Estratto della lezione "Produzione e uso di energia elettrica". Produzione, trasmissione e utilizzo di energia elettrica

astratto

in fisica

sul tema "Produzione, trasmissione e utilizzo dell'energia elettrica"

Studenti di 11a classe A

MOU scuola numero 85

Caterina.

Insegnante:

2003

Piano astratto.

Introduzione.

1. Produzione di energia.

1. tipi di centrali elettriche.

2. risorse di energia alternativa.

2. Trasmissione di elettricità.

trasformatori.

Introduzione.

Apparve il bellissimo mito di Prometeo, che diede fuoco alle persone Grecia antica molto più tardi, in molte parti del mondo, furono padroneggiati metodi piuttosto sofisticati per la gestione del fuoco, la sua produzione ed estinzione, la conservazione del fuoco e l'uso razionale del combustibile.

Per molti anni il fuoco è stato mantenuto bruciando fonti energetiche vegetali (legna, arbusti, canneti, erba, alghe secche, ecc.), poi si è scoperto che per mantenere il fuoco era possibile utilizzare sostanze fossili: carbone, petrolio , scisto, torba.

Oggi l'energia rimane la componente principale della vita umana. Permette di creare vari materiali, è uno dei principali fattori nello sviluppo di nuove tecnologie. In poche parole, senza padroneggiare vari tipi energia, una persona non è in grado di esistere pienamente.

Produzione di energia.

Tipi di centrali elettriche.

Nelle centrali termoelettriche, l'energia chimica del combustibile viene convertita prima in energia meccanica e poi in energia elettrica. Il carburante per una tale centrale elettrica può essere carbone, torba, gas, scisti bituminosi, olio combustibile.

Le centrali termiche sono suddivise in condensazione(IES), progettato per generare solo energia elettrica, e centrali termoelettriche combinate(CHP), producendo oltre all'elettricità energia termica come acqua calda e coppia. I grandi IES di importanza distrettuale sono chiamati centrali elettriche distrettuali statali (GRES).

Il diagramma schematico più semplice di un IES a carbone è mostrato nella figura. Il carbone viene immesso nel bunker del carburante 1 e da esso nell'impianto di frantumazione 2, dove si trasforma in polvere. La polvere di carbone entra nel forno del generatore di vapore (caldaia a vapore) 3, che ha un sistema di tubi in cui circola acqua purificata chimicamente, chiamata acqua di alimentazione. Nella caldaia, l'acqua si riscalda, evapora e il vapore saturo risultante viene portato a una temperatura di 400-650 ° C e, a una pressione di 3-24 MPa, entra nella turbina a vapore 4 attraverso la tubazione del vapore. i parametri dipendono dalla potenza delle unità.

Le centrali termiche a condensazione hanno una bassa efficienza (30-40%), poiché la maggior parte dell'energia viene persa con i gas di scarico e l'acqua di raffreddamento del condensatore. È vantaggioso costruire IES nelle immediate vicinanze dei siti di estrazione del carburante. Allo stesso tempo, i consumatori di elettricità possono trovarsi a una distanza considerevole dalla stazione.

centrale termoelettrica combinata differisce dalla stazione di condensazione per una speciale turbina termica e di potenza con estrazione del vapore installata su di essa. Al CHPP, una parte del vapore viene completamente utilizzata nella turbina per generare elettricità nel generatore 5 e poi entra nel condensatore 6, mentre l'altra parte, che ha una temperatura e una pressione elevate, viene prelevata dallo stadio intermedio del turbina e utilizzato per la fornitura di calore. La pompa di condensa 7 attraverso il disaeratore 8 e quindi la pompa di alimentazione 9 viene alimentata nel generatore di vapore. La quantità di vapore estratta dipende dal fabbisogno di energia termica delle imprese.

L'efficienza della cogenerazione raggiunge il 60-70%. Tali stazioni sono solitamente costruite vicino ai consumatori: imprese industriali o aree residenziali. Molto spesso lavorano con carburante importato.

Significativamente meno diffuso stazioni termali insieme a turbina a gas(GTPS), vapore-gas(PGES) e impianti diesel.

Il gas o il combustibile liquido viene bruciato nella camera di combustione del GTPP; i prodotti della combustione con una temperatura di 750-900 ºС entrano nella turbina a gas che fa ruotare il generatore elettrico. L'efficienza di tali centrali termiche è solitamente del 26-28%, la potenza arriva fino a diverse centinaia di MW . I GTPP vengono solitamente utilizzati per coprire i picchi di carico elettrico. L'efficienza di SGPP può raggiungere il 42 - 43%.

Le più economiche sono le grandi centrali termoelettriche a turbina a vapore (TPP in breve). La maggior parte delle centrali termiche nel nostro paese utilizza la polvere di carbone come combustibile. Occorrono diverse centinaia di grammi di carbone per generare 1 kWh di elettricità. In una caldaia a vapore, oltre il 90% dell'energia rilasciata dal combustibile viene trasferita al vapore. Nella turbina, l'energia cinetica dei getti di vapore viene trasferita al rotore. L'albero della turbina è rigidamente collegato all'albero del generatore.

Le moderne turbine a vapore per centrali termiche sono macchine molto avanzate, ad alta velocità, altamente economiche con una lunga durata. La loro potenza in versione monoalbero raggiunge 1 milione 200 mila kW, e questo non è il limite. Tali macchine sono sempre multistadio, cioè hanno solitamente diverse decine di dischi con lame funzionanti e altrettante, davanti a ciascun disco, di gruppi di ugelli attraverso i quali scorre un getto di vapore. La pressione e la temperatura del vapore vengono gradualmente ridotte.

Dal corso di fisica è noto che l'efficienza dei motori termici aumenta con l'aumento della temperatura iniziale del fluido di lavoro. Pertanto, il vapore che entra nella turbina viene portato a parametri elevati: la temperatura arriva quasi fino a 550°C e la pressione arriva fino a 25 MPa. L'efficienza del TPP raggiunge il 40%. La maggior parte dell'energia viene persa insieme al vapore di scarico caldo.

Centrale idroelettrica (HPP), un complesso di strutture e apparecchiature attraverso le quali l'energia del flusso d'acqua viene convertita in energia elettrica. HPP è costituito da un circuito in serie strutture idrauliche, fornendo la necessaria concentrazione del flusso d'acqua e la creazione di pressione, e apparecchiature elettriche che convertono l'energia dell'acqua che si muove sotto pressione in energia meccanica di rotazione, che, a sua volta, viene convertita in energia elettrica.

La testata della centrale idroelettrica è creata dalla concentrazione della caduta del fiume nel tratto utilizzato dalla diga, oppure derivazione, o diga e derivazione insieme. L'apparecchiatura di alimentazione principale dell'HPP si trova nell'edificio HPP: nella sala macchine della centrale - unità idrauliche, apparecchiature ausiliarie, dispositivi automatici di controllo e monitoraggio; nel posto di controllo centrale - la console operatore-dispatcher o gestore di una centrale idroelettrica. Potenziamento cabina di trasformazione ubicati sia all'interno dell'edificio della centrale che in edifici separati o in aree aperte. Dispositivi di distribuzione spesso situato in un'area aperta. L'edificio della centrale può essere suddiviso in sezioni con una o più unità e apparecchiature ausiliarie, separate dalle parti adiacenti dell'edificio. Viene creato un sito di montaggio presso la costruzione dell'HPP o al suo interno per il montaggio e la riparazione di varie apparecchiature e per le operazioni di manutenzione ausiliaria dell'HPP.

Di capacità installata(in MW) distinguere tra centrali idroelettriche potente(St. 250), medio(fino a 25) e piccolo(fino a 5). La potenza della centrale idroelettrica dipende dalla pressione (la differenza tra i livelli di monte e valle ), la portata dell'acqua utilizzata nelle turbine idrauliche e l'efficienza dell'unità idraulica. Per una serie di ragioni (dovute, ad esempio, a variazioni stagionali del livello dell'acqua nei serbatoi, variabilità del carico del sistema elettrico, riparazione di unità idroelettriche o strutture idrauliche, ecc.), la pressione e il flusso dell'acqua sono costantemente cambia e, inoltre, il flusso cambia quando si regola la potenza dell'HPP. Ci sono cicli annuali, settimanali e giornalieri della modalità di funzionamento HPP.

In base alla pressione massima utilizzata, gli HPP sono suddivisi in alta pressione(oltre 60 m), media pressione(da 25 a 60 m) e bassa pressione(dalle 3 alle 25 m). Sui fiumi pianeggianti, la pressione raramente supera i 100 m, in condizioni di montagna, attraverso la diga, è possibile creare pressioni fino a 300 m e altro, e con l'aiuto della derivazione - fino al 1500 m. La suddivisione della centrale idroelettrica in base alla pressione utilizzata è approssimativa, condizionale.

Secondo lo schema di utilizzo delle risorse idriche e la concentrazione di pressione, gli HPP sono generalmente suddivisi in canale, vicino a diga, deviazione con derivazione in pressione e non, stoccaggio misto, pompato e marea.

Negli HPP run-of-river e near-dam, la pressione dell'acqua è creata da una diga che blocca il fiume e alza il livello dell'acqua a monte. Allo stesso tempo, sono inevitabili alcune inondazioni della valle del fiume. Le centrali idroelettriche ad acqua fluente e in prossimità di dighe sono costruite sia su fiumi di acque basse a bassa quota che su fiumi di montagna, in strette valli compresse. Gli HPP run-of-river sono caratterizzati da testa fino a 30-40 m.

A pressioni più elevate, non è pratico trasferire la pressione idrostatica dell'acqua all'edificio della centrale elettrica. In questo caso, il tipo diga A valle della diga è attigua la centrale idroelettrica, in cui il fronte in pressione è sbarrato da una diga per tutta la sua lunghezza, e l'edificio della centrale idroelettrica è posto dietro la diga.

Un altro tipo di layout vicino alla diga La centrale idroelettrica corrisponde a condizioni montuose con portate fluviali relativamente basse.

A derivativo La concentrazione idroelettrica della caduta del fiume è creata per derivazione; l'acqua all'inizio del tratto utilizzato del fiume è deviata dal canale fluviale da un condotto, con pendenza notevolmente inferiore alla pendenza media del fiume in questo tratto e con raddrizzamento delle curve e dei tornanti del canale. La fine della derivazione viene portata nella posizione dell'edificio HPP. Le acque reflue vengono restituite al fiume o alimentate al successivo HPP di deviazione. La derivazione è vantaggiosa quando la pendenza del fiume è alta.

Posto speciale tra gli HPP occupano centrali ad accumulo di pompaggio(PSPP) e centrali di marea(PSE). La costruzione di una centrale ad accumulo di pompaggio è dovuta alla crescente domanda di potenza di picco nei grandi sistemi energetici, che determina la capacità di generazione richiesta per coprire i picchi di carico. La capacità di una centrale ad accumulo di pompaggio di accumulare energia si basa sul fatto che l'energia libera nel sistema energetico in un certo periodo di tempo Energia elettricaè utilizzato dalle centrali ad accumulo di pompaggio che, operando in modalità pompa, pompano l'acqua dal serbatoio nella vasca di accumulo superiore. Durante i picchi di carico, l'energia accumulata ritorna al sistema elettrico (entra l'acqua dalla vasca superiore condotta forzata e fa ruotare le unità idrauliche operanti nella modalità generatore di corrente).

I PES convertono l'energia delle maree in energia elettrica. L'energia elettrica delle centrali idroelettriche di marea, a causa di alcune caratteristiche legate alla natura periodica delle maree, può essere utilizzata solo nei sistemi di alimentazione in combinazione con l'energia delle centrali di regolazione, che compensano le interruzioni di corrente delle centrali di marea durante il giorno o mesi.

La caratteristica più importante delle risorse idroelettriche rispetto alle risorse combustibili ed energetiche è il loro continuo rinnovamento. La mancanza di bisogno di carburante per gli HPP determina il basso costo dell'elettricità generata negli HPP. Pertanto, la realizzazione di centrali idroelettriche, nonostante significativi e specifici investimenti di capitale per 1 kW capacità installata e lunghi tempi di costruzione, era ed è di grande importanza, soprattutto quando è associato all'ubicazione di industrie ad alta intensità elettrica.

Centrale nucleare (NPP), una centrale elettrica in cui l'energia atomica (nucleare) viene convertita in energia elettrica. Il generatore di corrente di una centrale nucleare è un reattore nucleare. Il calore rilasciato nel reattore come risultato di reazione a catena fissione nucleare di alcuni elementi pesanti, quindi, proprio come nelle centrali termiche convenzionali (TPP), viene convertita in elettricità. A differenza delle centrali termoelettriche che funzionano a combustibili fossili, le centrali nucleari funzionano combustibile nucleare(basato su 233 U, 235 U, 239 Pu). È stato stabilito che le risorse energetiche mondiali di combustibile nucleare (uranio, plutonio, ecc.) superano notevolmente le risorse energetiche risorse naturali organico, combustibile (petrolio, carbone, gas naturale, ecc.). Ciò apre ampie prospettive per soddisfare la domanda in rapida crescita di carburante. Inoltre, è necessario tenere conto del volume sempre crescente di consumo di carbone e petrolio per scopi tecnologici dell'economia mondiale. industria chimica, che sta diventando un serio concorrente delle centrali termoelettriche. Nonostante la scoperta di nuovi giacimenti di combustibile organico e il miglioramento dei metodi per la sua estrazione, il mondo tende ad aumentare relativamente il suo costo. Questo crea le condizioni più difficili per i paesi con riserve limitate di combustibili fossili. Vi è un'evidente necessità di un rapido sviluppo dell'energia nucleare, che già occupa un posto di rilievo nel bilancio energetico di alcuni paesi industriali la pace.

schema elettrico Centrale nucleare con reattore nucleare, avente raffreddamento ad acqua, è mostrato in fig. 2. Calore generato in nucleo reattore liquido di raffreddamento, viene aspirata dall'acqua del 1° circuito, che viene pompata attraverso il reattore da una pompa di circolazione. L'acqua riscaldata dal reattore entra nello scambiatore di calore (generatore di vapore) 3, dove cede il calore ricevuto nel reattore all'acqua del 2° circuito. L'acqua del 2° circuito evapora nel generatore di vapore e si forma vapore che entra nella turbina 4.

Molto spesso, nelle centrali nucleari vengono utilizzati 4 tipi di reattori a neutroni termici:

1) acqua-acqua con acqua normale come moderatore e refrigerante;

2) acqua di grafite con acqua di raffreddamento e moderatore di grafite;

3) acqua pesante con un refrigerante ad acqua e acqua pesante come moderatore;

4) graffito - gas con un refrigerante a gas e un moderatore di grafite.

La scelta del tipo di reattore prevalentemente utilizzato è determinata principalmente dall'esperienza accumulata nel vettore del reattore, nonché dalla disponibilità del necessario equipaggiamento industriale, riserve di materie prime, ecc.

Il reattore e i suoi sistemi di supporto includono: il reattore stesso con biologico protezione , scambiatori di calore, pompe o impianti di soffiaggio del gas che fanno circolare il liquido di raffreddamento, tubazioni e raccordi per la circolazione del circuito, dispositivi per la ricarica del combustibile nucleare, sistemi di ventilazione speciale, raffreddamento di emergenza, ecc.

Per proteggere il personale della centrale nucleare dall'esposizione alle radiazioni, il reattore è circondato da una protezione biologica, il cui materiale principale è cemento, acqua, sabbia a serpentina. L'apparecchiatura del circuito del reattore deve essere completamente sigillata. È previsto un sistema per monitorare i punti di possibile perdita del liquido di raffreddamento, vengono prese misure affinché la comparsa di perdite e rotture nel circuito non comporti emissioni radioattive e inquinamento dei locali della centrale nucleare e dell'area circostante. L'aria radioattiva e una piccola quantità di vapore del refrigerante, a causa della presenza di perdite dal circuito, vengono rimossi dai locali incustoditi della centrale nucleare sistema speciale ventilazione, in cui, per escludere la possibilità di inquinamento atmosferico, sono previsti filtri di pulizia e contenitori di gas. Il servizio di controllo dosimetrico monitora il rispetto delle norme di radioprotezione da parte del personale della centrale nucleare.

