요약: 전기의 생산, 전송 및 사용. 전기 에너지의 생산, 전송 및 소비

나 소개
II 전기의 생산과 사용
1. 발전
1.1 생성기
2. 전기사용
III 변압기
1. 약속
2. 분류
3. 장치
4. 특성
5. 모드
5.1 아이들링
5.2 단락 모드
5.3 로드 모드
IV 동력 전달
V 고엘로
1. 연혁
2. 결과
VI 참조 목록

나 소개

전기, 가장 많이 중요한 종에너지가 중요한 역할을 현대 세계. 그것은 국가 경제의 핵심이며 국제 무대에서의 위치와 개발 수준을 결정합니다. 전기와 관련된 과학 산업의 발전을 위해 매년 막대한 자금이 투자되고 있습니다.
전기는 필수적인 부분입니다 일상 생활따라서 생산 및 사용의 기능에 대한 정보를 갖는 것이 중요합니다.

Ⅱ. 전기의 생산과 사용

1. 발전

발전은 특별한 기술 장치를 사용하여 다른 유형의 에너지를 변환하여 전기를 생산하는 것입니다.
전기 사용을 생성하려면:
발전기는 전기 기계 기계 작업전기 에너지로 변환됩니다.
태양 전지 또는 광전지 - 에너지를 변환하는 전자 장치 전자기 방사선, 주로 빛 범위에서 전기 에너지로.
화학 전류원 - 화학 반응을 통해 화학 에너지의 일부를 전기 에너지로 변환합니다.
방사성 동위원소 전기 공급원은 방사성 붕괴 동안 방출된 에너지를 사용하여 냉각수를 가열하거나 전기로 변환하는 장치입니다.
전기는 열, 수력, 원자력, 태양열, 지열, 풍력 등 발전소에서 생성됩니다.
실질적으로 산업적으로 중요한 모든 발전소에서는 다음과 같은 방식이 사용됩니다. 특수 장치의 도움으로 1차 에너지 운반체의 에너지는 먼저 회전 운동의 기계적 에너지로 변환되어 특수 전기 기계인 발전기로 전달됩니다. , 생성된 위치 전기.
발전소의 주요 세 가지 유형: 화력 발전소, 수력 발전소, 원자력 발전소
많은 국가의 전력 산업에서 주도적인 역할은 화력 발전소(TPP)에 의해 수행됩니다.
화력발전소는 막대한 양의 유기연료를 필요로 하는 반면 매장량은 감소하고 있으며, 갈수록 까다로워지는 생산여건과 운송거리로 인해 비용은 지속적으로 증가하고 있다. 그(것)들에 있는 연료 이용율은 아주 낮습니다(40% 이하), 그리고 폐기물을 오염시키는 양 환경, 훌륭합니다.
경제, 기술 경제 및 환경적 요인화력 발전소를 전기를 생산하는 유망한 방법으로 고려하는 것을 허용하지 않습니다.
수력 발전소(HPP)가 가장 경제적입니다. 효율은 93%에 이르며 1kWh의 비용은 다른 전기 생산 방법보다 5배 저렴합니다. 그들은 고갈되지 않는 에너지 원을 사용하고 최소한의 작업자가 서비스를 제공하며 잘 규제됩니다. 우리나라는 개별 수력 발전소 및 단위의 규모와 용량 측면에서 세계 최고의 위치를 차지하고 있습니다.
그러나 개발 속도는 HPP 건설 현장이 멀리 떨어져 있기 때문에 상당한 비용과 건설 시간으로 인해 제약을 받습니다. 주요 도시, 도로 부족, 어려운 건설 조건, 하천 체제의 계절적 영향, 저수지 침수 넓은 지역귀중한 강변 토지, 큰 저수지에 악영향 생태적 상황, 강력한 HPP는 적절한 리소스를 사용할 수 있는 곳에서만 구축할 수 있습니다.
원자력 발전소(NPP)는 화력 발전소와 동일한 원리로 작동합니다. 즉, 증기의 열 에너지가 터빈 샤프트의 회전의 기계적 에너지로 변환되어 발전기를 구동하고 기계적 에너지가 전기 에너지로 변환됩니다.
원자력 발전소의 주요 장점은 사용되는 연료의 양이 적기 때문에(농축 우라늄 1kg은 석탄 250만 톤을 대체함) 그 결과 모든 에너지 결핍 지역에 원자력 발전소를 건설할 수 있습니다. 또한 지구상의 우라늄 매장량은 기존의 광물연료 매장량을 능가하고 있으며, 원자력 발전소의 무고장 운전으로 환경에 미치는 영향이 적습니다.
원자력 발전소의 주요 단점은 치명적인 결과를 초래할 수 있는 사고의 가능성이며, 이를 예방하려면 심각한 안전 조치가 필요합니다. 또한, 원자력 발전소는 규제가 불량하고(완전히 정지하거나 켜는 데 몇 주가 소요됨) 방사성 폐기물 처리 기술이 개발되지 않았습니다.
원자력은 선도산업으로 성장 국가 경제안전과 환경 친화성을 보장하기 위해 빠르게 발전하고 있습니다.

