և, հավանաբար, արդեն չենք պատկերացնում մեր կյանքը առանց դրա։ Հիշիր, երբ վերջին անգամ ես անջատել լույսը, այսինքն՝ տունդ հոսանք չի ստացել, հիշիր, թե ինչպես էիր երդվում, որ ոչ մի բանի ժամանակ չունես և լույսի կարիք ունես, քեզ պետք է հեռուստացույց, թեյնիկ և էլի մի փունջ։ էլեկտրական սարքեր. Ի վերջո, եթե մենք ընդմիշտ լիցքաթափվենք, ապա մենք պարզապես կվերադառնանք այն հնագույն ժամանակներին, երբ կերակուրը եփում էին կրակի վրա և ապրում էին սառը վիգվամների մեջ։ Էլեկտրաէներգիայի կարևորությունը մեր կյանքում կարելի է ծածկել մի ամբողջ բանաստեղծությամբ, այն այնքան կարևոր է մեր կյանքում, և մենք այնքան սովոր ենք դրան։ Թեև մենք այլևս չենք նկատում, որ նա գալիս է մեր տուն, բայց երբ նրան անջատում են, դա շատ անհարմար է դառնում։ Գնահատե՛ք էլեկտրաէներգիան։

Մատենագիտություն.

Գրոմովի «Ֆիզիկա, 10-րդ դասարան» դասագիրք: Մոսկվա: Լուսավորություն. Երիտասարդ ֆիզիկոսի հանրագիտարանային բառարան. Բաղադրյալ. Վ.Ա. Չույանով, Մոսկվա: Մանկավարժություն. Allion L., Wilcons W.. Ֆիզիկա. Մոսկվա: Նաուկա. Koltun M. Ֆիզիկայի աշխարհ. Մոսկվա. Էներգիայի աղբյուրներ. Փաստեր, խնդիրներ, լուծումներ. Մոսկվա: Գիտություն և տեխնոլոգիա. Ոչ ավանդական էներգիայի աղբյուրներ. Մոսկվա: Գիտելիք. Յուդասին Լ.Ս. Էներգիա. խնդիրներ և հույսեր. Մոսկվա: Լուսավորություն. Պոդգորնի Ա.Ն. Ջրածնի էներգիա. Մոսկվա: Նաուկա.

վերացական

Քննարկվող ժամանակահատվածում լուծված ամենամեծ խնդիրներից մեկը էլեկտրաէներգիայի արտադրությունն ու օգտագործումն էր՝ արդյունաբերության և տրանսպորտի նոր էներգետիկ հիմքը։

վերացական

Էլեկտրական լուսավորության պատմությունը սկսվել է 1870 թվականին շիկացած լամպի գյուտով, որի մեջ լույս է արտադրվել էլեկտրական հոսանքի արդյունքում։

վերացական

19-րդ դարի կեսերին գիտության և տեխնիկայի պատմությունը մոտեցավ կրիտիկական մի շրջանի, երբ բազմաթիվ երկրների առաջատար գիտնականների և գյուտարարների՝ էլեկտրաինժեներների հիմնական ջանքերը կենտրոնացած էին մեկ ուղղությամբ՝ ավելի հարմար լույսի աղբյուրների ստեղծման վրա:

Փաստաթուղթ

Բնության ամենահետաքրքիր ու առեղծվածային երեւույթների շարքում երեխաների շնորհալիությունը զբաղեցնում է առաջատար տեղերից մեկը։ Դրա ախտորոշման և զարգացման խնդիրները երկար դարեր շարունակ մտահոգել են մանկավարժներին։

Սանգաջիևա Լյուբով Բատովնա, ֆիզիկայի ուսուցիչ, բարձրագույն որակավորման կարգ։ Մոսկվա 2011 թվականի աշխատանքային ծրագիր

Աշխատանքային ծրագիր

Ֆիզիկայի այս աշխատանքային ծրագիրը 10-11-րդ դասարանների համար հիմնված է ֆիզիկայի միջնակարգ (ամբողջական) հանրակրթության պետական ​​ստանդարտի դաշնային բաղադրիչի վրա (2004 թ.):