Le centrali nucleari, che sono le più aspetto moderno le centrali elettriche presentano una serie di vantaggi significativi rispetto ad altre tipologie di centrali elettriche: in condizioni di normale esercizio non inquinano assolutamente ambiente, non richiedono vincolanti alla fonte delle materie prime e, di conseguenza, possono essere collocati pressoché ovunque. Le nuove unità di potenza hanno una capacità di quasi uguale potenza in media, tuttavia, il fattore di utilizzo della capacità installata nelle centrali nucleari (80%) supera significativamente quello degli HPP o dei TPP.

Non ci sono praticamente inconvenienti significativi delle centrali nucleari in condizioni operative normali. Tuttavia, non si può non notare il pericolo delle centrali nucleari in possibili circostanze di forza maggiore: terremoti, uragani, ecc. - qui vecchi modelli di unità di potenza rappresentano un potenziale pericolo di contaminazione da radiazioni dei territori a causa del surriscaldamento incontrollato del reattore.

Fonti alternative energia.

Energia del sole.

Di recente, l'interesse per il problema dell'utilizzo dell'energia solare è aumentato vertiginosamente, perché il potenziale energetico basato sull'uso della radiazione solare diretta è estremamente elevato.

Il più semplice collettore di radiazione solare è un foglio di metallo annerito (solitamente alluminio), all'interno del quale sono presenti tubi con un liquido che circola al suo interno. Riscaldato dall'energia solare assorbita dal collettore, il liquido viene fornito per l'utilizzo diretto.

L'energia solare è uno dei tipi di produzione di energia a più alta intensità di materiale. L'uso su larga scala dell'energia solare comporta un enorme aumento del fabbisogno di materiali e, di conseguenza, di risorse di manodopera per l'estrazione di materie prime, il loro arricchimento, la produzione di materiali, la fabbricazione di eliostati, collettori, altre apparecchiature, e il loro trasporto.

Finora l'energia elettrica generata dai raggi solari è molto più costosa di quella ottenuta con i metodi tradizionali. Gli scienziati sperano che gli esperimenti che effettueranno presso strutture e stazioni sperimentali aiuteranno a risolvere non solo aspetti tecnici, ma anche problemi economici.

energia eolica.

L'energia delle masse d'aria in movimento è enorme. Le riserve di energia eolica sono più di cento volte maggiori delle riserve di energia idroelettrica di tutti i fiumi del pianeta. I venti soffiano costantemente e ovunque sulla terra. Condizioni climatiche consentire lo sviluppo dell'energia eolica in una vasta area.

Ma al giorno d'oggi, i motori eolici coprono solo un millesimo del fabbisogno energetico mondiale. Ecco perché la progettazione della ruota eolica, cuore di ogni impianto eolico, coinvolge i costruttori di aeromobili che sono in grado di scegliere il profilo della pala più appropriato e studiarlo in galleria del vento. Grazie agli sforzi di scienziati e ingegneri, è stata creata un'ampia varietà di progetti di moderne turbine eoliche.

Energia terrestre.

Sin dai tempi antichi, le persone hanno saputo delle manifestazioni elementari di energia gigantesca in agguato nelle profondità il globo. La memoria dell'umanità conserva leggende su catastrofiche eruzioni vulcaniche che hanno causato milioni di vittime vite umane, ha cambiato in modo irriconoscibile il volto di molti luoghi sulla Terra. La potenza dell'eruzione anche di un vulcano relativamente piccolo è colossale, supera molte volte la potenza delle più grandi centrali elettriche create dalle mani dell'uomo. È vero, non è necessario parlare dell'uso diretto dell'energia delle eruzioni vulcaniche, finora le persone non hanno l'opportunità di frenare questo elemento recalcitrante.

L'energia della Terra è adatta non solo per il riscaldamento degli ambienti, come avviene in Islanda, ma anche per la generazione di elettricità. Le centrali elettriche che utilizzano sorgenti termali sotterranee sono in funzione da molto tempo. La prima centrale di questo tipo, ancora a bassa potenza, fu costruita nel 1904 nella cittadina italiana di Larderello. A poco a poco, la capacità della centrale è cresciuta, sono entrate in funzione sempre più nuove unità, sono state utilizzate nuove fonti di acqua calda e oggi la potenza della centrale ha già raggiunto un valore impressionante di 360 mila kilowatt.

Trasmissione di elettricità.

Trasformatori.

Trasformatore- un dispositivo molto semplice che permette sia di aumentare che di diminuire la tensione. trasformazione corrente alternata realizzato mediante trasformatori. Per la prima volta, i trasformatori furono usati nel 1878 dallo scienziato russo P.N. Yablochkov per alimentare le "candele elettriche" da lui inventate, una nuova fonte di luce per l'epoca. L'idea di P. N. Yablochkov è stata sviluppata da I. F. Usagin, un dipendente dell'Università di Mosca, che ha progettato trasformatori migliorati.

Il trasformatore è costituito da un nucleo di ferro chiuso, su cui sono poste due (a volte più) bobine con avvolgimenti di filo (Fig. 1). Uno degli avvolgimenti, chiamato primario, è collegato a una sorgente di tensione alternata. Il secondo avvolgimento, a cui è collegato il "carico", ovvero dispositivi e dispositivi che consumano energia elettrica, è detto secondario.

L'azione del trasformatore si basa sul fenomeno dell'induzione elettromagnetica. Quando una corrente alternata passa attraverso l'avvolgimento primario, nel nucleo di ferro appare un flusso magnetico alternato, che eccita l'EMF di induzione in ciascun avvolgimento. Inoltre, il valore istantaneo della fem di induzione ein ogni giro dell'avvolgimento primario o secondario secondo la legge di Faraday è determinato dalla formula:

e = -Δ F/Δ t

Se un F= Ф 0 сosωt, allora

e = ω Ф 0peccatoω t, o

e =e 0 peccatoω t ,

dove e 0 \u003d ω Ф 0 - l'ampiezza dell'EMF in un giro.

Nell'avvolgimento primario, che ha p 1 giri, induzione totale fem e 1 è uguale a n 1 e.

C'è EMF totale nell'avvolgimento secondario. e 2è uguale a n 2 e, dove p 2è il numero di giri di questo avvolgimento.

Quindi ne consegue che

e 1 e 2 \u003d n 1 n 2. (1)

Somma di tensione tu 1 , applicato all'avvolgimento primario e all'EMF e 1 deve essere uguale alla caduta di tensione nell'avvolgimento primario:

tu 1 + e 1 = io 1 R 1 , dove R 1 è la resistenza attiva dell'avvolgimento, e io 1 è la corrente in esso. Questa equazione segue direttamente dall'equazione generale. Di solito la resistenza attiva dell'avvolgimento è piccola e un membro io 1 R 1 può essere trascurato. Così

tu 1 ≈ - e 1. (2)

Quando l'avvolgimento secondario del trasformatore è aperto, la corrente non scorre al suo interno e avviene la relazione:

tu 2 ≈ - e 2 . (3)

Poiché i valori istantanei della fem e 1 e e 2 cambiamento di fase, il loro rapporto nella formula (1) può essere sostituito dal rapporto dei valori effettivi e 1 ee 2 questi FEM o, tenendo conto delle uguaglianze (2) e (3), dal rapporto valori effettivi tensione U 1 e tu 2 .

u 1 /U 2 = e 1 / e 2 = n 1 / n 2 = K. (4)

Valore K chiamato rapporto di trasformazione. Se K>1, quindi il trasformatore è abbassato, con K<1 - crescente.

Quando il circuito dell'avvolgimento secondario è chiuso, la corrente scorre al suo interno. Poi la relazione tu 2 ≈ - e 2 non è più soddisfatto esattamente e, di conseguenza, il collegamento tra U 1 e tu 2 diventa più complesso che nell'equazione (4).

Secondo la legge di conservazione dell'energia, la potenza nel circuito primario deve essere uguale alla potenza nel circuito secondario:

u 1 io 1 = u 2 io 2, (5)

dove io 1 e io 2 - valori effettivi della forza negli avvolgimenti primari e secondari.

Quindi ne consegue che

u 1 /U 2 = io 1 / io 2 . (6)

Ciò significa che aumentando più volte la tensione con l'aiuto di un trasformatore, riduciamo la corrente della stessa quantità (e viceversa).

A causa delle inevitabili perdite di energia per la generazione di calore negli avvolgimenti e nel nucleo di ferro, le equazioni (5) e (6) sono approssimativamente soddisfatte. Tuttavia, nei moderni trasformatori ad alta potenza, le perdite totali non superano il 2-3%.

Nella pratica quotidiana, hai spesso a che fare con i trasformatori. Oltre a quei trasformatori che usiamo, volenti o nolenti, a causa del fatto che i dispositivi industriali sono progettati per una tensione e un'altra viene utilizzata nella rete cittadina, oltre a loro, dobbiamo occuparci di bobine per auto. La bobina è un trasformatore step-up. Per creare una scintilla che accenda la miscela di lavoro, è necessaria un'alta tensione, che otteniamo dalla batteria dell'auto, dopo aver prima trasformato la corrente continua della batteria in corrente alternata tramite un interruttore. È facile notare che, fino alla perdita di energia utilizzata per riscaldare il trasformatore, all'aumentare della tensione diminuisce la corrente e viceversa.

Le saldatrici richiedono trasformatori step-down. La saldatura richiede correnti molto elevate e il trasformatore della saldatrice ha un solo giro di uscita.

Probabilmente hai notato che il nucleo del trasformatore è costituito da sottili lamiere di acciaio. Questo viene fatto per non perdere energia durante la conversione della tensione. Nel materiale in fogli, le correnti parassite avranno un ruolo minore rispetto al materiale solido.

In casa hai a che fare con piccoli trasformatori. Per quanto riguarda i potenti trasformatori, sono strutture enormi. In questi casi, il nucleo con gli avvolgimenti viene posto in una vasca riempita con olio di raffreddamento.

Trasmissione di elettricità

I consumatori di elettricità sono ovunque. Viene prodotto in relativamente pochi luoghi vicini a fonti di carburante e risorse idriche. Diventa quindi necessario trasmettere elettricità su distanze che raggiungono talvolta centinaia di chilometri.

Ma la trasmissione di elettricità su lunghe distanze è associata a perdite significative. Il fatto è che, scorrendo attraverso le linee elettriche, la corrente le riscalda. Secondo la legge di Joule-Lenz, l'energia spesa per riscaldare i fili della linea è determinata dalla formula

dove R è la resistenza di linea. Con una lunga linea, la trasmissione di potenza può diventare generalmente antieconomica. Per ridurre le perdite, puoi, ovviamente, seguire il percorso di riduzione della resistenza R della linea aumentando l'area della sezione trasversale dei fili. Ma per ridurre R, ad esempio, di un fattore 100, anche la massa del filo deve essere aumentata di un fattore 100. È chiaro che non si può permettere un dispendio così elevato di costosi metalli non ferrosi, per non parlare delle difficoltà di fissaggio di fili pesanti su alberi alti, ecc. Pertanto, le perdite di energia nella linea si riducono in un altro modo: riducendo la corrente in linea. Ad esempio, una diminuzione della corrente di un fattore 10 riduce di 100 volte la quantità di calore rilasciata nei conduttori, cioè si ottiene lo stesso effetto di una ponderazione centuplica del filo.

Poiché la potenza attuale è proporzionale al prodotto dell'intensità della corrente e della tensione, per mantenere la potenza trasmessa è necessario aumentare la tensione nella linea di trasmissione. Inoltre, più lunga è la linea di trasmissione, più redditizio è utilizzare una tensione maggiore. Quindi, ad esempio, nella linea di trasmissione ad alta tensione Volzhskaya HPP - Mosca, viene utilizzata una tensione di 500 kV. Nel frattempo vengono costruiti generatori di corrente alternata per tensioni non superiori a 16-20 kV, poiché una tensione maggiore richiederebbe l'adozione di accorgimenti speciali più complessi per isolare gli avvolgimenti e altre parti dei generatori.

Pertanto, i trasformatori step-up sono installati in grandi centrali elettriche. Il trasformatore aumenta la tensione nella linea tanto quanto riduce la corrente. La perdita di potenza in questo caso è piccola.

Per l'utilizzo diretto dell'energia elettrica nei motori dell'azionamento elettrico delle macchine utensili, nella rete di illuminazione e per altri scopi, la tensione ai capi della linea deve essere ridotta. Ciò si ottiene utilizzando trasformatori step-down. Inoltre, di solito si verifica una diminuzione della tensione e, di conseguenza, un aumento della forza della corrente in più fasi. Ad ogni stadio, la tensione si riduce e l'area coperta dalla rete elettrica si allarga. Lo schema di trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica è mostrato in figura.

Le centrali elettriche in diverse regioni del paese sono collegate da linee di trasmissione ad alta tensione, formando una rete elettrica comune a cui sono collegati i consumatori. Tale associazione è chiamata sistema di alimentazione. Il sistema di alimentazione garantisce la fornitura ininterrotta di energia ai consumatori, indipendentemente dalla loro ubicazione.

L'uso dell'elettricità.

L'uso dell'energia elettrica in vari campi della scienza.

Consideriamo queste domande su esempi specifici. Circa l'80% della crescita del PIL (prodotto interno lordo) nei paesi sviluppati è ottenuto attraverso l'innovazione tecnica, la maggior parte della quale è legata all'uso dell'elettricità. Tutto ciò che è nuovo nell'industria, nell'agricoltura e nella vita quotidiana ci arriva grazie ai nuovi sviluppi in vari rami della scienza.

Ora sono utilizzati in tutti i settori dell'attività umana: per la registrazione e l'archiviazione di informazioni, la creazione di archivi, la preparazione e la modifica di testi, l'esecuzione di disegni e lavori grafici, l'automazione della produzione e dell'agricoltura. L'elettronizzazione e l'automazione della produzione sono le conseguenze più importanti della "seconda rivoluzione industriale" o "microelettronica" nelle economie dei paesi sviluppati. Lo sviluppo dell'automazione integrata è direttamente correlato alla microelettronica, una fase qualitativamente nuova di cui è iniziata dopo l'invenzione nel 1971 del microprocessore, un dispositivo logico microelettronico integrato in vari dispositivi per controllarne il funzionamento.

I microprocessori hanno accelerato la crescita della robotica. La maggior parte dei robot oggi in uso appartiene alla cosiddetta prima generazione e viene utilizzata per saldatura, taglio, pressatura, rivestimento, ecc. I robot di seconda generazione che li sostituiscono sono dotati di dispositivi per il riconoscimento dell'ambiente. E i robot: gli "intellettuali" della terza generazione "vedranno", "sentiranno", "sentiranno". Scienziati e ingegneri chiamano l'energia nucleare, l'esplorazione spaziale, i trasporti, il commercio, il deposito, l'assistenza medica, il trattamento dei rifiuti e lo sviluppo della ricchezza dei fondali oceanici tra le aree più prioritarie per l'uso dei robot. La maggior parte dei robot funziona con energia elettrica, ma l'aumento del consumo di elettricità dei robot è compensato dalla riduzione dei costi energetici in molti processi di produzione ad alta intensità energetica attraverso l'introduzione di metodi più intelligenti e nuovi processi tecnologici di risparmio energetico.

Ma torniamo alla scienza. Tutti i nuovi sviluppi teorici sono verificati sperimentalmente dopo calcoli al computer. E, di norma, in questa fase, la ricerca viene eseguita utilizzando misurazioni fisiche, analisi chimiche, ecc. Qui, gli strumenti di ricerca scientifica sono diversi: numerosi strumenti di misura, acceleratori, microscopi elettronici, tomografi a risonanza magnetica, ecc. La maggior parte di questi strumenti di scienza sperimentale funziona con energia elettrica.

La scienza nel campo delle comunicazioni e delle comunicazioni si sta sviluppando molto rapidamente. La comunicazione satellitare è utilizzata non solo come mezzo di comunicazione internazionale, ma anche nella vita di tutti i giorni: le antenne paraboliche non sono rare nella nostra città. Nuovi mezzi di comunicazione, come la tecnologia in fibra, possono ridurre significativamente la perdita di elettricità nel processo di trasmissione di segnali su lunghe distanze.

La scienza e la sfera del management non hanno bypassato. Con lo sviluppo della rivoluzione scientifica e tecnologica, le sfere produttive e non produttive dell'attività umana si espandono, il management inizia a svolgere un ruolo sempre più importante nel migliorarne l'efficienza. Da una sorta di arte, fino a poco tempo fa basata sull'esperienza e sull'intuizione, la gestione è diventata oggi una scienza. La scienza della gestione, le leggi generali di ricezione, archiviazione, trasmissione ed elaborazione delle informazioni è chiamata cibernetica. Questo termine deriva dalle parole greche "timoniere", "timoniere". Si trova negli scritti degli antichi filosofi greci. Tuttavia, la sua nuova nascita avvenne in realtà nel 1948, dopo la pubblicazione del libro "Cybernetics" dello scienziato americano Norbert Wiener.