1.1 생성기

발전기는 전기가 아닌 형태의 에너지(기계, 화학, 열)를 전기 에너지로 변환하는 장치입니다.
발전기의 작동 원리는 현상에 근거합니다 전자기 유도자기장에서 이동하고 자기장을 가로 지르는 도체에서 힘의 선, EMF가 유도되므로 이러한 도체를 소스로 간주할 수 있습니다. 전기 에너지.
도체가 자기장에서 위아래로 움직이는 유도 기전력을 얻는 방법은 실제 사용에 매우 불편합니다. 따라서 발전기는 직선이 아닌 도체의 회전 운동을 사용합니다.
모든 발전기의 주요 부분은 자석 시스템 또는 가장 흔히 자기장을 생성하는 전자석과 이 자기장을 가로지르는 도체 시스템입니다.
발전기 교류- 기계적 에너지를 교류의 전기 에너지로 변환하는 전기 기계. 대부분의 교류 발전기는 회전 자기장을 사용합니다.

프레임을 회전하면 변경됩니다. 자속이를 통해 EMF가 유도됩니다. 프레임은 집전체(링 및 브러시)를 통해 외부 전기 회로에 연결되므로 프레임과 외부 회로에 전류가 발생합니다.
프레임이 균일하게 회전하면 다음 법칙에 따라 회전 각도가 변경됩니다.

프레임을 통한 자속도 시간이 지남에 따라 변하며 그 의존성은 다음 기능에 의해 결정됩니다.

어디 에스- 프레임 영역.
패러데이의 전자기 유도 법칙에 따르면 프레임에서 발생하는 유도의 EMF는 다음과 같습니다.

여기서 유도 EMF의 진폭은 입니다.
발전기를 특징짓는 또 다른 값은 다음 공식으로 표현되는 현재 강도입니다.

어디 나는 주어진 시간의 현재 강도이며, 나는- 현재 강도의 진폭(절대값에서 현재 강도의 최대값), φc- 전류와 전압의 변동 사이의 위상 변이.
발전기 단자의 전압은 사인파 또는 코사인 법칙에 따라 달라집니다.

당사 발전소에 설치된 거의 모든 발전기는 3상 전류 발생기입니다. 본질적으로, 이러한 각 발전기는 3개의 교류 발전기로 구성된 하나의 전기 기계에 연결되어 있으며, 유도된 EMF가 기간의 1/3만큼 서로에 대해 이동하도록 설계되었습니다.

2. 전기사용

전원 공급 장치 산업 기업. 산업체는 전력 시스템의 일부로 생산된 전기의 30~70%를 소비합니다. 산업 소비의 상당한 확산은 산업 발전과 기후 조건다양한 국가.
전기 운송의 전원 공급 장치. 전기 운송용 정류기 변전소 DC(도시, 산업, 도시 간) 및 교류에 대한 도시 간 전기 전송의 변전소는 다음에서 전기로 구동됩니다. 전기 네트워크 EES.
가정 소비자의 전원 공급 장치. 이 PE 그룹에는 도시와 마을의 주거 지역에 위치한 다양한 건물이 포함됩니다. 이것은 - 주거용 건물, 행정 및 관리 목적을 위한 건물, 교육 및 과학 기관, 상점, 의료, 문화 및 대중 목적을 위한 건물, 케이터링등.

III. 변압기

변압기 - 정적 전자기 장치, 두 개 또는 더유도 결합 권선으로 전자기 유도를 통해 하나의(1차) 교류 시스템을 다른(2차) 교류 시스템으로 변환하도록 설계되었습니다.

변압기 장치 다이어그램

1 - 변압기의 1차 권선
2 - 자기 코어
3 - 변압기의 2차 권선
에프- 자속의 방향
유 1- 1차 권선의 전압
유 2- 2차 권선의 전압

개방 자기 회로가 있는 최초의 변압기는 1876년 P.N. 전기 "촛불"에 전원을 공급하는 데 사용했던 Yablochkov. 1885년 헝가리 과학자 M. Deri, O. Blaty, K. Zipernovsky는 폐쇄 자기 회로가 있는 단상 산업용 변압기를 개발했습니다. 1889-1891년. M.O. Dolivo-Dobrovolsky는 3상 변압기를 제안했습니다.

1. 약속

변압기는 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.
전기 에너지의 전송 및 분배용
일반적으로 발전소에서 교류 발전기는 6-24kV의 전압에서 전기 에너지를 생성하며 훨씬 더 높은 전압(110, 220, 330, 400, 500, 750kV)에서 장거리로 전기를 전송하는 것이 유리합니다. . 따라서 각 발전소에는 전압을 높이는 변압기가 설치됩니다.
산업 기업 간의 전기 에너지 분배, 정착, 도시 및 시골 지역, 산업 기업 내부뿐만 아니라 220, 110, 35, 20, 10 및 6kV의 전압에서 가공 및 케이블 라인을 통해 생산됩니다. 따라서 전압을 220, 380 및 660V로 낮추는 모든 배전 노드에 변압기를 설치해야 합니다.
변환기 장치의 밸브를 켜기 위해 원하는 회로를 제공하고 변환기(변환기 변압기)의 출력 및 입력 전압을 일치시킵니다.
다양한 기술적 목적을 위해: 용접( 용접 변압기), 전열 설비(전기로 변압기)의 전원 공급 등
무선 장비, 전자 장비, 통신 및 자동화 장치, 가전 제품의 다양한 회로에 전원을 공급하고 이러한 장치의 다양한 요소의 전기 회로를 분리하고 전압을 일치시키는 등
측정 한계를 확장하고 전기적 안전을 확보하기 위해 고전압 전기 회로 또는 대전류가 흐르는 회로에 전기 측정기 및 일부 장치(릴레이 등)를 포함하는 것. (측정 변압기)

2. 분류

변압기 분류:

예약제: 일반 전력(송전 및 배전선로에 사용) 및 특별 신청(로, 정류기, 용접, 무선 변압기).
냉각 유형별: 공기(건식 변압기) 및 오일(오일 변압기) 냉각 사용.
1차 측의 위상 수에 따라: 단상 및 삼상.
자기 회로의 모양에 따라: 로드, 기갑, 토로이달.
위상당 권선 수: 2권선, 3권선, 다중권선(3권 이상).
권선 설계에 따라: 동심 및 교대(디스크) 권선 사용.

3. 장치

가장 간단한 변압기(단상 변압기)는 강철 코어와 두 개의 권선으로 구성된 장치입니다.

단상 2 권선 변압기 장치의 원리
자기 코어는 주 자속이 닫히는 변압기의 자기 시스템입니다.
1차 권선에 교류 전압을 인가하면 2차 권선에 동일한 주파수의 EMF가 유도됩니다. 전기 수신기가 2 차 권선에 연결되면 전류가 발생하고 변압기의 2 차 단자에 전압이 설정됩니다. 이는 EMF보다 다소 낮고 부하에 따라 상대적으로 적습니다.

변압기의 상징:
a) - 강철 코어가 있는 변압기, b) - 페라이트 코어가 있는 변압기

4. 변압기의 특성

변압기의 정격 전력은 설계된 전력입니다.
정격 1차 전압 - 변압기의 1차 권선이 설계된 전압.
정격 2차 전압 - 변압기가 유휴 상태일 때 얻은 2차 권선 단자의 전압과 1차 권선 단자의 정격 전압.
각각에 의해 결정된 정격 전류 공칭 값전원 및 전압.
변압기의 최고 정격 전압은 변압기 권선의 정격 전압 중 최고입니다.
가장 낮은 정격 전압은 변압기 권선의 정격 전압 중 가장 작은 것입니다.
평균 정격 전압 - 변압기 권선의 최고 정격 전압과 최저 정격 전압 사이의 중간인 정격 전압입니다.

5. 모드

5.1 아이들링

유휴 모드 - 변압기의 2차 권선이 열려 있고 1차 권선의 단자에 교류 전압이 인가되는 변압기의 작동 모드.

교류 전원에 연결된 변압기의 1차 권선에 전류가 흐르고 그 결과 코어에 교류 자속이 나타납니다. Φ 양쪽 권선을 관통합니다. Φ는 변압기의 두 권선에서 동일하기 때문에 변화 Φ 1차 및 2차 권선의 각 회전에서 동일한 유도 EMF가 나타납니다. 유도 EMF의 순시 가치 이자형권선의 모든 회전에서 동일하며 다음 공식에 의해 결정됩니다.