Prima dell'inizio della rivoluzione "cibernetica", esisteva solo l'informatica cartacea, il cui principale mezzo di percezione era il cervello umano e che non utilizzava l'elettricità. La rivoluzione "cibernetica" ha dato origine a un'informatica fondamentalmente diversa: la macchina informatica, corrispondente ai flussi di informazioni enormemente aumentati, la cui fonte di energia è l'elettricità. Sono stati creati mezzi completamente nuovi per ottenere informazioni, la loro accumulazione, elaborazione e trasmissione, che insieme formano una complessa struttura dell'informazione. Comprende sistemi di controllo automatico (sistemi di controllo automatizzati), banche dati di informazioni, basi di informazioni automatizzate, centri di computer, terminali video, fotocopiatrici e macchine telegrafiche, sistemi di informazione a livello nazionale, sistemi di comunicazione satellitare e in fibra ottica ad alta velocità: tutto questo è stato ampliato illimitatamente la portata del consumo di energia elettrica.

Molti scienziati ritengono che in questo caso si parli di una nuova civiltà "dell'informazione", che sostituisce l'organizzazione tradizionale di una società di tipo industriale. Questa specializzazione è caratterizzata dalle seguenti importanti caratteristiche:

· uso diffuso delle tecnologie dell'informazione nella produzione materiale e immateriale, nel campo della scienza, dell'istruzione, della sanità, ecc.;

la presenza di un'ampia rete di diverse banche dati, anche di uso pubblico;

trasformazione dell'informazione in uno dei più importanti fattori di sviluppo economico, nazionale e personale;

libera circolazione delle informazioni nella società.

Tale transizione da una società industriale a una "civiltà dell'informazione" è diventata possibile in gran parte grazie allo sviluppo dell'energia e alla fornitura di un tipo conveniente di energia nella trasmissione e nell'uso: l'energia elettrica.

Elettricità in produzione.

La società moderna non può essere immaginata senza l'elettrificazione delle attività produttive. Già alla fine degli anni '80 oltre 1/3 di tutto il consumo di energia nel mondo veniva effettuato sotto forma di energia elettrica. Entro l'inizio del prossimo secolo, questa proporzione potrebbe aumentare fino a 1/2. Un tale aumento del consumo di elettricità è principalmente associato a un aumento del suo consumo nell'industria. La maggior parte delle imprese industriali lavora sull'energia elettrica. L'elevato consumo di elettricità è tipico per le industrie ad alta intensità energetica come le industrie metallurgiche, dell'alluminio e dell'ingegneria.

Elettricità in casa.

L'importanza dell'elettricità nella nostra vita può essere coperta da un'intera poesia, è così importante nella nostra vita e ci siamo così abituati. Anche se non ci accorgiamo più che viene nelle nostre case, ma quando è spenta, diventa molto scomodo.

Apprezza l'elettricità!

Bibliografia.

1. Libro di testo di S.V. Gromov "Fisica, grado 10". Mosca: Illuminismo.

2. Dizionario enciclopedico di un giovane fisico. Composto. VA Chuyanov, Mosca: Pedagogia.

3. Allion L., Wilcons W.. Fisica. Mosca: Nauka.

4. Koltun M. Mondo della fisica. Mosca.

5. Fonti di energia. Fatti, problemi, soluzioni. Mosca: scienza e tecnologia.

6. Fonti energetiche non tradizionali. Mosca: Conoscenza.

7. Yudasin L.S. Energy: problemi e speranze. Mosca: Illuminismo.

8. Podgorny AN Energia a idrogeno. Mosca: Nauka.

Istituzione educativa pubblica della Repubblica Chuvash SPO "ASHT" del Ministero dell'Istruzione della Chuvashia

METODOLOGICO

SVILUPPO

lezione aperta nella disciplina "Fisica"

Tema: Produzione, trasmissione e consumo di energia elettrica

categoria di qualificazione più alta

Alatyr, 2012

CONSIDERATO

in una riunione della commissione metodologica

scienze umanitarie e naturali

discipline

Protocollo n. __ del "___" ______ 2012

Presidente_____________________

Revisore: Ermakova N.E., Docente, BEI CR SPO "ASHT", Presidente del Comitato Centrale delle Scienze Umane e Naturali

Oggi l'energia rimane la componente principale della vita umana. Consente di creare vari materiali ed è uno dei principali fattori nello sviluppo di nuove tecnologie. In poche parole, senza padroneggiare vari tipi di energia, una persona non è in grado di esistere pienamente. È difficile immaginare l'esistenza della civiltà moderna senza elettricità. Se la luce nel nostro appartamento viene spenta per almeno qualche minuto, allora riscontriamo già numerosi inconvenienti. E cosa succede quando si verifica un'interruzione di corrente per diverse ore! La corrente elettrica è la principale fonte di elettricità. Ecco perché è così importante rappresentare le basi fisiche per ottenere, trasmettere e utilizzare la corrente elettrica alternata.

Nota esplicativa
Contenuti della parte principale
Elenco bibliografico
Applicazioni.

Nota esplicativa

Obiettivi:
- far conoscere agli studenti i fondamenti fisici della produzione, trasmissione e

uso di energia elettrica

Contribuire alla formazione delle capacità di informazione e comunicazione tra gli studenti

competenze

Approfondire la conoscenza dello sviluppo del settore dell'energia elettrica e del relativo ambiente

problemi, favorendo un senso di responsabilità per la salvaguardia dell'ambiente

Motivazione dell'argomento scelto:

È impossibile immaginare la nostra vita oggi senza energia elettrica. L'industria dell'energia elettrica ha invaso tutte le sfere dell'attività umana: industria e agricoltura, scienza e spazio. Il nostro modo di vivere è impensabile senza elettricità. L'elettricità è stata e rimane la componente principale della vita umana. Quale sarà l'energia del XXI secolo? Per rispondere a questa domanda, è necessario conoscere i principali metodi di generazione di elettricità, studiare i problemi e le prospettive della moderna produzione di elettricità non solo in Russia, ma anche nel territorio di Chuvashia e Alatyr.Questa lezione consente agli studenti di sviluppare le capacità elaborare le informazioni e applicare le conoscenze teoriche nella pratica, sviluppare abilità lavorative indipendenti con varie fonti di informazione. Questa lezione rivela le possibilità di formare competenze di informazione e comunicazione

Piano di lezione

nella disciplina "Fisica"
Data: 16/04/2012
Gruppo: 11 tv
Obiettivi:

- educativo: - far conoscere agli studenti le basi fisiche della produzione,

trasmissione e uso di energia elettrica

Contribuire alla formazione di informazioni e

competenza comunicativa

Approfondire la conoscenza dello sviluppo del settore dell'energia elettrica e delle relative

questi problemi ambientali, favorendo un senso di responsabilità

per la salvaguardia dell'ambiente

- sviluppando:: - formare le competenze per elaborare le informazioni e candidarsi

conoscenza della teoria in pratica;

Sviluppare abilità per lavorare in modo indipendente con una varietà di

fonti di informazione

Sviluppare l'interesse cognitivo per l'argomento.
- educativo: - educare l'attività cognitiva degli studenti;

Sviluppare la capacità di ascoltare ed essere ascoltati;

Coltivare l'indipendenza degli studenti nell'acquisizione di nuovi

conoscenza

- sviluppare capacità comunicative quando si lavora in gruppo
Compito: formazione di competenze chiave nello studio della produzione, trasmissione e uso dell'energia elettrica
Tipo di classe- lezione
Tipo di lezione- lezione combinata
Mezzi di educazione: libri di testo, libri di consultazione, dispense, videoproiettore multimediale,

schermo, presentazione elettronica

Avanzamento della lezione:

Momento organizzativo (verifica degli assenti, disponibilità del gruppo alla lezione)
Organizzazione dello spazio di destinazione
Verifica delle conoscenze degli studenti, rendicontazione dell'argomento e del piano di indagine, definizione degli obiettivi

Argomento: "Trasformatori"

Azioni dell'insegnante

Azioni degli studenti

Metodi

Conduce una conversazione frontale, corregge le risposte degli studenti:

1) Quali sono i vantaggi dell'energia elettrica rispetto ad altri tipi di energia?

2) Quale dispositivo viene utilizzato per modificare l'intensità della corrente alternata e della tensione?

3) Qual è il suo scopo?

4) Qual è la struttura del trasformatore?

6) Qual è il rapporto di trasformazione? Com'è numericamente?

7) Quale trasformatore si chiama step-up, quale step-down?

8) Come si chiama la potenza del trasformatore?

Offresi per risolvere un problema

Conduce test
Offre agli studenti le chiavi del test per l'autoesame

Rispondere alle domande
1. Trova le risposte giuste
2. Correggi le risposte dei compagni
3. Sviluppare criteri per il loro comportamento
4. Confronta e trova comune e diverso nei fenomeni

Analizza la soluzione, cerca gli errori, giustifica la risposta

Rispondi alle domande del test
Effettuare un controllo incrociato dei test

Conversazione frontale

Risoluzione dei problemi

Test

Riassumendo i risultati della verifica delle principali disposizioni della sezione studiata
Riportare un argomento, fissare un obiettivo, un piano per studiare nuovo materiale

Argomento: "Produzione, trasmissione e consumo di energia elettrica"
Piano: 1) Produzione di energia:

a) Energia industriale (HPP, TPP, NPP)

b) Energie alternative (GeoTPP, SPP, WPP, TPP)

2) Trasmissione di energia elettrica

3) Uso efficiente dell'energia elettrica

4) Energia della Repubblica Ciuvascia

Motivazione dell'attività educativa degli studenti

Azioni dell'insegnante

Azioni degli studenti

Metodo di studio

Organizza lo spazio di destinazione, introduce il piano per lo studio dell'argomento
Introduce i metodi di base per la generazione di elettricità
Invita gli studenti a evidenziare le basi fisiche della produzione di elettricità
Si offre di compilare una tabella riassuntiva
Forma la capacità di elaborare informazioni, evidenziare la cosa principale, analizzare, confrontare, trovare comuni e diversi, trarre conclusioni;

Riconosci gli obiettivi, scrivi un piano

Ascolta, capisci, analizza

Fare una relazione, ascoltare l'oratore, comprendere ciò che hanno sentito, trarre conclusioni

Esplorare significa, riassumere, trarre conclusioni, compilare la tabella
Confronta, trova comune e diverso

Lavoro autonomo avanzato

Studio
Rapporti degli studenti

Sistemazione di nuovo materiale

Generalizzazione e sistematizzazione del materiale.
Riassumendo la lezione.
Compito per il lavoro indipendente degli studenti durante il tempo extracurriculare.

Libro di testo § 39-41, completare la tabella

Argomento: Produzione, trasmissione e consumo di energia elettrica
È impossibile immaginare la nostra vita oggi senza energia elettrica. L'industria dell'energia elettrica ha invaso tutte le sfere dell'attività umana: industria e agricoltura, scienza e spazio. Il nostro modo di vivere è impensabile senza elettricità. Un uso così diffuso dell'elettricità è dovuto ai suoi vantaggi rispetto ad altri tipi di energia. L'elettricità è stata e rimane la componente principale della vita umana Le principali domande: quanta energia ha bisogno l'umanità? Quale sarà l'energia del XXI secolo? Per rispondere a queste domande, è necessario conoscere i principali metodi di generazione di elettricità, studiare i problemi e le prospettive della moderna generazione di elettricità non solo in Russia, ma anche nel territorio di Chuvashia e Alatyr.

La conversione di vari tipi di energia in energia elettrica avviene nelle centrali elettriche. Considera le basi fisiche della produzione di elettricità nelle centrali elettriche.

Dati statistici sulla produzione di elettricità in Russia, miliardi di kWh

A seconda del tipo di energia da convertire, le centrali possono essere suddivise nelle seguenti tipologie principali:

Centrali elettriche industriali: HPP, TPP, NPP
Centrali energetiche alternative: PES, SES, WES, GeoTPS