여기서 는 한 차례의 EMF 진폭입니다.
1차 및 2차 권선에서 유도 EMF의 진폭은 해당 권선의 권수에 비례합니다.

어디 N 1그리고 N 2- 회전 수.
저항과 마찬가지로 1차 권선의 전압 강하는 ε 1, 따라서 유효 값기본 전압 유 1그리고 보조 유 2권선의 경우 다음 표현식이 참이 됩니다.

케이- 변형 비율. ~에 케이>1 강압 변압기, 그리고 언제 케이<1 - повышающий.

5.2 단락 모드

단락 모드 - 2차 권선의 출력이 저항이 0인 전류 도체에 의해 닫힌 모드( 지=0).

작동 조건에서 변압기의 단락은 2 차 전류, 따라서 1 차 전류가 공칭 전류에 비해 수십 배 증가하기 때문에 비상 모드를 생성합니다. 따라서 변압기가 있는 회로에서는 단락이 발생한 경우 변압기를 자동으로 끄는 보호 기능이 제공됩니다.

두 가지 단락 모드를 구별해야 합니다.

비상 모드 - 2차 권선이 정격 1차 전압에서 닫힐 때. 이러한 회로를 사용하면 전류가 15~20배 증가합니다. 권선이 변형되고 절연체가 탄화됩니다. 철도 태운다. 하드모드입니다. 최대 및 가스 보호는 비상 단락 시 변압기를 네트워크에서 분리합니다.

실험적 단락 모드는 권선에 정격 전류가 흐를 때 2차 권선이 단락되는 모드로 이렇게 감소된 전압이 1차 권선에 공급됩니다. 영국- 단락 전압.

실험실 조건에서 변압기의 테스트 단락을 수행할 수 있습니다. 이 경우 백분율로 표시한 전압은 영국, 에 I 1 \u003d I 1nom가리키다 유 케이변압기의 단락 전압이라고합니다.

어디 유 1놈- 정격 1차 전압.

이것은 여권에 표시된 변압기의 특성입니다.

5.3 로드 모드

변압기의 부하 모드는 주 권선 중 적어도 2개에 전류가 존재하는 경우 변압기의 작동 모드이며, 각각은 외부 회로에 닫혀 있고 유휴 모드에서 2개 이상의 권선에 흐르는 전류는 다음과 같습니다. 고려하지 않음:

변압기의 1차측 권선에 전압을 연결하면 유 1, 2차 권선을 부하에 연결하면 권선에 전류가 나타납니다. 나는 1그리고 나는 2. 이 전류는 자속을 생성합니다. Φ 1그리고 Φ2서로를 향하고 있습니다. 자기 회로의 총 자속이 감소합니다. 결과적으로 전체 흐름에 의해 유도된 EMF는 ε 1그리고 ε 2감소하다. 실효 전압 유 1변경되지 않은 상태로 유지됩니다. 감소하다 ε 1전류를 증가시킨다 나는 1:

전류가 증가함에 따라 나는 1흐름 Φ 1플럭스의 자기소거 효과를 보상할 만큼만 증가합니다. Φ2. 평형은 전체 흐름과 거의 같은 값으로 다시 복원됩니다.

IV. 전기 전송

발전소에서 소비자에게 전기를 전송하는 것은 에너지 산업의 가장 중요한 작업 중 하나입니다.
케이블 라인과 DC 라인의 사용이 증가하는 경향이 있지만 전기는 주로 AC 가공 전송 라인(TL)을 통해 전송됩니다.

원거리에서 전기를 송전해야 하는 이유는 전력이 강력한 단위의 대형 발전소에서 생산되고 넓은 지역에 분산되어 있는 상대적으로 저전력 전력 소비자가 소비하기 때문입니다. 발전 용량이 집중되는 추세는 발전 용량이 증가함에 따라 발전소 건설에 대한 상대 비용이 감소하고 발전 전력 비용이 감소한다는 사실로 설명됩니다.
강력한 발전소의 배치는 에너지 자원의 가용성, 유형, 매장량 및 운송 가능성, 자연 조건, 단일 에너지 시스템의 일부로 작동하는 능력 등과 같은 여러 요소를 고려하여 수행됩니다. 종종 그러한 발전소는 전력 소비의 주요 중심지에서 상당히 멀리 떨어진 것으로 판명되었습니다. 광활한 영토를 포괄하는 통합 전력 시스템의 운영은 원거리 전력 전송의 효율성에 달려 있습니다.
최소한의 손실로 생산 장소에서 소비자에게 전기를 전송할 필요가 있습니다. 이러한 손실의 주요 원인은 전기의 일부를 전선의 내부 에너지, 즉 가열로 변환하기 때문입니다.