centrali idroelettriche
Una centrale idroelettrica è un complesso di strutture e attrezzature mediante le quali l'energia del flusso d'acqua viene convertita in energia elettrica.In una centrale idroelettrica, l'elettricità è ottenuta utilizzando l'energia dell'acqua che scorre da un livello superiore a un livello inferiore e ruotare una turbina. La diga è l'elemento più importante e più costoso di una centrale idroelettrica. L'acqua scorre da monte a valle attraverso apposite condotte o attraverso canali ricavati nel corpo della diga e acquisisce un'elevata velocità. Il getto d'acqua entra nelle pale dell'idroturbina. Il rotore dell'idroturbina è azionato dalla forza centrifuga del getto d'acqua. L'albero della turbina è collegato all'albero di un generatore elettrico e quando il rotore del generatore ruota, l'energia meccanica del rotore viene convertita in energia elettrica.
La caratteristica più importante delle risorse idroelettriche rispetto alle risorse combustibili ed energetiche è il loro continuo rinnovamento. La mancanza di bisogno di carburante per gli HPP determina il basso costo dell'elettricità generata negli HPP. Tuttavia, l'energia idroelettrica non è ecologica. Quando viene costruita una diga, si forma un serbatoio. L'allagamento di vaste aree cambia irreversibilmente l'ambiente. L'innalzamento del livello del fiume da parte di una diga può causare ristagni idrici, salinità, cambiamenti nella vegetazione costiera e nel microclima. Pertanto, la creazione e l'uso di strutture idrauliche rispettose dell'ambiente è così importante.
Centrali termoelettriche
La centrale termica (TPP) è una centrale elettrica che genera energia elettrica a seguito della conversione dell'energia termica rilasciata durante la combustione di combustibili fossili. I principali tipi di combustibile per le centrali termoelettriche sono le risorse naturali: gas, carbone, torba, scisti bituminosi, olio combustibile. Gli impianti termoelettrici si dividono in due gruppi: impianti a condensazione e impianti di cogenerazione o riscaldamento (CHP). Le stazioni di condensazione forniscono ai consumatori solo energia elettrica. Sono costruiti vicino a depositi di carburante locale per non trasportarlo su lunghe distanze. Gli impianti di riscaldamento forniscono ai consumatori non solo energia elettrica, ma anche calore - vapore o acqua calda, quindi i cogeneratori sono costruiti vicino a ricevitori di calore, nei centri delle regioni industriali e delle grandi città per ridurre la lunghezza delle reti di riscaldamento. Il carburante viene trasportato al CHPP dai luoghi della sua estrazione. Una caldaia con acqua è installata nella sala macchine del TPP. A causa del calore generato dalla combustione del combustibile, l'acqua nella caldaia a vapore si riscalda, evapora e il vapore saturo risultante viene portato ad una temperatura di 550 ° C e, ad una pressione di 25 MPa, entra nella turbina a vapore attraverso la condotta del vapore, il cui scopo è convertire l'energia termica del vapore in energia meccanica. L'energia di movimento della turbina a vapore viene convertita in energia elettrica da un generatore, il cui albero è direttamente collegato all'albero della turbina. Dopo la turbina a vapore, il vapore acqueo, avendo già una bassa pressione e una temperatura di circa 25°C, entra nel condensatore. Qui il vapore viene convertito in acqua per mezzo dell'acqua di raffreddamento, che viene riconvogliata alla caldaia per mezzo di una pompa. Il ciclo ricomincia. Le centrali termoelettriche funzionano con combustibili fossili, ma si tratta, purtroppo, di risorse naturali insostituibili. Inoltre, il funzionamento delle centrali termoelettriche è accompagnato da problemi ambientali: quando viene bruciato combustibile, si verifica un inquinamento termico e chimico dell'ambiente, che ha un effetto dannoso sul mondo vivente dei corpi idrici e sulla qualità dell'acqua potabile.
Centrali nucleari
La centrale nucleare (NPP) è una centrale elettrica in cui l'energia nucleare (nucleare) viene convertita in energia elettrica. Le centrali nucleari funzionano secondo lo stesso principio delle centrali termiche, ma utilizzano l'energia ottenuta dalla fissione di nuclei atomici pesanti (uranio, plutonio) per la vaporizzazione. Le reazioni nucleari hanno luogo nel nocciolo del reattore, accompagnate dal rilascio di un'enorme energia. L'acqua che viene a contatto con gli elementi combustibili nel nocciolo del reattore sottrae loro calore e trasferisce questo calore nello scambiatore di calore anche all'acqua, ma non costituisce più un pericolo di radiazioni radioattive. Poiché l'acqua nello scambiatore di calore si trasforma in vapore, viene chiamato generatore di vapore. Il vapore caldo entra nella turbina, che converte l'energia termica del vapore in energia meccanica. L'energia di movimento della turbina a vapore viene convertita in energia elettrica da un generatore, il cui albero è direttamente collegato all'albero della turbina. Le centrali nucleari, che sono la tipologia più moderna di centrali elettriche, presentano una serie di vantaggi significativi rispetto ad altri tipi di centrali: non richiedono il legame con una fonte di materie prime e possono essere effettivamente collocate ovunque, e sono considerate sicure per l'ambiente durante il normale funzionamento. Ma in caso di incidenti nelle centrali nucleari, esiste un potenziale pericolo di inquinamento ambientale da radiazioni. Inoltre, lo smaltimento delle scorie radioattive e lo smantellamento delle centrali nucleari che hanno esaurito il loro tempo rimangono un problema significativo.
L'energia alternativa è un insieme di metodi promettenti per ottenere energia che non sono diffusi come quelli tradizionali, ma sono interessanti per la redditività del loro utilizzo con un basso rischio di danni all'ecologia della zona. Fonte di energia alternativa - un metodo, dispositivo o struttura che consente di ricevere energia elettrica (o altro tipo di energia richiesto) e sostituisce le tradizionali fonti di energia che funzionano a petrolio, gas naturale e carbone. Lo scopo della ricerca di fonti energetiche alternative è la necessità di ottenerle dall'energia di risorse e fenomeni naturali rinnovabili o praticamente inesauribili.
Centrali di marea
L'uso dell'energia delle maree iniziò nell'XI secolo, quando sulle rive del Mare Bianco e del Mare del Nord apparvero mulini e segherie. Due volte al giorno, il livello dell'oceano si alza quindi sotto l'influenza delle forze gravitazionali della Luna e del Sole, che attirano a sé masse d'acqua. Lontano dalla costa, le fluttuazioni del livello dell'acqua non superano 1 m, ma vicino alla costa possono raggiungere i 13-18 metri. Per il dispositivo della più semplice centrale di marea (PES), è necessaria una piscina: una baia bloccata da una diga o dalla foce di un fiume. Ci sono canali sotterranei nella diga e sono installate turbine idrauliche che fanno ruotare il generatore. È considerato economicamente fattibile costruire centrali di marea in aree con fluttuazioni del livello del mare di almeno 4 metri. Nelle centrali idroelettriche a doppio effetto, le turbine sono azionate dal movimento dell'acqua dal mare alla piscina e viceversa. Le centrali di marea a due vie sono in grado di generare elettricità ininterrottamente per 4-5 ore con interruzioni di 1-2 ore quattro volte al giorno. Per aumentare il tempo di funzionamento delle turbine, ci sono schemi più complessi, con due, tre e più piscine, ma il costo di tali progetti è molto alto. Lo svantaggio delle centrali di marea è che sono costruite solo sulle rive dei mari e degli oceani, inoltre non sviluppano una potenza molto elevata e le maree si verificano solo due volte al giorno. E anche loro non sono rispettosi dell'ambiente. Interferiscono il normale scambio di acqua dolce e salata e quindi le condizioni di vita della flora e della fauna marina. Influiscono anche sul clima, poiché modificano il potenziale energetico delle acque marine, la loro velocità e il territorio di movimento.
centrali eoliche
L'energia eolica è una forma indiretta di energia solare, risultante dalla differenza di temperatura e pressione nell'atmosfera terrestre. Circa il 2% dell'energia solare che raggiunge la Terra viene convertita in energia eolica. Il vento è una fonte di energia rinnovabile. La sua energia può essere utilizzata in quasi tutte le regioni della Terra. Ottenere elettricità dagli impianti eolici è un compito estremamente interessante, ma allo stesso tempo tecnicamente impegnativo. La difficoltà sta nella grandissima dispersione dell'energia eolica e nella sua incostanza. Il principio di funzionamento dei parchi eolici è semplice: il vento fa girare le pale dell'impianto, mettendo in moto l'albero del generatore. Il generatore genera energia elettrica e quindi l'energia eolica viene convertita in corrente elettrica. I parchi eolici sono molto economici da produrre, ma la loro capacità è piccola e dipendono dal tempo per funzionare. Inoltre, sono molto rumorosi, quindi le installazioni di grandi dimensioni devono essere spente anche di notte. Inoltre, i parchi eolici interferiscono con il traffico aereo e persino con le onde radio. L'uso dei parchi eolici provoca un indebolimento locale della forza dei flussi d'aria, che interferisce con la ventilazione delle aree industriali e influisce anche sul clima. Infine, per l'utilizzo dei parchi eolici sono necessarie vaste aree, molto più che per altri tipi di generatori di energia. Tuttavia, i parchi eolici isolati con motori termici come riserva e i parchi eolici che operano in parallelo con centrali termiche e idroelettriche dovrebbero occupare un posto di rilievo nell'approvvigionamento energetico di quelle aree in cui la velocità del vento supera i 5 m/s.
centrali geotermiche
L'energia geotermica è l'energia dell'interno della Terra. L'eruzione dei vulcani è una chiara prova dell'enorme calore all'interno del pianeta. Gli scienziati stimano la temperatura del nucleo terrestre a migliaia di gradi Celsius. Il calore geotermico è il calore contenuto nell'acqua calda sotterranea e nel vapore acqueo e il calore delle rocce secche riscaldate. Le centrali termoelettriche geotermiche (GeoTPP) convertono il calore interno della Terra (l'energia delle fonti di acqua calda vapore) in energia elettrica. Le fonti di energia geotermica possono essere piscine sotterranee di vettori di calore naturali: acqua calda o vapore. In sostanza, si tratta di "caldaie interrate" direttamente pronte all'uso da cui è possibile estrarre acqua o vapore mediante normali pozzi. Il vapore naturale così ottenuto, previa depurazione dai gas che causano la distruzione delle tubazioni, viene inviato a turbine collegate a generatori elettrici. L'utilizzo della geotermia non richiede costi elevati, perché. in questo caso si tratta di fonti energetiche già “pronte all'uso”, create dalla natura stessa. Gli svantaggi del GeoTPP includono la possibilità di cedimento locale dei suoli e il risveglio dell'attività sismica. E i gas che escono dal terreno creano molto rumore nelle vicinanze e possono, inoltre, contenere sostanze tossiche. Inoltre, non è possibile costruire un GeoTPP ovunque, perché per la sua costruzione sono necessarie condizioni geologiche.
Centrali solari
L'energia solare è la fonte di energia più grandiosa, economica, ma, forse, meno utilizzata dall'uomo. La conversione dell'energia solare in energia elettrica avviene con l'ausilio di centrali solari. Esistono centrali solari termodinamiche, in cui l'energia solare viene prima convertita in calore e poi in elettricità; e impianti fotovoltaici che convertono direttamente l'energia solare in energia elettrica. Le stazioni fotovoltaiche forniscono energia ininterrotta a boe fluviali, luci di segnalazione, sistemi di comunicazione di emergenza, luci di segnalazione e molti altri oggetti situati in luoghi difficili da raggiungere. Con il miglioramento delle batterie solari, saranno utilizzate negli edifici residenziali per l'alimentazione autonoma (riscaldamento, fornitura di acqua calda, illuminazione e alimentazione di elettrodomestici). Le centrali solari hanno un vantaggio significativo rispetto ad altri tipi di stazioni: l'assenza di emissioni nocive e la pulizia ambientale, il funzionamento silenzioso e la conservazione intatta dell'interno della terra.
Trasmissione di energia elettrica a distanza
L'elettricità viene prodotta vicino a fonti di carburante o risorse idriche, mentre i suoi consumatori si trovano ovunque. Pertanto, è necessario trasmettere elettricità su lunghe distanze. Si consideri un diagramma schematico della trasmissione di elettricità da un generatore a un consumatore. Tipicamente, i generatori di corrente alternata nelle centrali elettriche producono una tensione non superiore a 20 kV, poiché a tensioni più elevate aumenta notevolmente la possibilità di rottura elettrica dell'isolamento nell'avvolgimento e in altre parti del generatore. Per mantenere la potenza trasmessa, la tensione nella linea di trasmissione di potenza dovrebbe essere massima, quindi i trasformatori step-up sono installati nelle grandi centrali elettriche. Tuttavia, la tensione nella linea di alimentazione è limitata: se la tensione è troppo alta, si verificano scariche tra i fili, con conseguenti perdite di energia. Per l'uso dell'elettricità nelle imprese industriali è necessaria una significativa riduzione della tensione, effettuata con l'ausilio di trasformatori step-down. Un'ulteriore riduzione della tensione ad un valore di circa 4 kV è necessaria per la distribuzione dell'energia attraverso le reti locali, ovverosia lungo i fili che vediamo alla periferia delle nostre città. Trasformatori meno potenti riducono la tensione a 220 V (la tensione utilizzata dalla maggior parte dei singoli consumatori).

Uso efficiente dell'elettricità
L'elettricità occupa un posto significativo nella voce di spesa di ogni famiglia. Il suo uso efficace ridurrà notevolmente i costi. Nei nostri appartamenti vengono “registrati” sempre più computer, lavastoviglie, robot da cucina. Pertanto, il costo dell'elettricità è molto significativo. L'aumento del consumo di energia comporta un consumo aggiuntivo di risorse naturali non rinnovabili: carbone, petrolio, gas. Quando il carburante viene bruciato, l'anidride carbonica viene rilasciata nell'atmosfera, il che porta a cambiamenti climatici dannosi. Il risparmio di energia elettrica consente di ridurre il consumo di risorse naturali, e quindi di ridurre le emissioni di sostanze nocive nell'atmosfera.

Quattro passi di risparmio energetico

Non dimenticare di spegnere le luci.
Utilizzare lampadine a risparmio energetico ed elettrodomestici di classe A.
È bene isolare finestre e porte.
Installare i regolatori di alimentazione del calore (batterie con valvola).

L'industria energetica della Chuvashia è una delle industrie più sviluppate della repubblica, dal cui lavoro dipende direttamente il benessere sociale, economico e politico. L'energia è la base per il funzionamento dell'economia e il supporto vitale della repubblica. Il lavoro del complesso energetico di Chuvashia è così saldamente connesso con la vita quotidiana di ogni impresa, istituzione, azienda, casa, ogni appartamento e, di conseguenza, ogni abitante della nostra repubblica.

Proprio all'inizio del 20° secolo, quando l'industria dell'energia elettrica stava ancora muovendo i suoi primi passi concreti.

Prima del 1917 Sul territorio della moderna Chuvashia non esisteva una sola centrale elettrica per uso pubblico. Le case dei contadini venivano illuminate con una torcia.

C'erano solo 16 prime mover nell'industria. Nel distretto di Alatyrsky, l'elettricità veniva prodotta e utilizzata in una segheria e mulini. C'era una piccola centrale elettrica presso la distilleria vicino a Marposad. I mercanti Talantsev avevano la propria centrale elettrica nel frantoio di Yadrin. A Cheboksary, il mercante Efremov aveva una piccola centrale elettrica. Ha servito la segheria e le sue due case.

Non c'era quasi luce sia nelle case che nelle strade delle città di Chuvashia.

Lo sviluppo dell'energia in Chuvashia inizia dopo il 1917. Dal 1918 inizia la costruzione di centrali elettriche pubbliche, sono in corso molti lavori per creare un'industria elettrica nella città di Alatyr. Si decise di costruire la prima centrale elettrica in quel momento nell'ex centrale di Popov.

A Cheboksary, il dipartimento dei servizi comunali si è occupato di questioni di elettrificazione. Attraverso i suoi sforzi nel 1918. la centrale elettrica della segheria, di proprietà del commerciante Efremov, ha ripreso a funzionare. L'elettricità è stata fornita attraverso due linee alle istituzioni governative e all'illuminazione stradale.

La formazione della Regione Autonoma di Chuvash (24 giugno 1920) creò condizioni favorevoli per lo sviluppo dell'energia. Era il 1920. in connessione con l'acuto bisogno, il dipartimento regionale dei servizi pubblici ha dotato la prima piccola centrale elettrica a Cheboksary, con una capacità di 12 kW.

La centrale elettrica di Mariinsko-Posad fu equipaggiata nel 1919. La centrale elettrica cittadina di Marposad iniziò a fornire elettricità. La centrale di Tsivilskaya fu costruita nel 1919, ma a causa della mancanza di linee elettriche, la fornitura di elettricità iniziò a essere prodotta solo dal 1923.

Così, durante gli anni dell'intervento e della guerra civile, furono gettate le prime basi dell'industria energetica della Ciuvascia. Vengono realizzate le prime piccole centrali elettriche comunali ad uso pubblico con una potenza complessiva di circa 20 kW.

Prima della rivoluzione del 1917 non esisteva una sola centrale elettrica per uso pubblico sul territorio della Ciuvascia, nelle case regnava una torcia. Con una torcia o una lampada a cherosene, lavoravano anche in piccole officine. Qui gli artigiani utilizzavano attrezzature azionate meccanicamente. Nelle imprese più solide, dove si lavoravano prodotti agricoli e forestali, si bolliva la carta, si zangolava il burro e si macinava la farina,

c'erano 16 motori a bassa potenza.

Sotto i bolscevichi, la città di Alatyr divenne un pioniere nel settore energetico della Ciuvascia. In questo piccolo paese, grazie all'impegno del consiglio economico locale, sorse la prima centrale elettrica pubblica.

A Cheboksary, tutta l'elettrificazione nel 1918 fu ridotta al fatto che la centrale elettrica fu restaurata in una segheria confiscata al commerciante Efremov, che divenne nota come "Imeni 25 Octobr". Tuttavia, la sua elettricità era sufficiente solo per illuminare alcune strade e istituzioni statali (secondo le statistiche, nel 1920 brillavano circa 100 lampadine con una capacità di 20 candele per i funzionari della città).

Nel 1924 furono costruite altre tre piccole centrali elettriche e, il 1 ottobre 1924, fu creata la Chuvash Association of Communal Power Plants, CHOKES, per gestire la base energetica in espansione. Nel 1925, il Comitato statale per la pianificazione della repubblica adottò un piano di elettrificazione, che prevedeva la costruzione di 8 nuove centrali elettriche in 5 anni: 5 urbane (a Cheboksary, Kanash, Marposad, Tsivilsk e Yadrin) e 3 rurali (a Ibresy, Vurnario e Urmary). L'attuazione di questo progetto ha permesso di elettrificare 100 villaggi, principalmente nei distretti di Cheboksary e Tsivilsky e lungo l'autostrada Cheboksary-Kanash, 700 famiglie contadine e alcuni laboratori artigianali.
Durante il 1929-1932, la capacità delle centrali elettriche municipali e industriali della repubblica aumentò di quasi 10 volte; la produzione di elettricità da queste centrali è aumentata di quasi 30 volte.

Durante la Grande Guerra Patriottica, furono prese grandi misure per rafforzare e sviluppare la base energetica dell'industria della repubblica. L'aumento delle capacità è avvenuto principalmente a causa della crescita delle capacità delle centrali elettriche distrettuali, comunali e rurali. Gli ingegneri energetici della Chuvashia hanno resistito alla prova con onore e hanno adempiuto al loro dovere patriottico. Capì che l'elettricità prodotta era necessaria, prima di tutto, per le imprese che evadevano gli ordini dal fronte.

Durante gli anni del piano quinquennale del dopoguerra nell'ASSR del Chuvash, furono costruite e messe in funzione 102 centrali elettriche rurali, incl. 69 HPP e 33 TPP. La fornitura di energia elettrica all'agricoltura è triplicata rispetto al 1945.
Nel 1953, ad Alatyr, per ordine firmato da Stalin, iniziò la costruzione dell'Alatyr TPP. Il primo turbogeneratore con una capacità di 4 MW fu messo in funzione nel 1957, il 2° - nel 1959. Secondo le previsioni, la potenza del TPP avrebbe dovuto essere sufficiente fino al 1985 sia per la città che per la regione e per fornire elettricità alla Turgenev Svetozavod in Mordovia.