Joule-Lenz 법칙에 따르면 열량은 큐, 저항에 의해 도체에서 시간 t 동안 방출 아르 자형전류가 흐르는 동안 나, 같음:

전선의 가열을 줄이려면 전선의 전류 강도와 저항을 줄여야한다는 공식을 따릅니다. 전선의 저항을 줄이려면 직경을 늘리십시오. 그러나 전력선 지지대 사이에 매달린 매우 두꺼운 전선은 중력의 작용으로 특히 강설 시 파손될 수 있습니다. 또한 와이어의 두께가 증가함에 따라 비용이 증가하고 비교적 고가의 금속인 구리로 만들어집니다. 따라서 전기 전송 시 에너지 손실을 최소화하는 보다 효과적인 방법은 전선의 전류 강도를 줄이는 것입니다.
따라서 장거리로 전기를 전송할 때 전선의 발열을 줄이기 위해서는 전선의 전류를 가능한 한 작게 만드는 것이 필요합니다.
현재 전력은 전류 강도와 전압의 곱과 같습니다.

따라서 장거리로 전송되는 전력을 절약하려면 전선의 전류 강도가 감소한 만큼 전압을 증가시켜야 합니다.

공식에서 전류의 전송 전력과 전선의 저항의 일정한 값에서 전선의 가열 손실은 네트워크의 전압 제곱에 반비례합니다. 따라서 수백 킬로미터의 거리를 전기를 전송하기 위해 전선 사이의 전압이 수십, 때로는 수십만 볼트인 고전압 전력선(TL)이 사용됩니다.
전력선의 도움으로 인접 발전소는 전력 시스템이라고 하는 단일 네트워크로 결합됩니다. 러시아의 통합 에너지 시스템은 단일 센터에서 제어되는 엄청난 수의 발전소를 포함하고 소비자에게 무정전 전력 공급을 제공합니다.

V. 고엘로

1. 연혁

GOELRO(러시아 전기화 국가 위원회)는 1917년 10월 혁명 이후 러시아 전기화 프로젝트를 개발하기 위해 1920년 2월 21일에 설립된 기구입니다.

200명 이상의 과학자와 기술자가 위원회 작업에 참여했습니다. GM이 위원회를 이끌었습니다. 크르지자노프스키. 공산당 중앙위원회와 개인적으로 V.I. Lenin은 매일 GOELRO 위원회의 작업을 지시하고 국가의 전화 계획의 주요 기본 조항을 결정했습니다.

1920년 말까지 위원회는 엄청난 양의 작업을 수행했고 지역의 전화를 위한 지도와 계획이 포함된 650페이지 분량의 RSFSR 전화 계획을 준비했습니다.
10-15년 동안 설계된 GOELRO 계획은 국가 전체를 전기화하고 대규모 산업을 창출한다는 레닌의 아이디어를 구현했습니다.
전력경제 분야에서는 전쟁 전 전력산업의 복원과 재건, 30개의 지역발전소 건설, 강력한 지역화력발전소 건설을 위한 계획으로 구성되었다. 당시 발전소에 대형 보일러와 터빈을 장착할 계획이었습니다.
이 계획의 주요 아이디어 중 하나는 국가의 방대한 수력 자원의 광범위한 사용이었습니다. 국가 경제의 모든 부문의 전기화, 주로 중공업의 성장과 전국에 걸친 공업의 합리적인 분배에 기초한 과격한 재건에 대한 준비가 이루어졌습니다.
GOELRO 계획의 실행은 남북 전쟁과 경제적 황폐의 어려운 조건에서 시작되었습니다.

1947년 이래 소련은 전력 생산 측면에서 유럽에서 1위, 세계에서 2위를 차지했습니다.

GOELRO 계획은 우리 나라의 삶에서 큰 역할을했습니다. 그것 없이는 소련을 단기간에 세계에서 가장 산업적으로 발전한 국가의 계급으로 가져 오는 것은 불가능했을 것입니다. 이 계획의 실행은 전체 국내 경제를 형성했으며 여전히 그것을 크게 결정합니다.

GOELRO 계획의 초안 작성 및 구현은 혁명 이전 러시아의 상당한 산업 및 경제적 잠재력, 러시아 과학 및 기술 학교의 높은 수준, 경제 및 정치 권력, 그 힘과 의지, 그리고 또한 인민의 전통적인 공의회 공동체 정신과 최고 통치자에 대한 그들의 순종적이고 신뢰하는 태도.
GOELRO 계획과 그 실행은 엄격하게 중앙집권화된 권력의 조건에서 국가 계획 시스템의 높은 효율성을 입증했고 앞으로 수십 년 동안 이 시스템의 개발을 미리 결정했습니다.

2. 결과

1935년 말까지 전기 건설 프로그램은 여러 차례 초과 이행되었습니다.

30개 대신 40개의 지역 발전소가 건설되었으며 다른 대규모 산업 스테이션과 함께 6,914,000kW의 용량이 시운전되었습니다(이 중 4,540,000kW는 GOELRO 계획에 따른 것보다 거의 3배 이상).
1935년에는 지역 발전소 중 10만kW급 발전소가 13개 있었다.

혁명 이전에 러시아에서 가장 큰 발전소(제 1 모스크바)의 용량은 75,000kW에 불과했습니다. 단일 대형 수력 발전소가 없었습니다. 1935년 초까지 수력 발전소의 총 설치 용량은 거의 700,000kW에 이르렀습니다.
당시 세계 최대 규모의 Dnieper 수력 발전소, Svirskaya 3rd, Volkhovskaya 등이 건설되었으며 발전의 정점에서 소련의 통일 에너지 시스템은 여러면에서 선진국의 에너지 시스템을 능가했습니다. 유럽과 미국.

혁명 이전에는 마을에서 전기가 거의 알려지지 않았습니다. 대지주가 소규모 발전소를 설치했지만 그 수가 적었다.

전기는 농업에 사용되기 시작했습니다. 제분소, 사료 절단기, 곡물 청소 기계 및 제재소; 산업에서 그리고 나중에는 일상 생활에서.

중고 문헌 목록

Venikov V. A., 장거리 전력 전송, M.-L., 1960;
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베소노프, LA 전기 공학의 이론적 기초. 전기 회로: 교과서 / L.A. 베소노프. - 10판. — M.: Gardariki, 2002.
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전기 시스템, v. 3 - 고전압의 교류 및 직류에 의한 전력 전송, M., 1972.

죄송합니다. 아무것도 발견되지 않았습니다.

발전소 유형 화력(TPP) - 50% 화력(TPP) - 50% 수력 발전소(HPP) % 수력 발전소(HPP) % 원자력(NPP) - 15% 원자력(NPP) - 15% 대체 에너지 대체 에너지 에너지원 - 2 - 5%(태양광, 융합에너지, 조력에너지, 풍력에너지) 에너지 - 2 - 5%(태양에너지, 핵융합에너지, 조력에너지, 풍력)

전류 발생기 발전기는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환 발전기는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환 발전기의 작용은 전자기 유도 현상에 기초합니다 발전기의 작용은 전자기 유도 현상에 기초합니다

전류가 흐르는 프레임은 발전기의 주요 요소이며 회전하는 부분을 ROTOR(자석)라고 합니다. 회전하는 부분을 ROTOR(자석)라고 합니다. 고정된 부분을 STATOR(프레임)이라고 합니다. 고정된 부분을 STATOR(프레임)라고 합니다. 프레임이 회전하면 프레임을 관통하여 시간이 지남에 따라 자속이 변하고 그 결과 프레임에 유도 전류가 나타납니다.

전기 전송 전력 전송 라인(TL)은 소비자에게 전기를 전송하는 데 사용됩니다. 원거리에서 전기를 전송할 때 전선의 가열로 인해 손실됩니다(줄-렌츠 법칙). 열 손실을 줄이는 방법: 1) 전선의 저항을 줄이면서 지름을 늘립니다(무거운 - 걸기 어렵고 값 비싼 - 구리). 2) 전압을 높여 전류의 세기를 줄인다.

화력 발전소가 환경에 미치는 영향 화력 발전소 - 연료 연소 생성물에 의한 열 대기 오염을 유발합니다. 수력 발전소 - 토지 사용에서 철회되는 광대한 영토의 범람으로 이어집니다. 원자력 발전소 - 방사성 물질의 방출로 이어질 수 있습니다.

전기의 생산, 송전 및 소비의 주요 단계 1. 기계 에너지는 발전소에서 발전기를 사용하여 전기 에너지로 변환됩니다. 1. 기계 에너지는 발전소에서 발전기를 사용하여 전기 에너지로 변환됩니다. 2. 전압을 높여 장거리 전기를 전송합니다. 2. 전압을 높여 장거리 전기를 전송합니다. 3. 전기는 고압 전력선을 통해 고압으로 전송됩니다. 3. 전기는 고압 전력선을 통해 고압으로 전송됩니다. 4. 전력을 소비자에게 분배할 때 전압을 낮춥니다. 4. 전력을 소비자에게 분배할 때 전압을 낮춥니다. 5. 전기가 소비되면 기계적, 빛 또는 내부 에너지의 다른 유형으로 변환됩니다. 5. 전기가 소비되면 기계적, 빛 또는 내부 에너지의 다른 유형으로 변환됩니다.