Elenco bibliografico

Libro di testo di S.V. Gromov "Fisica, grado 10". Mosca: Illuminismo.
Dizionario enciclopedico di un giovane fisico. Composto. VA Chuyanov, Mosca: Pedagogia.
Allion L., Wilcons W.. Fisica. Mosca: Nauka.
Koltun M. Mondo della fisica. Mosca.
Fonti di energia. Fatti, problemi, soluzioni. Mosca: scienza e tecnologia.
Fonti energetiche non tradizionali. Mosca: Conoscenza.
Yudasin L.S. Energy: problemi e speranze. Mosca: Illuminismo.
Podgorny AN Energia a idrogeno. Mosca: Nauka.

Appendice

Centrale elettrica	Fonte di energia primaria	Schema di conversione energia	Vantaggi	svantaggi






GeoTPP				.

Foglio di autocontrollo

Finisci la frase: Il sistema di alimentazione è Impianto elettrico della centrale Impianto elettrico di una sola città L'impianto elettrico delle regioni del Paese, collegato da linee elettriche ad alta tensione	Sistema energetico - Il sistema elettrico delle regioni del Paese, collegato da linee elettriche ad alta tensione
Qual è la fonte di energia in una centrale idroelettrica? Petrolio, carbone, gas Energia eolica energia dell'acqua
Quali fonti di energia - rinnovabili o non rinnovabili - sono utilizzate nella Repubblica di Ciuvascia?	non rinnovabile
Disporre in ordine cronologico le fonti di energia che sono diventate disponibili per l'umanità, a partire dalla prima: A. Trazione elettrica; B. Energia atomica; B. Energia muscolare degli animali domestici; D. Energia del vapore.
Indica le fonti di energia a te note, il cui utilizzo ridurrà l'impatto ambientale dell'industria dell'energia elettrica.	PES GeoTPP
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I. Introduzione
II Produzione e uso di energia elettrica
1. Produzione di energia
1.1 Generatore
2. Consumo di elettricità
III Trasformatori
1. Appuntamento
2. Classificazione
3. Dispositivo
4. Caratteristiche
5. Modalità
5.1 Al minimo
5.2 Modalità di cortocircuito
5.3 Modalità di caricamento
IV Trasmissione di potenza
V GOELRO
1. Storia
2. Risultati
VI Elenco dei riferimenti

I. Introduzione

L'elettricità, uno dei più importanti tipi di energia, gioca un ruolo enorme nel mondo moderno. È il fulcro delle economie degli stati, determinando la loro posizione nell'arena internazionale e il livello di sviluppo. Enormi somme di denaro vengono investite ogni anno nello sviluppo delle industrie scientifiche legate all'elettricità.
L'elettricità è parte integrante della vita quotidiana, quindi è importante avere informazioni sulle caratteristiche della sua produzione e utilizzo.

II. Produzione e uso di energia elettrica

1. Produzione di energia

La produzione di elettricità è la produzione di elettricità convertendola da altri tipi di energia utilizzando speciali dispositivi tecnici.
Per generare consumo di elettricità:
Generatore elettrico - una macchina elettrica in cui il lavoro meccanico viene convertito in energia elettrica.
Una batteria solare o fotocellula è un dispositivo elettronico che converte l'energia della radiazione elettromagnetica, principalmente nella gamma della luce, in energia elettrica.
Fonti di corrente chimica - la conversione di parte dell'energia chimica in energia elettrica, attraverso una reazione chimica.
Le fonti di elettricità dei radioisotopi sono dispositivi che utilizzano l'energia rilasciata durante il decadimento radioattivo per riscaldare il liquido di raffreddamento o convertirlo in elettricità.
L'elettricità è generata nelle centrali elettriche: termiche, idrauliche, nucleari, solari, geotermiche, eoliche e altre.
Praticamente in tutte le centrali elettriche di importanza industriale viene utilizzato il seguente schema: l'energia del vettore di energia primaria con l'aiuto di un dispositivo speciale viene prima convertita in energia meccanica del movimento rotatorio, che viene trasferita a una speciale macchina elettrica: un generatore , dove viene generata corrente elettrica.
Le tre principali tipologie di centrali elettriche: centrali termoelettriche, centrali idroelettriche, centrali nucleari
Il ruolo di primo piano nell'industria dell'energia elettrica di molti paesi è svolto dalle centrali termiche (TPP).
Le centrali termoelettriche richiedono un'enorme quantità di combustibili fossili, mentre le sue riserve sono in calo e il costo è in costante aumento a causa delle condizioni sempre più difficili per l'estrazione e le distanze di trasporto. Il fattore di utilizzo del carburante in esse contenuto è piuttosto basso (non superiore al 40%) e i volumi di rifiuti che inquinano l'ambiente sono elevati.
Fattori economici, tecnici, economici e ambientali non ci consentono di considerare le centrali termoelettriche un modo promettente per generare elettricità.
Le centrali idroelettriche (HPP) sono le più economiche. La loro efficienza raggiunge il 93% e il costo di un kWh è 5 volte inferiore rispetto ad altri metodi di generazione di elettricità. Utilizzano una fonte di energia inesauribile, sono servite da un numero minimo di lavoratori e sono ben regolamentate. Il nostro Paese occupa una posizione di primo piano nel mondo per dimensioni e capacità delle singole centrali e unità idroelettriche.
Ma il ritmo di sviluppo è ostacolato da notevoli costi e tempi di realizzazione, a causa della lontananza dei cantieri HPP dalle grandi città, della mancanza di strade, delle difficili condizioni di costruzione, risentono della stagionalità del regime fluviale, vaste aree di pregio fluviale i terreni sono allagati da bacini idrici, grandi bacini idrici influiscono negativamente sulla situazione ambientale, potenti HPP possono essere costruiti solo dove sono disponibili le risorse appropriate.
Le centrali nucleari (NPP) funzionano secondo lo stesso principio delle centrali termiche, ovvero l'energia termica del vapore viene convertita in energia meccanica di rotazione dell'albero della turbina, che aziona un generatore, dove l'energia meccanica viene convertita in energia elettrica.
Il principale vantaggio delle centrali nucleari è una piccola quantità di combustibile utilizzato (1 kg di uranio arricchito sostituisce 2,5 mila tonnellate di carbone), per cui è possibile costruire centrali nucleari in qualsiasi area carente di energia. Inoltre, le riserve di uranio sulla Terra superano le riserve di combustibile minerale tradizionale e, con un funzionamento senza problemi delle centrali nucleari, hanno un impatto minimo sull'ambiente.
Il principale svantaggio delle centrali nucleari è la possibilità di incidenti con conseguenze catastrofiche, la cui prevenzione richiede serie misure di sicurezza. Inoltre, le centrali nucleari sono scarsamente regolamentate (ci vogliono diverse settimane per fermarle o accenderle completamente) e non sono state sviluppate tecnologie per il trattamento dei rifiuti radioattivi.
L'energia nucleare è diventata uno dei settori trainanti dell'economia nazionale e continua a svilupparsi rapidamente, garantendo sicurezza e rispetto dell'ambiente.

1.1 Generatore

Un generatore elettrico è un dispositivo in cui forme di energia non elettriche (meccaniche, chimiche, termiche) vengono convertite in energia elettrica.
Il principio di funzionamento del generatore si basa sul fenomeno induzione elettromagnetica quando un EMF viene indotto in un conduttore che si muove in un campo magnetico e ne attraversa le linee del campo magnetico, pertanto tale conduttore può essere considerato da noi come una fonte di energia elettrica.
Il metodo per ottenere una fem indotta, in cui il conduttore si muove in un campo magnetico, salendo o scendendo, è molto scomodo nel suo uso pratico. Pertanto, i generatori utilizzano il movimento non rettilineo, ma rotatorio del conduttore.
Le parti principali di qualsiasi generatore sono: un sistema di magneti o, molto spesso, elettromagneti che creano un campo magnetico e un sistema di conduttori che attraversano questo campo magnetico.
Un alternatore è una macchina elettrica che converte l'energia meccanica in energia elettrica CA. La maggior parte degli alternatori utilizza un campo magnetico rotante.

Quando il telaio ruota, il flusso magnetico attraverso di esso cambia, quindi viene indotto un EMF. Poiché il telaio è collegato a un circuito elettrico esterno con l'aiuto di un collettore di corrente (anelli e spazzole), nel telaio e nel circuito esterno si genera una corrente elettrica.
Con la rotazione uniforme del telaio, l'angolo di rotazione cambia secondo la legge:

Anche il flusso magnetico attraverso il telaio cambia nel tempo, la sua dipendenza è determinata dalla funzione:

dove S− area della cornice.
Secondo la legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica, l'EMF di induzione che si verifica nel frame è:

dove è l'ampiezza dell'EMF di induzione.
Un altro valore che caratterizza il generatore è l'intensità di corrente, espressa dalla formula:

dove ioè la forza attuale in un dato momento, Sono- l'ampiezza della forza attuale (il valore massimo della forza attuale in valore assoluto), φc- sfasamento tra le fluttuazioni di corrente e di tensione.
La tensione elettrica ai terminali del generatore varia secondo una legge sinusoidale o coseno:

Quasi tutti i generatori installati nelle nostre centrali elettriche sono generatori di corrente trifase. In sostanza, ciascuno di questi generatori è una connessione in una macchina elettrica di tre generatori di corrente alternata, progettati in modo tale che i campi elettromagnetici indotti in essi siano spostati l'uno rispetto all'altro di un terzo del periodo:

2. Consumo di elettricità

Alimentazione di imprese industriali. Le imprese industriali consumano il 30-70% dell'elettricità generata come parte del sistema elettrico. Una variazione significativa nei consumi industriali è determinata dallo sviluppo industriale e dalle condizioni climatiche dei vari paesi.
Alimentazione di trasporto elettrificato. Le cabine raddrizzatori del trasporto elettrico in corrente continua (urbane, industriali, interurbane) e le cabine step-down del trasporto elettrico a lunga percorrenza in corrente alternata sono alimentate da energia elettrica proveniente dalle reti elettriche dell'EPS.
Alimentazione dei consumatori domestici. Questo gruppo di PE comprende un'ampia gamma di edifici situati in aree residenziali di città e paesi. Si tratta di edifici residenziali, edifici ad uso amministrativo e gestionale, istituzioni educative e scientifiche, negozi, edifici ad uso sanitario, culturale e collettivo, ristorazione pubblica, ecc.

III. trasformatori

Trasformatore - un dispositivo elettromagnetico statico avente due o più avvolgimenti accoppiati induttivamente e progettato per convertire un sistema a corrente alternata (primario) in un altro sistema a corrente alternata (secondario) mediante induzione elettromagnetica.

Schema del dispositivo trasformatore

1 - avvolgimento primario del trasformatore
2 - nucleo magnetico
3 - avvolgimento secondario del trasformatore
F- direzione del flusso magnetico
U 1- tensione sull'avvolgimento primario
U2- tensione sul secondario

I primi trasformatori con circuito magnetico aperto furono proposti nel 1876 da P.N. Yablochkov, che li ha usati per alimentare una "candela" elettrica. Nel 1885, gli scienziati ungheresi M. Deri, O. Blaty, K. Zipernovsky svilupparono trasformatori industriali monofase con un circuito magnetico chiuso. Nel 1889-1891. MO Dolivo-Dobrovolsky ha proposto un trasformatore trifase.

1. Appuntamento

I trasformatori sono ampiamente utilizzati in vari campi:
Per la trasmissione e distribuzione di energia elettrica
Tipicamente, nelle centrali elettriche, i generatori di corrente alternata generano energia elettrica a una tensione di 6-24 kV ed è redditizio trasmettere elettricità su lunghe distanze a tensioni molto più elevate (110, 220, 330, 400, 500 e 750 kV) . Pertanto, in ogni centrale elettrica, sono installati trasformatori che aumentano la tensione.
La distribuzione di energia elettrica tra imprese industriali, insediamenti, nelle città e nelle aree rurali, nonché all'interno delle imprese industriali, viene effettuata tramite linee aeree e in cavo, a una tensione di 220, 110, 35, 20, 10 e 6 kV. Pertanto, in tutti i nodi di distribuzione devono essere installati trasformatori che riducano la tensione a 220, 380 e 660 V.
Per fornire il circuito desiderato per l'accensione delle valvole nei dispositivi di conversione e per far corrispondere la tensione all'uscita e all'ingresso del convertitore (trasformatori di conversione).
Per vari scopi tecnologici: saldatura (trasformatori di saldatura), alimentazione di impianti elettrotermici (trasformatori di forni elettrici), ecc.
Per alimentare vari circuiti di apparecchiature radio, apparecchiature elettroniche, dispositivi di comunicazione e automazione, elettrodomestici, per separare circuiti elettrici di vari elementi di questi dispositivi, per abbinare la tensione, ecc.
Includere strumenti di misura elettrici e alcuni dispositivi (relè, ecc.) nei circuiti elettrici ad alta tensione o nei circuiti attraverso i quali passano grandi correnti, al fine di ampliare i limiti di misura e garantire la sicurezza elettrica. (trasformatori di misura)

2. Classificazione

Classificazione del trasformatore:

Su appuntamento: potenza generale (utilizzata nelle linee di trasmissione e distribuzione di potenza) e applicazioni speciali (forno, raddrizzatore, saldatura, radiotrasformatori).
Per tipo di raffreddamento: con raffreddamento ad aria (trasformatori a secco) e olio (trasformatori a olio).
In base al numero di fasi sul lato primario: monofase e trifase.
A seconda della forma del circuito magnetico: a stelo, blindato, toroidale.
Dal numero di avvolgimenti per fase: a due avvolgimenti, a tre avvolgimenti, a più avvolgimenti (più di tre avvolgimenti).
Secondo il design degli avvolgimenti: con avvolgimenti concentrici e alternati (disco).

3. Dispositivo

Il trasformatore più semplice (trasformatore monofase) è un dispositivo costituito da un nucleo in acciaio e due avvolgimenti.

Il principio del dispositivo di un trasformatore a due avvolgimenti monofase
Il nucleo magnetico è il sistema magnetico del trasformatore, attraverso il quale si chiude il flusso magnetico principale.
Quando viene applicata una tensione alternata all'avvolgimento primario, nell'avvolgimento secondario viene indotto un EMF della stessa frequenza. Se un ricevitore elettrico è collegato all'avvolgimento secondario, al suo interno si genera una corrente elettrica e ai terminali secondari del trasformatore viene impostata una tensione, che è leggermente inferiore all'EMF e in misura relativamente piccola dipende dal carico.

Simbolo del trasformatore:
a) - un trasformatore con nucleo in acciaio, b) - un trasformatore con nucleo in ferrite

4. Caratteristiche del trasformatore

La potenza nominale di un trasformatore è la potenza per la quale è progettato.
Tensione primaria nominale: la tensione per la quale è progettato l'avvolgimento primario del trasformatore.
Tensione nominale secondaria - la tensione ai terminali dell'avvolgimento secondario, ottenuta quando il trasformatore è inattivo e la tensione nominale ai terminali dell'avvolgimento primario.
Le correnti nominali sono determinate dalle rispettive potenze e tensioni nominali.
La tensione nominale più alta del trasformatore è la più alta delle tensioni nominali degli avvolgimenti del trasformatore.
La tensione nominale più bassa è la più piccola delle tensioni nominali degli avvolgimenti del trasformatore.
Tensione nominale media - tensione nominale, che è intermedia tra la tensione nominale più alta e quella più bassa degli avvolgimenti del trasformatore.

5. Modalità

5.1 Al minimo

Modalità inattiva: la modalità di funzionamento del trasformatore, in cui l'avvolgimento secondario del trasformatore è aperto e la tensione alternata viene applicata ai terminali dell'avvolgimento primario.

Una corrente scorre nell'avvolgimento primario di un trasformatore collegato a una sorgente di corrente alternata, per cui nel nucleo appare un flusso magnetico alternato Φ penetrando in entrambi gli avvolgimenti. Poiché Φ è lo stesso in entrambi gli avvolgimenti del trasformatore, il cambiamento Φ porta alla comparsa dello stesso EMF a induzione in ogni giro degli avvolgimenti primario e secondario. Valore istantaneo della fem di induzione e in ogni giro degli avvolgimenti è lo stesso ed è determinato dalla formula:

dove è l'ampiezza dell'EMF in un giro.
L'ampiezza dell'EMF di induzione negli avvolgimenti primari e secondari sarà proporzionale al numero di spire nell'avvolgimento corrispondente:

dove N 1 e N 2- il numero di giri al loro interno.
La caduta di tensione attraverso l'avvolgimento primario, come attraverso un resistore, è molto piccola rispetto a ε 1, e quindi per i valori effettivi della tensione nel primario U 1 e secondario U2 avvolgimenti, sarà vera la seguente espressione:

K- rapporto di trasformazione. In K>1 trasformatore riduttore e quando K<1 - повышающий.