비디오 강의 2: 교류 작업

강의: 교류. 전기 에너지의 생산, 전송 및 소비

교류

교류- 이것은 회로를 교류 전압원에 연결한 결과 회로에서 발생할 수 있는 진동입니다.

우리 모두를 둘러싸고 있는 교류입니다. 아파트의 모든 회로에 존재하며 전선을 통해 전달되는 교류입니다. 그러나 거의 모든 전기 제품은 영구 전기로 작동합니다. 그렇기 때문에 콘센트의 출력에서 전류가 정류되고 일정한 형태로 가전 제품으로 이동합니다.

어떤 거리에서도 송수신하기 가장 쉬운 교류입니다.

교류 연구에서 우리는 저항, 코일 및 커패시터를 연결할 회로를 사용할 것입니다. 이 회로에서 전압이 결정됩니다. 법에 따라:

우리가 알다시피 사인은 음수와 양수일 수 있습니다. 이것이 전압 값이 다른 방향을 취할 수 있는 이유입니다. 전류 흐름의 양의 방향(반시계 방향)에서는 전압이 0보다 크고 음의 방향에서는 0보다 작습니다.

회로의 저항

따라서 AC 회로에 저항만 연결된 경우를 생각해 봅시다. 저항의 저항을 활성이라고 합니다. 회로에서 시계 반대 방향으로 흐르는 전류를 고려할 것입니다. 이 경우 전류와 전압 모두 양수입니다.

회로의 현재 강도를 결정하려면 다음 공식을 사용하십시오. 옴의 법칙에서:

이 공식에서 나 0 그리고 유 0 - 전류 및 전압의 최대값. 이것으로부터 우리는 전류의 최대값이 활성 저항에 대한 최대 전압의 비율과 같다는 결론을 내릴 수 있습니다.

이 두 양은 동일한 위상에서 변하므로 양의 그래프는 형태는 같지만 진폭은 다릅니다.

회로의 커패시터

기억하다! 커패시터가 있는 회로에서 직류를 얻는 것은 불가능합니다. 전류의 흐름을 차단하고 진폭을 변경하는 곳입니다. 이 경우 교류는 이러한 회로를 통해 완벽하게 흐르고 커패시터의 극성이 변경됩니다.

이러한 회로를 고려할 때 커패시터만 포함되어 있다고 가정합니다. 전류는 시계 반대 방향으로 흐릅니다. 즉, 양수입니다.

이미 알고 있듯이 커패시터 양단의 전압은 전하 저장 능력, 즉 크기 및 용량과 관련이 있습니다.

전류는 전하의 1차 도함수이므로 마지막 공식에서 도함수를 찾아 어떤 공식으로 계산할 수 있는지 결정할 수 있습니다.

보시다시피, 이 경우 전류의 세기는 코사인 법칙으로 설명되고 전압과 전하의 값은 사인 법칙으로 설명될 수 있습니다. 이는 함수가 반대 위상에 있고 그래프에서 유사한 모양을 가짐을 의미합니다.

동일한 인수의 코사인 및 사인 함수가 서로 90도 다르다는 것을 모두 알고 있으므로 다음 표현식을 얻을 수 있습니다.

여기에서 현재 강도의 최대값은 다음 공식으로 결정할 수 있습니다.

분모의 값은 커패시터 양단의 저항입니다. 이 저항을 용량성이라고 합니다. 위치 및 표시는 다음과 같습니다.

커패시턴스가 증가하면 전류의 진폭 값이 떨어집니다.

이 회로에서 옴의 법칙을 사용하는 것은 전류의 최대값을 결정할 필요가 있을 때만 적절하며, 전압과 전압 사이의 위상차로 인해 이 법칙에 따라 언제든지 전류를 결정할 수 없음을 유의하십시오. 그리고 현재의 힘.

사슬에 있는 코일

코일이 있는 회로를 고려하십시오. 활성 저항이 없다고 상상해보십시오. 이 경우 전류의 이동을 방해하는 것은 없어야 합니다. 그러나 그렇지 않습니다. 문제는 전류가 코일을 통과할 때 와류장이 발생하기 시작하여 자기 유도 전류가 형성되어 전류가 흐르지 못하게 한다는 것입니다.