5.2 Modalità di cortocircuito

Modalità di cortocircuito: una modalità in cui le uscite dell'avvolgimento secondario sono chiuse da un conduttore di corrente con una resistenza uguale a zero ( Z=0).

Un cortocircuito del trasformatore in condizioni di funzionamento crea una modalità di emergenza, in quanto la corrente secondaria, e quindi quella primaria, aumenta di diverse decine di volte rispetto a quella nominale. Pertanto, nei circuiti con trasformatori, è prevista una protezione che, in caso di cortocircuito, spegne automaticamente il trasformatore.

Si devono distinguere due modalità di cortocircuito:

Modalità di emergenza - quando l'avvolgimento secondario è chiuso alla tensione primaria nominale. Con un tale circuito, le correnti aumentano di un fattore 15–20. L'avvolgimento è deformato e l'isolamento è carbonizzato. Anche il ferro brucia. Questa è la modalità difficile. La protezione massima e gas disconnette il trasformatore dalla rete in caso di cortocircuito di emergenza.

Una modalità sperimentale di cortocircuito è una modalità in cui l'avvolgimento secondario è cortocircuitato e una tale tensione ridotta viene fornita all'avvolgimento primario, quando la corrente nominale scorre attraverso gli avvolgimenti - questo è UK- tensione di cortocircuito.

In condizioni di laboratorio, è possibile eseguire un cortocircuito di prova del trasformatore. In questo caso, espressa in percentuale, la tensione UK, A io 1 \u003d io 1 nom designare UK ed è chiamata la tensione di cortocircuito del trasformatore:

dove U 1 nom- tensione primaria nominale.

Questa è la caratteristica del trasformatore, indicata nel passaporto.

5.3 Modalità di caricamento

La modalità di carico del trasformatore è la modalità di funzionamento del trasformatore in presenza di correnti in almeno due dei suoi avvolgimenti principali, ciascuno dei quali è chiuso a un circuito esterno, mentre le correnti che scorrono in due o più avvolgimenti in modalità inattiva sono non preso in considerazione:

Se una tensione è collegata all'avvolgimento primario del trasformatore U 1 e collegare l'avvolgimento secondario al carico, le correnti appariranno negli avvolgimenti io 1 e io 2. Queste correnti creeranno flussi magnetici Φ 1 e Φ2 diretti l'uno verso l'altro. Il flusso magnetico totale nel circuito magnetico diminuisce. Di conseguenza, l'EMF indotto dal flusso totale ε 1 e ε 2 diminuire. Tensione efficace U 1 Rimane invariato. Diminuire ε 1 provoca un aumento di corrente io 1:

Con l'aumento della corrente io 1 fluire Φ 1 aumenta quanto basta per compensare l'effetto smagnetizzante del flusso Φ2. L'equilibrio viene ripristinato praticamente allo stesso valore della portata totale.

IV. Trasmissione di elettricità

La trasmissione di elettricità dalla centrale elettrica ai consumatori è uno dei compiti più importanti dell'industria energetica.
L'energia elettrica viene trasmessa prevalentemente tramite linee di trasmissione aeree (TL) AC, sebbene vi sia una tendenza verso un crescente utilizzo di linee in cavo e linee DC.

La necessità di trasmettere elettricità a distanza è dovuta al fatto che l'elettricità è generata da grandi centrali elettriche con unità potenti e viene consumata da consumatori di potenza relativamente bassa distribuiti su una vasta area. La tendenza alla concentrazione delle capacità di generazione si spiega con il fatto che con la loro crescita diminuiscono i costi relativi alla realizzazione delle centrali e diminuisce il costo dell'energia elettrica generata.
Il posizionamento di potenti centrali elettriche viene effettuato tenendo conto di una serie di fattori, come la disponibilità di risorse energetiche, il loro tipo, riserve e possibilità di trasporto, condizioni naturali, capacità di lavorare come parte di un unico sistema energetico, ecc. Spesso tali centrali risultano essere significativamente lontane dai principali centri di consumo di elettricità. Il funzionamento di sistemi elettrici unificati che coprono vasti territori dipende dall'efficienza della trasmissione di energia elettrica a distanza.
È necessario trasferire l'elettricità dai luoghi di produzione ai consumatori con perdite minime. Il motivo principale di queste perdite è la conversione di parte dell'elettricità nell'energia interna dei fili, il loro riscaldamento.

Secondo la legge di Joule-Lenz, la quantità di calore Q, rilasciato durante il tempo t nel conduttore dalla resistenza R durante il passaggio di corrente io, è uguale a:

Dalla formula segue che per ridurre il riscaldamento dei fili, è necessario ridurre la forza di corrente in essi e la loro resistenza. Per ridurre la resistenza dei fili, aumentarne il diametro, tuttavia, fili molto spessi appesi tra i supporti delle linee elettriche possono rompersi sotto l'azione della gravità, soprattutto durante le nevicate. Inoltre, con l'aumento dello spessore dei fili, il loro costo aumenta e sono fatti di un metallo relativamente costoso: il rame. Pertanto, un modo più efficace per ridurre al minimo le perdite di energia nella trasmissione di elettricità è ridurre la forza di corrente nei fili.
Pertanto, al fine di ridurre il riscaldamento dei fili durante la trasmissione di elettricità su lunghe distanze, è necessario ridurre al minimo la corrente al loro interno.
La potenza attuale è uguale al prodotto della forza e della tensione attuali:

Pertanto, al fine di risparmiare potenza trasmessa su lunghe distanze, è necessario aumentare la tensione della stessa quantità in cui è stata ridotta la forza di corrente nei fili:

Dalla formula ne consegue che a valori costanti della potenza trasmessa della corrente e della resistenza dei fili, le perdite di riscaldamento nei fili sono inversamente proporzionali al quadrato della tensione nella rete. Pertanto, per trasmettere elettricità su distanze di diverse centinaia di chilometri, vengono utilizzate linee elettriche ad alta tensione (TL), la cui tensione tra i fili è di decine e talvolta centinaia di migliaia di volt.
Con l'aiuto delle linee elettriche, le centrali elettriche vicine vengono combinate in un'unica rete, chiamata sistema elettrico. Il sistema energetico unificato della Russia comprende un numero enorme di centrali elettriche controllate da un unico centro e fornisce alimentazione ininterrotta ai consumatori.

V. GOELRO

1. Storia

GOELRO (Commissione statale per l'elettrificazione della Russia) è un organismo creato il 21 febbraio 1920 per sviluppare un progetto per l'elettrificazione della Russia dopo la Rivoluzione d'Ottobre del 1917.

Più di 200 scienziati e tecnici sono stati coinvolti nei lavori della commissione. GM era a capo della commissione. Krzhizhanovsky. Il Comitato Centrale del Partito Comunista e personalmente V. I. Lenin dirigevano quotidianamente i lavori della commissione GOELRO, determinavano le principali disposizioni fondamentali del piano di elettrificazione del paese.

Alla fine del 1920, la commissione aveva svolto un'enorme mole di lavoro e preparato il Piano per l'elettrificazione della RSFSR, un volume di 650 pagine di testo con mappe e schemi per l'elettrificazione delle regioni.
Il piano GOELRO, progettato per 10-15 anni, ha implementato le idee di Lenin di elettrizzare l'intero paese e creare una grande industria.
Nel campo dell'economia dell'energia elettrica, il piano consisteva in un programma per il ripristino e la ricostruzione dell'industria dell'energia elettrica prebellica, la costruzione di 30 centrali elettriche regionali e la costruzione di potenti centrali termiche regionali. Per quel tempo era previsto di dotare le centrali elettriche di grandi caldaie e turbine.
Una delle idee principali del piano era l'uso diffuso delle vaste risorse idroelettriche del paese. È stata prevista una ricostruzione radicale sulla base dell'elettrificazione di tutti i rami dell'economia nazionale del paese, e principalmente per la crescita dell'industria pesante, e la distribuzione razionale dell'industria in tutto il paese.
L'attuazione del piano GOELRO iniziò nelle difficili condizioni della Guerra Civile e della devastazione economica.

Dal 1947, l'URSS è al primo posto in Europa e al secondo nel mondo in termini di produzione di elettricità.

Il piano GOELRO ha giocato un ruolo enorme nella vita del nostro Paese: senza di esso non sarebbe stato possibile portare l'URSS nelle file dei Paesi più industrialmente sviluppati del mondo in così poco tempo. L'attuazione di questo piano ha plasmato l'intera economia nazionale e la determina ancora in gran parte.

La stesura e l'attuazione del piano GOELRO è stata possibile e unicamente grazie a una combinazione di molti fattori oggettivi e soggettivi: il notevole potenziale industriale ed economico della Russia prerivoluzionaria, l'alto livello della scuola scientifica e tecnica russa, la concentrazione di tutti potere economico e politico, la sua forza e volontà, e anche la tradizionale mentalità conciliare-comunale del popolo e il suo atteggiamento obbediente e fiducioso nei confronti dei sovrani supremi.
Il piano GOELRO e la sua attuazione hanno dimostrato l'elevata efficienza del sistema di pianificazione statale in condizioni di potere rigidamente centralizzato e hanno predeterminato lo sviluppo di questo sistema per molti decenni a venire.

2. Risultati

Entro la fine del 1935, il programma di costruzione elettrica era stato più volte soddisfatto.

Invece di 30, sono state realizzate 40 centrali regionali, presso le quali, insieme ad altri grandi impianti industriali, sono stati messi in servizio 6.914 mila kW di potenza (di cui 4.540 mila kW regionali, quasi il triplo rispetto al piano GOELRO).
Nel 1935 c'erano 13 centrali elettriche da 100.000 kW tra le centrali elettriche regionali.

Prima della rivoluzione, la capacità della più grande centrale elettrica della Russia (1a Mosca) era di soli 75 mila kW; non c'era una sola grande centrale idroelettrica. All'inizio del 1935, la capacità totale installata delle centrali idroelettriche aveva raggiunto quasi 700.000 kW.
La più grande del mondo in quel momento, la centrale idroelettrica del Dnepr, Svirskaya 3rd, Volkhovskaya e altri furono costruiti Nel punto più alto del suo sviluppo, il sistema energetico unificato dell'URSS per molti aspetti ha superato i sistemi energetici dei paesi sviluppati di Europa e America.

L'elettricità era praticamente sconosciuta nei villaggi prima della rivoluzione. I grandi proprietari terrieri installarono piccole centrali elettriche, ma il loro numero era scarso.

L'elettricità iniziò ad essere utilizzata in agricoltura: nei mulini, nelle trinciaforaggi, nelle macchine per la pulizia del grano e nelle segherie; nell'industria e, successivamente, nella vita di tutti i giorni.

Elenco della letteratura usata

Venikov V. A., Trasmissione di potenza a lunga distanza, M.-L., 1960;
Sovalov S.A., Modalità di trasmissione di potenza 400-500 kv. EES, M., 1967;
Bessonov, LA Fondamenti teorici dell'ingegneria elettrica. Circuiti elettrici: libro di testo / L.A. Bessonov. - 10a ed. — M.: Gardariki, 2002.
Ingegneria elettrica: complesso didattico e metodico. /E. M. Kogol, G. P. Dubovitsky, V. N. Borodianko, V. S. Gun, N. V. Klinachev, V. V. Krymsky, A. Ya. Ergard, V. A. Yakovlev; A cura di NV Klinacheva. - Chelyabinsk, 2006-2008.
Impianti elettrici, v. 3 - Trasmissione di potenza in corrente alternata e continua di alta tensione, M., 1972.

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astratto

in fisica

sul tema "Produzione, trasmissione e utilizzo dell'energia elettrica"

Studenti di 11a classe A

MOU scuola numero 85

Caterina.

Insegnante:

2003

Piano astratto.

Introduzione. 1. Produzione di energia.

tipi di centrali elettriche. risorse di energia alternativa.2. Trasmissione di elettricità.

trasformatori.3. L'uso dell'elettricità.

Introduzione.

La nascita dell'energia è avvenuta diversi milioni di anni fa, quando le persone hanno imparato a usare il fuoco. Il fuoco dava loro calore e luce, era fonte di ispirazione e ottimismo, un'arma contro nemici e animali selvatici, un rimedio, un assistente in agricoltura, un conservante alimentare, uno strumento tecnologico, ecc. Il meraviglioso mito di Prometeo, che diede fuoco alle persone, apparve nell'antica Grecia molto più tardi che in molte parti del mondo, metodi di gestione abbastanza sofisticati del fuoco, sua produzione ed estinzione, conservazione del fuoco e uso razionale carburante. Per molti anni il fuoco è stato mantenuto bruciando fonti energetiche vegetali (legna, arbusti, canneti, erba, alghe secche, ecc.), poi si è scoperto che per mantenere il fuoco era possibile utilizzare sostanze fossili: carbone, petrolio , scisto, torba. Oggi l'energia rimane la componente principale della vita umana. Consente di creare vari materiali ed è uno dei principali fattori nello sviluppo di nuove tecnologie. In poche parole, senza padroneggiare vari tipi di energia, una persona non è in grado di esistere pienamente.

Produzione di energia.

Tipi di centrali elettriche.

Centrale termica (TPP), centrale elettrica che genera energia elettrica a seguito della conversione dell'energia termica rilasciata durante la combustione di combustibili fossili. Le prime centrali termiche apparvero alla fine dell'800 e si diffusero. A metà degli anni '70 del 20° secolo, i TPP erano il tipo principale di stazioni elettriche. Nelle centrali termoelettriche, l'energia chimica del combustibile viene convertita prima in energia meccanica e poi in energia elettrica. Il carburante per una tale centrale elettrica può essere carbone, torba, gas, scisti bituminosi, olio combustibile. Le centrali termiche sono suddivise in condensazione(IES), progettato per generare solo energia elettrica, e centrali termoelettriche combinate(CHP), producendo oltre all'energia elettrica calore sotto forma di acqua calda e vapore. I grandi IES di importanza distrettuale sono chiamati centrali elettriche distrettuali statali (GRES). Il diagramma schematico più semplice di un IES a carbone è mostrato nella figura. Il carbone viene immesso nel bunker del carburante 1 e da esso nell'impianto di frantumazione 2, dove si trasforma in polvere. La polvere di carbone entra nel forno del generatore di vapore (caldaia a vapore) 3, che ha un sistema di tubi in cui circola acqua purificata chimicamente, chiamata acqua di alimentazione. Nella caldaia, l'acqua si riscalda, evapora e il vapore saturo risultante viene portato a una temperatura di 400-650 ° C e, a una pressione di 3-24 MPa, entra nella turbina a vapore 4 attraverso la tubazione del vapore. i parametri dipendono dalla potenza delle unità. Le centrali termiche a condensazione hanno una bassa efficienza (30-40%), poiché la maggior parte dell'energia viene persa con i gas di scarico e l'acqua di raffreddamento del condensatore. È vantaggioso costruire IES nelle immediate vicinanze dei siti di estrazione del carburante. Allo stesso tempo, i consumatori di elettricità possono trovarsi a una distanza considerevole dalla stazione. centrale termoelettrica combinata differisce dalla stazione di condensazione con una speciale turbina di riscaldamento installata su di essa con estrazione del vapore. Al CHPP, una parte del vapore viene completamente utilizzata nella turbina per generare elettricità nel generatore 5 e poi entra nel condensatore 6, mentre l'altra parte, che ha una temperatura e una pressione elevate, viene prelevata dallo stadio intermedio del turbina e utilizzato per la fornitura di calore. La condensa viene alimentata dalla pompa 7 attraverso il disaeratore 8 ed inoltre dalla pompa di alimentazione 9 al generatore di vapore. La quantità di vapore estratto dipende dal fabbisogno di energia termica delle imprese. L'efficienza della cogenerazione raggiunge il 60-70%. Tali stazioni sono solitamente costruite vicino ai consumatori: imprese industriali o aree residenziali. Molto spesso lavorano con carburante importato. Molto meno diffuse sono le stazioni termali con turbina a gas(GTPS), vapore-gas(PGES) e impianti diesel. Il gas o il combustibile liquido viene bruciato nella camera di combustione del GTPP; i prodotti della combustione con una temperatura di 750-900 ºС entrano nella turbina a gas che fa ruotare il generatore elettrico. L'efficienza di tali centrali termiche è solitamente del 26-28%, la potenza arriva fino a diverse centinaia di MW . I GTPP vengono solitamente utilizzati per coprire i picchi di carico elettrico. L'efficienza di un SGPP può raggiungere il 42 - 43%.Le più economiche sono le grandi centrali termoelettriche a turbina a vapore (abbreviate in TPP). La maggior parte delle centrali termiche nel nostro paese utilizza la polvere di carbone come combustibile. Per generare 1 kWh di elettricità si spendono diverse centinaia di grammi di carbone. In una caldaia a vapore, oltre il 90% dell'energia rilasciata dal combustibile viene trasferita al vapore. Nella turbina, l'energia cinetica dei getti di vapore viene trasferita al rotore. L'albero della turbina è rigidamente collegato all'albero del generatore. Le moderne turbine a vapore per centrali termiche sono macchine molto avanzate, ad alta velocità, altamente economiche con una lunga durata. La loro potenza in versione monoalbero raggiunge 1 milione 200 mila kW, e questo non è il limite. Tali macchine sono sempre multistadio, ovvero hanno solitamente diverse decine di dischi con lame funzionanti e altrettante, davanti a ciascun disco, gruppi di ugelli attraverso i quali scorre un getto di vapore. La pressione e la temperatura del vapore vengono gradualmente ridotte. È noto dal corso di fisica che l'efficienza dei motori termici aumenta con l'aumento della temperatura iniziale del fluido di lavoro. Pertanto, il vapore che entra nella turbina viene portato a parametri elevati: la temperatura arriva quasi fino a 550°C e la pressione arriva fino a 25 MPa. L'efficienza del TPP raggiunge il 40%. La maggior parte dell'energia viene persa insieme al vapore di scarico caldo. Centrale idroelettrica (HPP), un complesso di strutture e apparecchiature attraverso le quali l'energia del flusso d'acqua viene convertita in energia elettrica. HPP è costituito da un circuito in serie strutture idrotecniche, fornendo la necessaria concentrazione del flusso d'acqua e creando pressione, e apparecchiature elettriche che convertono l'energia dell'acqua che si muove sotto pressione in energia meccanica di rotazione, che, a sua volta, viene convertita in energia elettrica. La testata della centrale idroelettrica è creata dalla concentrazione della caduta del fiume nel tratto utilizzato dalla diga, oppure derivazione, o diga e derivazione insieme. L'apparecchiatura di alimentazione principale dell'HPP si trova nell'edificio HPP: nella sala macchine della centrale - unità idrauliche, apparecchiature ausiliarie, dispositivi automatici di controllo e monitoraggio; nel posto di controllo centrale - la console operatore-dispatcher o gestore di una centrale idroelettrica. Potenziamento cabina di trasformazione Si trova sia all'interno dell'edificio HPP che in edifici separati o in aree aperte. Dispositivi di distribuzione spesso situato in un'area aperta. L'edificio della centrale può essere suddiviso in sezioni con una o più unità e equipaggiamento ausiliario separato dalle parti adiacenti dell'edificio. In occasione della realizzazione della centrale idroelettrica o al suo interno, viene realizzato un cantiere di montaggio per il montaggio e la riparazione di varie apparecchiature e per le operazioni di manutenzione ausiliaria della centrale idroelettrica. Per capacità installata (in MW) distinguere tra centrali idroelettriche potente(St. 250), media(fino a 25) e piccolo(fino a 5). La potenza della centrale idroelettrica dipende dalla pressione (la differenza tra i livelli di monte e valle ), la portata dell'acqua utilizzata nelle turbine idrauliche e l'efficienza dell'unità idraulica. Per una serie di ragioni (dovute, ad esempio, a variazioni stagionali del livello dell'acqua nei serbatoi, variabilità del carico del sistema energetico, riparazione di unità idroelettriche o strutture idrauliche, ecc.), la pressione e la portata dell'acqua sono costantemente modifica e, inoltre, la portata cambia durante la regolazione - generazione di energia degli HPP. Ci sono cicli annuali, settimanali e giornalieri della modalità di funzionamento HPP. In base alla pressione massima utilizzata, gli HPP sono suddivisi in alta pressione(oltre 60 m), media pressione(da 25 a 60 m) e bassa pressione(dalle 3 alle 25 m). Sui fiumi pianeggianti, la pressione raramente supera i 100 m, in condizioni di montagna, attraverso la diga, è possibile creare pressioni fino a 300 m e altro, e con l'aiuto della derivazione - fino al 1500 m. La suddivisione dell'HPP in base alla pressione utilizzata è approssimativa, condizionale. Secondo lo schema per l'uso delle risorse idriche e la concentrazione delle pressioni, gli HPP sono generalmente suddivisi in canale, vicino a diga, deviazione con derivazione in pressione e non, stoccaggio misto, pompato e marea. Negli HPP run-of-river e near-dam, la pressione dell'acqua è creata da una diga che blocca il fiume e alza il livello dell'acqua a monte. Allo stesso tempo, sono inevitabili alcune inondazioni della valle del fiume. Le centrali idroelettriche ad acqua fluente e in prossimità di dighe sono costruite sia su fiumi di acque basse a bassa quota che su fiumi di montagna, in strette valli compresse. Gli HPP run-of-river sono caratterizzati da testa fino a 30-40 m. A pressioni più elevate, non è pratico trasferire la pressione idrostatica dell'acqua all'edificio della centrale idroelettrica. In questo caso, il tipo diga A valle della diga è attigua la centrale idroelettrica, in cui il fronte in pressione è sbarrato da una diga per tutta la sua lunghezza, e l'edificio della centrale idroelettrica è posto dietro la diga. Un altro tipo di layout vicino alla diga La centrale idroelettrica corrisponde a condizioni montuose con portate del fiume relativamente basse. A derivativo La concentrazione della centrale idroelettrica della caduta del fiume è realizzata per derivazione; l'acqua all'inizio del tratto utilizzato del fiume è deviata dal canale fluviale da un condotto, con pendenza notevolmente inferiore alla pendenza media del fiume in questo tratto e con raddrizzamento delle curve e dei tornanti del canale. La fine della derivazione viene portata nella posizione dell'edificio HPP. Le acque reflue vengono restituite al fiume o alimentate alla successiva derivazione HPP. La derivazione è vantaggiosa quando la pendenza del fiume è alta. Un posto speciale tra gli HPP è occupato da centrali ad accumulo di pompaggio(PSPP) e centrali di marea(PSE). La costruzione di una centrale ad accumulo di pompaggio è dovuta all'aumento della domanda di potenza di picco nei grandi sistemi energetici, che determina la capacità di generazione richiesta per coprire i carichi di punta. La capacità della centrale ad accumulo di pompaggio di accumulare energia si basa sul fatto che l'energia elettrica libera nell'impianto per un certo periodo di tempo viene utilizzata dagli accumulatori di pompaggio che, operando in modalità pompa, pompano acqua dal serbatoio nel pool di stoccaggio superiore. Durante i picchi di carico, l'energia accumulata viene restituita al sistema elettrico (l'acqua dalla vasca superiore entra nella tubazione in pressione e fa ruotare le unità idrauliche che funzionano nella modalità generatore di corrente). I PES convertono l'energia delle maree in energia elettrica. L'energia elettrica delle centrali idroelettriche di marea, per alcune caratteristiche legate alla periodicità delle maree, può essere utilizzata nei sistemi di alimentazione solo in combinazione con l'energia delle centrali di regolazione, che compensano i cali di potenza delle maree centrali elettriche durante il giorno o i mesi. La caratteristica più importante delle risorse idroelettriche rispetto alle risorse combustibili ed energetiche è il loro continuo rinnovamento. La mancanza di bisogno di carburante per gli HPP determina il basso costo dell'elettricità generata negli HPP. Pertanto, la realizzazione di centrali idroelettriche, nonostante significativi e specifici investimenti di capitale per 1 kW capacità installata e lunghi tempi di costruzione sono stati e sono di grande importanza, soprattutto quando è associata al posizionamento di industrie ad alta intensità elettrica. Centrale nucleare (NPP), una centrale elettrica in cui l'energia atomica (nucleare) viene convertita in energia elettrica. Il generatore di corrente di una centrale nucleare è un reattore nucleare. Il calore che viene rilasciato nel reattore a seguito di una reazione a catena di fissione dei nuclei di alcuni elementi pesanti, poi, proprio come nelle centrali termiche convenzionali (TPP), viene convertito in energia elettrica. A differenza delle centrali termoelettriche che funzionano a combustibili fossili, le centrali nucleari funzionano fuoco nucleare-di(basato su 233 U, 235 U, 239 Pu). È stato stabilito che le risorse energetiche mondiali di combustibile nucleare (uranio, plutonio, ecc.) superano notevolmente le risorse energetiche delle riserve naturali di combustibile organico (petrolio, carbone, gas naturale e così via.). Ciò apre ampie prospettive per soddisfare la domanda in rapida crescita di carburante. Inoltre, è necessario tenere conto del volume sempre crescente di consumo di carbone e petrolio per scopi tecnologici dell'industria chimica mondiale, che sta diventando un serio concorrente delle centrali termoelettriche. Nonostante la scoperta di nuovi giacimenti di combustibile organico e il miglioramento dei metodi per la sua estrazione, c'è nel mondo una tendenza ad un relativo aumento del suo costo. Questo crea le condizioni più difficili per i paesi con riserve limitate di combustibili fossili. È evidente la necessità di un rapido sviluppo dell'energia nucleare, che già occupa un posto di rilievo nel bilancio energetico di numerosi paesi industrializzati del mondo. Un diagramma schematico di una centrale nucleare con un reattore nucleare raffreddato ad acqua è mostrato in fig. 2. Calore generato in nucleo reattore liquido di raffreddamento, viene aspirata dall'acqua del 1° circuito, che viene pompata attraverso il reattore da una pompa di circolazione. L'acqua riscaldata dal reattore entra nello scambiatore di calore (generatore di vapore) 3, dove cede il calore ricevuto nel reattore all'acqua del 2° circuito. L'acqua del 2° circuito evapora nel generatore di vapore e si forma vapore che entra nella turbina 4.
Molto spesso, nelle centrali nucleari vengono utilizzati 4 tipi di reattori a neutroni termici: 1) reattori raffreddati ad acqua con acqua normale come moderatore e refrigerante; 2) acqua di grafite con acqua di raffreddamento e moderatore di grafite; 3) acqua pesante con un refrigerante ad acqua e acqua pesante come moderatore; 4) graffito - gas con un refrigerante a gas e un moderatore di grafite. La scelta del tipo di reattore prevalentemente utilizzato è determinata principalmente dall'esperienza accumulata nel vettore del reattore, nonché dalla disponibilità delle attrezzature industriali necessarie, delle materie prime, ecc. Il reattore e i suoi sistemi di manutenzione includono: il reattore stesso con protezione , scambiatori di calore, pompe o soffianti del gas che fanno circolare il liquido di raffreddamento, tubazioni e raccordi per la circolazione del circuito, dispositivi per la ricarica del combustibile nucleare, sistemi di ventilazione speciali, raffreddamento di emergenza, ecc. Per proteggere il personale delle centrali nucleari dall'esposizione alle radiazioni, il reattore è circondato da protezione biologica, il materiale principale per il quale sono cemento, acqua, sabbia serpentina. L'apparecchiatura del circuito del reattore deve essere completamente sigillata. È previsto un sistema per monitorare i punti di possibile perdita del liquido di raffreddamento, vengono prese misure affinché la comparsa di perdite e rotture nel circuito non comporti emissioni radioattive e inquinamento dei locali della centrale nucleare e dell'area circostante. L'aria radioattiva e una piccola quantità di vapore di refrigerante, a causa della presenza di perdite dal circuito, vengono rimossi dai locali incustoditi della centrale nucleare da uno speciale sistema di ventilazione, in cui sono previsti filtri di pulizia e contenitori di gas di contenimento per eliminare la possibilità di inquinamento atmosferico. Il servizio di controllo dosimetrico monitora il rispetto delle norme di radioprotezione da parte del personale della centrale nucleare. Disponibilità protezione biologica, speciali sistemi di ventilazione e raffreddamento di emergenza e servizi di controllo dosimetrico consentono una completa sicurezza staff di servizio NPP dagli effetti nocivi dell'esposizione radioattiva. Le centrali nucleari, che sono la tipologia più moderna di centrali elettriche, presentano una serie di vantaggi significativi rispetto ad altre tipologie di centrali: in condizioni di normale esercizio, non inquinano assolutamente l'ambiente, non richiedono il legame con una fonte di materie prime e, di conseguenza, può essere posizionato quasi ovunque. Le nuove unità hanno una capacità quasi uguale a quella di una centrale idroelettrica media, ma il fattore di utilizzo della capacità installata nelle centrali nucleari (80%) supera significativamente quello delle centrali idroelettriche o termoelettriche. Non ci sono praticamente inconvenienti significativi delle centrali nucleari in condizioni operative normali. Tuttavia, non si può non notare il pericolo delle centrali nucleari in possibili circostanze di forza maggiore: terremoti, uragani, ecc. - qui vecchi modelli di unità di potenza rappresentano un potenziale pericolo di contaminazione da radiazioni dei territori a causa del surriscaldamento incontrollato del reattore.

Risorse di energia alternativa.

Energia del sole. Di recente, l'interesse per il problema dell'utilizzo dell'energia solare è aumentato vertiginosamente, perché il potenziale energetico basato sull'uso della radiazione solare diretta è estremamente elevato. Il più semplice collettore di radiazione solare è un foglio di metallo annerito (solitamente alluminio), all'interno del quale sono presenti tubi con un liquido che circola al suo interno. Riscaldato dall'energia solare assorbita dal collettore, il liquido viene fornito per l'utilizzo diretto. L'energia solare è uno dei tipi di produzione di energia a più alta intensità di materiale. L'uso su larga scala dell'energia solare comporta un enorme aumento del fabbisogno di materiali e, di conseguenza, di risorse di manodopera per l'estrazione di materie prime, il loro arricchimento, la produzione di materiali, la fabbricazione di eliostati, collettori, altre apparecchiature, e il loro trasporto. Finora l'energia elettrica generata dai raggi solari è molto più costosa di quella ottenuta con i metodi tradizionali. Gli scienziati sperano che gli esperimenti che effettueranno presso strutture e stazioni sperimentali aiuteranno a risolvere non solo problemi tecnici, ma anche economici. energia eolica. L'energia delle masse d'aria in movimento è enorme. Le riserve di energia eolica sono più di cento volte maggiori delle riserve di energia idroelettrica di tutti i fiumi del pianeta. I venti soffiano costantemente e ovunque sulla terra. Le condizioni climatiche consentono lo sviluppo dell'energia eolica in una vasta area. Ma al giorno d'oggi, i motori eolici coprono solo un millesimo del fabbisogno energetico mondiale. Pertanto, nella realizzazione dei progetti della ruota eolica, cuore di ogni impianto eolico, vengono coinvolti specialisti nella costruzione di aeromobili, che sono in grado di scegliere il profilo della pala più appropriato ed esplorarlo in galleria del vento. Grazie agli sforzi di scienziati e ingegneri, è stata creata un'ampia varietà di progetti di moderne turbine eoliche. Energia terrestre. Sin dai tempi antichi, le persone hanno saputo delle manifestazioni spontanee di una gigantesca energia in agguato nelle viscere del globo. La memoria dell'umanità conserva leggende su catastrofiche eruzioni vulcaniche che hanno causato milioni di vittime umane, hanno cambiato in modo irriconoscibile l'aspetto di molti luoghi sulla Terra. La potenza dell'eruzione anche di un vulcano relativamente piccolo è colossale, supera molte volte la potenza delle più grandi centrali elettriche create dalle mani dell'uomo. È vero, non c'è bisogno di parlare dell'uso diretto dell'energia delle eruzioni vulcaniche, finora le persone non hanno l'opportunità di frenare questo elemento recalcitrante L'energia della Terra è adatta non solo per riscaldare gli ambienti, come nel caso in Islanda, ma anche per la generazione di elettricità. Le centrali elettriche che utilizzano sorgenti termali sotterranee sono in funzione da molto tempo. La prima centrale di questo tipo, ancora a bassa potenza, fu costruita nel 1904 nella cittadina italiana di Larderello. A poco a poco, la capacità della centrale è cresciuta, sono entrate in funzione sempre più nuove unità, sono state utilizzate nuove fonti di acqua calda e oggi la potenza della centrale ha già raggiunto un valore impressionante di 360 mila kilowatt.

Trasmissione di elettricità.

Trasformatori.

Hai acquistato un frigorifero ZIL. Il venditore ti ha avvertito che il frigorifero è progettato per una tensione di rete di 220 V. E in casa tua la tensione di rete è di 127 V. Una situazione di stallo? Affatto. Devi solo fare un costo aggiuntivo e acquistare un trasformatore. Trasformatore- un dispositivo molto semplice che permette sia di aumentare che di diminuire la tensione. La conversione AC viene eseguita utilizzando trasformatori. Per la prima volta, i trasformatori furono usati nel 1878 dallo scienziato russo P.N. Yablochkov per alimentare le "candele elettriche" da lui inventate, una nuova fonte di luce per l'epoca. L'idea di P. N. Yablochkov è stata sviluppata da I. F. Usagin, un dipendente dell'Università di Mosca, che ha progettato trasformatori migliorati Il trasformatore è costituito da un nucleo di ferro chiuso, su cui sono poste due (a volte più) bobine con avvolgimenti di filo (Fig. 1). Uno degli avvolgimenti, chiamato primario, è collegato a una sorgente di tensione alternata. Il secondo avvolgimento, a cui è collegato il "carico", ovvero dispositivi e dispositivi che consumano energia elettrica, è detto secondario.

Fig.1 Fig.2

Lo schema del dispositivo di un trasformatore a due avvolgimenti è mostrato in Figura 2, e il simbolo adottato per esso è in Figura. 3.

L'azione del trasformatore si basa sul fenomeno dell'induzione elettromagnetica. Quando una corrente alternata passa attraverso l'avvolgimento primario, nel nucleo di ferro appare un flusso magnetico alternato, che eccita l'EMF di induzione in ciascun avvolgimento. Inoltre, il valore istantaneo della fem di induzione e in ogni giro dell'avvolgimento primario o secondario secondo la legge di Faraday è determinato dalla formula:

e = -Δ F/Δ t

Se un F= Ф 0 сosωt, allora e \u003d ω F 0 peccatoω t, o e =e 0 peccatoω t , dove e 0 \u003d ω Ф 0 - l'ampiezza dell'EMF in un giro Nell'avvolgimento primario, che ha P 1 giri, induzione totale della fem e 1 è uguale a P 1 e. C'è EMF totale nell'avvolgimento secondario. e 2 è uguale a P 2 e, dove P 2 - numero di giri di questo avvolgimento.

Quindi ne consegue che

e 1 e 2 = P 1 P 2 . (1) Somma tensione tu 1 , applicato all'avvolgimento primario e all'EMF e 1 deve essere uguale alla caduta di tensione nell'avvolgimento primario: tu 1 + e 1 = io 1 R 1 , dove R 1 è la resistenza attiva dell'avvolgimento, e io 1 è la corrente in esso. Questa equazione segue direttamente dall'equazione generale. Di solito la resistenza attiva dell'avvolgimento è piccola e un membro io 1 R 1 può essere trascurato. Così tu 1 ≈ - e 1 . (2) Quando l'avvolgimento secondario del trasformatore è aperto, non vi scorre corrente e vale la relazione:

tu 2 ≈ - e 2 . (3)

Poiché i valori istantanei della fem e 1 e e 2 cambiamento di fase, il loro rapporto nella formula (1) può essere sostituito dal rapporto dei valori effettivi e 1 ee 2 questi EMF o, tenendo conto delle uguaglianze (2) e (3), il rapporto tra i valori di tensione effettivi U 1 e tu 2 .

u 1 /U 2 = e 1 / e 2 = n 1 / n 2 = K. (4)

Valore K chiamato rapporto di trasformazione. Se un K>1, quindi il trasformatore è abbassato, con K<1 - Quando il circuito dell'avvolgimento secondario è chiuso, la corrente scorre al suo interno. Poi la relazione tu 2 ≈ - e 2 non è più soddisfatto esattamente e, di conseguenza, il collegamento tra U 1 e tu 2 diventa più complesso che nell'equazione (4) Secondo la legge di conservazione dell'energia, la potenza nel circuito primario deve essere uguale alla potenza nel circuito secondario: U 1 io 1 = u 2 io 2, (5) dove io 1 e io 2 - valori effettivi di forza negli avvolgimenti primari e secondari.

Quindi ne consegue che

u 1 /U 2 = io 1 / io 2 . (6)

Ciò significa che aumentando più volte la tensione con l'aiuto di un trasformatore, riduciamo la corrente della stessa quantità (e viceversa).

A causa delle inevitabili perdite di energia per la generazione di calore negli avvolgimenti e nel nucleo di ferro, le equazioni (5) e (6) sono soddisfatte approssimativamente. Tuttavia, nei moderni trasformatori ad alta potenza, le perdite totali non superano il 2-3%.

Le saldatrici richiedono trasformatori step-down. La saldatura richiede correnti molto elevate e il trasformatore della saldatrice ha un solo giro di uscita.

Trasmissione di elettricità

Q=I 2 R dove R è la resistenza di linea. Con una lunga linea, la trasmissione di energia può diventare generalmente economicamente non redditizia. Per ridurre le perdite, puoi, ovviamente, seguire il percorso di riduzione della resistenza R della linea aumentando l'area della sezione trasversale dei fili. Ma per ridurre R, ad esempio, di un fattore 100, anche la massa del filo deve essere aumentata di un fattore 100. È chiaro che non si può permettere un dispendio così elevato di costosi metalli non ferrosi, per non parlare delle difficoltà di fissaggio di fili pesanti su alberi alti, ecc. Pertanto, le perdite di energia nella linea si riducono in un altro modo: riducendo la corrente in linea. Ad esempio, una diminuzione della corrente di un fattore 10 riduce di 100 volte la quantità di calore rilasciata nei conduttori, cioè si ottiene lo stesso effetto di una ponderazione centuplica del filo.

Pertanto, i trasformatori step-up sono installati in grandi centrali elettriche. Il trasformatore aumenta la tensione nella linea tante volte quante ne riduce la corrente. La perdita di potenza in questo caso è piccola.

Per l'utilizzo diretto dell'energia elettrica nei motori dell'azionamento elettrico delle macchine utensili, nella rete di illuminazione e per altri scopi, la tensione ai capi della linea deve essere ridotta. Ciò si ottiene con l'aiuto di trasformatori step-down. Inoltre, di solito si verifica una diminuzione della tensione e, di conseguenza, un aumento della forza della corrente in più fasi. Ad ogni stadio, la tensione si riduce e l'area coperta dalla rete elettrica si allarga. Lo schema di trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica è mostrato in figura.

L'uso dell'elettricità.

L'uso dell'energia elettrica in vari campi della scienza.

Il XX secolo è diventato un secolo in cui la scienza invade tutte le sfere della società: economia, politica, cultura, istruzione, ecc. Naturalmente, la scienza influenza direttamente lo sviluppo dell'energia e la portata dell'elettricità. Da un lato, la scienza contribuisce all'ampliamento del campo di applicazione dell'energia elettrica e quindi ne aumenta il consumo, ma dall'altro, in un'era in cui l'uso illimitato di risorse energetiche non rinnovabili rappresenta un pericolo per le generazioni future, lo sviluppo delle tecnologie di risparmio energetico e la loro attuazione nella vita diventano compiti di attualità della scienza. Consideriamo queste domande su esempi specifici. Circa l'80% della crescita del PIL (prodotto interno lordo) nei paesi sviluppati è ottenuto attraverso l'innovazione tecnica, la maggior parte della quale è legata all'uso dell'elettricità. Tutto ciò che è nuovo nell'industria, nell'agricoltura e nella vita quotidiana ci arriva grazie ai nuovi sviluppi in vari rami della scienza. La maggior parte degli sviluppi scientifici inizia con calcoli teorici. Ma se nel diciannovesimo secolo questi calcoli erano fatti con carta e penna, allora nell'era della rivoluzione scientifica e tecnologica (rivoluzione scientifica e tecnologica), tutti i calcoli teorici, la selezione e l'analisi dei dati scientifici, e anche l'analisi linguistica delle opere letterarie sono fatto utilizzando computer (computer elettronici), che funzionano ad energia elettrica, la più conveniente per la sua trasmissione a distanza e l'utilizzo. Ma se inizialmente i computer erano usati per calcoli scientifici, ora i computer hanno preso vita dalla scienza. Ora sono utilizzati in tutti i settori dell'attività umana: per la registrazione e l'archiviazione di informazioni, la creazione di archivi, la preparazione e la modifica di testi, l'esecuzione di disegni e lavori grafici, l'automazione della produzione e dell'agricoltura. L'elettronizzazione e l'automazione della produzione sono le conseguenze più importanti della "seconda rivoluzione industriale" o "microelettronica" nelle economie dei paesi sviluppati. Lo sviluppo dell'automazione integrata è direttamente correlato alla microelettronica, una fase qualitativamente nuova di cui è iniziata dopo l'invenzione nel 1971 del microprocessore, un dispositivo logico microelettronico integrato in vari dispositivi per controllarne il funzionamento. I microprocessori hanno accelerato la crescita della robotica. La maggior parte dei robot oggi in uso appartiene alla cosiddetta prima generazione e viene utilizzata per saldatura, taglio, pressatura, rivestimento, ecc. I robot di seconda generazione che li sostituiscono sono dotati di dispositivi per il riconoscimento dell'ambiente. E i robot: gli "intellettuali" della terza generazione "vedranno", "sentiranno", "sentiranno". Scienziati e ingegneri chiamano l'energia nucleare, l'esplorazione spaziale, i trasporti, il commercio, il deposito, l'assistenza medica, il trattamento dei rifiuti e lo sviluppo della ricchezza dei fondali oceanici tra le aree più prioritarie per l'uso dei robot. La maggior parte dei robot funziona con energia elettrica, ma l'aumento del consumo di elettricità dei robot è compensato dalla riduzione dei costi energetici in molti processi di produzione ad alta intensità energetica attraverso l'introduzione di metodi più intelligenti e nuovi processi tecnologici di risparmio energetico. Ma torniamo alla scienza. Tutti i nuovi sviluppi teorici sono verificati sperimentalmente dopo calcoli al computer. E, di norma, in questa fase, la ricerca viene eseguita utilizzando misurazioni fisiche, analisi chimiche, ecc. Qui, gli strumenti di ricerca scientifica sono diversi: numerosi strumenti di misura, acceleratori, microscopi elettronici, tomografi a risonanza magnetica, ecc. La maggior parte di questi strumenti di scienza sperimentale funziona con energia elettrica. La scienza nel campo delle comunicazioni e delle comunicazioni si sta sviluppando molto rapidamente. La comunicazione satellitare è utilizzata non solo come mezzo di comunicazione internazionale, ma anche nella vita di tutti i giorni: le antenne paraboliche non sono rare nella nostra città. Nuovi mezzi di comunicazione, come la tecnologia in fibra, possono ridurre significativamente la perdita di elettricità nel processo di trasmissione di segnali su lunghe distanze. La scienza e la sfera del management non hanno bypassato. Con lo sviluppo della rivoluzione scientifica e tecnologica, le sfere produttive e non produttive dell'attività umana si espandono, il management inizia a svolgere un ruolo sempre più importante nel migliorarne l'efficienza. Da una sorta di arte, fino a poco tempo fa basata sull'esperienza e sull'intuizione, la gestione è diventata oggi una scienza. La scienza della gestione, le leggi generali di ricezione, archiviazione, trasmissione ed elaborazione delle informazioni è chiamata cibernetica. Questo termine deriva dalle parole greche "timoniere", "timoniere". Si trova negli scritti degli antichi filosofi greci. Tuttavia, la sua nuova nascita avvenne in realtà nel 1948, dopo la pubblicazione del libro "Cybernetics" dello scienziato americano Norbert Wiener. Prima dell'inizio della rivoluzione "cibernetica", esisteva solo l'informatica cartacea, il cui principale mezzo di percezione era il cervello umano e che non utilizzava l'elettricità. La rivoluzione "cibernetica" ha dato origine a un'informatica fondamentalmente diversa: la macchina informatica, corrispondente ai flussi di informazioni enormemente aumentati, la cui fonte di energia è l'elettricità. Sono stati creati mezzi completamente nuovi per ottenere informazioni, la loro accumulazione, elaborazione e trasmissione, che insieme formano una complessa struttura dell'informazione. Comprende sistemi di controllo automatico (sistemi di controllo automatizzati), banche dati di informazioni, basi di informazioni automatizzate, centri di computer, terminali video, fotocopiatrici e macchine telegrafiche, sistemi di informazione a livello nazionale, sistemi di comunicazione satellitare e in fibra ottica ad alta velocità: tutto questo è stato ampliato illimitatamente la portata del consumo di energia elettrica. Molti scienziati ritengono che in questo caso si parli di una nuova civiltà "dell'informazione", che sostituisce l'organizzazione tradizionale di una società di tipo industriale. Questa specializzazione è caratterizzata dalle seguenti importanti caratteristiche:

uso diffuso delle tecnologie dell'informazione nella produzione materiale e immateriale, nel campo della scienza, dell'istruzione, della sanità, ecc.; la presenza di un'ampia rete di diverse banche dati, anche di uso pubblico; trasformazione dell'informazione in uno dei più importanti fattori di sviluppo economico, nazionale e personale; libera circolazione delle informazioni nella società. Tale transizione da una società industriale a una "civiltà dell'informazione" è diventata possibile in gran parte grazie allo sviluppo dell'energia e alla fornitura di un tipo conveniente di energia nella trasmissione e nell'uso: l'energia elettrica.

Elettricità in produzione.

Elettricità in casa.

L'elettricità nella vita di tutti i giorni è un assistente essenziale. Ogni giorno ce ne occupiamo e, probabilmente, non possiamo più immaginare la nostra vita senza di essa. Ricorda l'ultima volta che hai spento la luce, cioè la tua casa non riceveva elettricità, ricorda come hai giurato che non avevi tempo per niente e avevi bisogno di luce, avevi bisogno di una TV, un bollitore e un mucchio di altro elettrodomestici. Dopotutto, se siamo diseccitati per sempre, torneremo semplicemente a quei tempi antichi in cui il cibo veniva cotto sul fuoco e viveva nei freddi wigwam. L'importanza dell'elettricità nella nostra vita può essere coperta da un'intera poesia, è così importante nella nostra vita e ci siamo così abituati. Anche se non ci accorgiamo più che viene nelle nostre case, ma quando è spenta, diventa molto scomodo. Apprezza l'elettricità!

Bibliografia.

Libro di testo di S.V. Gromov "Fisica, grado 10". Mosca: Illuminismo. Dizionario enciclopedico di un giovane fisico. Composto. VA Chuyanov, Mosca: Pedagogia. Allion L., Wilcons W.. Fisica. Mosca: Nauka. Koltun M. Mondo della fisica. Mosca. Fonti di energia. Fatti, problemi, soluzioni. Mosca: scienza e tecnologia. Fonti energetiche non tradizionali. Mosca: Conoscenza. Yudasin L.S. Energy: problemi e speranze. Mosca: Illuminismo. Podgorny AN Energia a idrogeno. Mosca: Nauka.astratto

Uno dei maggiori problemi risolti nel periodo in esame è stata la produzione e l'utilizzo dell'elettricità, la nuova base energetica per l'industria ei trasporti.

astratto

La storia dell'illuminazione elettrica inizia nel 1870 con l'invenzione della lampada a incandescenza, nella quale si produceva luce come risultato di una corrente elettrica.

astratto

A metà del 19 ° secolo, la storia della scienza e della tecnologia si avvicinò a un periodo critico, quando i principali sforzi dei principali scienziati e inventori - ingegneri elettrici in molti paesi si concentrarono su una direzione: la creazione di sorgenti luminose più convenienti.

Documento

Tra i fenomeni più interessanti e misteriosi della natura, il talento dei bambini occupa uno dei posti principali. I problemi della sua diagnosi e del suo sviluppo sono stati fonte di preoccupazione per gli educatori per molti secoli.

Sangadzhieva Lyubov Batovna, insegnante di fisica, la categoria di qualificazione più alta. Programma di lavoro di Mosca 2011

Programma di lavoro

Questo programma di lavoro in fisica per i gradi 10-11 si basa sulla componente federale dello standard statale per l'istruzione generale secondaria (completa) in fisica (2004).