현재 강도는 다음 값을 사용합니다.

다시 말하지만, 전류가 코사인 법칙에 따라 변하는 것을 볼 수 있으므로 위상 변이가 이 회로에 유효하며 그래프에서도 볼 수 있습니다.

따라서 최대 현재 값:

분모에서 회로의 유도 리액턴스가 결정되는 공식을 볼 수 있습니다.

유도 리액턴스가 클수록 전류의 진폭은 덜 중요합니다.

회로의 코일, 저항 및 커패시터.

모든 유형의 저항이 회로에 동시에 존재하는 경우 전류 값은 다음과 같이 변환하여 결정할 수 있습니다. 옴의 법칙:

분모를 임피던스라고 합니다. 용량 성 및 유도 성으로 구성된 능동 (R) 및 리액턴스의 제곱의 합으로 구성됩니다. 전체 저항을 "임피던스"라고 합니다.

전기

전류에 의해 생성된 에너지로 작동하는 전기 제품을 사용하지 않는 현대 생활은 상상할 수 없습니다. 모든 기술 발전은 전기를 기반으로 합니다.

전류에서 에너지를 얻는 것은 많은 이점이 있습니다.

1. 전 세계적으로 전기를 생산하는 수십억 개의 발전소, 발전기 및 기타 장치가 있기 때문에 전기는 비교적 생산하기 쉽습니다.

2. 큰 손실 없이 단시간에 장거리로 전기를 전송할 수 있습니다.

3. 전기 에너지를 기계적, 빛, 내부 및 기타 형태로 변환하는 것이 가능합니다.

전기 전송은 소비자에게 전기를 공급하는 과정입니다. 전기는 석탄, 천연 가스, 물, 핵분열 또는 풍력을 사용하는 거대한 발전기에 의해 원격 생산 소스(발전소)에서 생산됩니다.

전류는 변압기를 통해 전송되어 전압이 증가합니다. 장거리로 에너지를 전달할 때 경제적으로 유리한 고전압입니다. 고압 전력선은 전국에 뻗어 있습니다. 이를 통해 전류는 대도시 근처의 변전소에 도달하여 전압이 낮아지고 작은 (배전) 전력선으로 보내집니다. 전류는 도시의 모든 지역의 배전선을 통해 이동하여 변압기 상자에 들어갑니다. 변압기는 전압을 특정 표준 값으로 낮추므로 가전 제품의 작동에 안전하고 필요합니다. 전류는 전선을 통해 집에 들어오고 소비된 에너지 양을 보여주는 미터를 통과합니다.

변압기는 주파수를 변경하지 않고 한 전압의 교류를 다른 전압의 교류로 변환하는 정적 장치입니다. AC에서만 작동할 수 있습니다.

변압기의 주요 구조 부품

장치는 세 가지 주요 부분으로 구성됩니다.

변압기의 1차 권선. 회전 수 N 1.
자기적으로 부드러운 재료(예: 강철)로 된 닫힌 형태의 코어입니다.
2차 권선. 회전수 N 2 .

다이어그램에서 변압기는 다음과 같이 표시됩니다.

작동 원리

전력 변압기의 작동은 패러데이의 전자기 유도 법칙을 기반으로 합니다.

공통 자속에 의해 연결된 두 개의 개별 권선(1차 및 2차) 사이에 상호 유도가 나타납니다. 상호 유도는 1차 권선이 바로 근처에 위치한 2차 권선에 전압을 유도하는 과정입니다.

1차 권선은 전원에 연결될 때 자속을 생성하는 교류를 수신합니다. 자속은 코어를 통과하고 시간이 지남에 따라 변하기 때문에 2차 권선에서 유도 EMF를 여기시킵니다. 두 번째 권선의 전압은 첫 번째 권선보다 낮을 수 있으며 변압기를 강압이라고 합니다. 승압 변압기는 2차 권선의 전압이 더 높습니다. 현재 주파수는 변경되지 않은 상태로 유지됩니다. 효과적인 강압 또는 승압은 전력을 증가시킬 수 없으므로 변압기의 전류 출력은 그에 따라 비례하여 증가하거나 감소합니다.

권선 전압의 진폭 값에 대해 다음 표현식을 작성할 수 있습니다.

k - 변환 비율.

승압 변압기의 경우 k>1 및 강압의 경우 - k<1.

실제 장치가 작동하는 동안 항상 에너지 손실이 발생합니다.

권선이 가열됩니다.
코어의 자화에 대한 작업이 소비됩니다.
푸코 전류는 코어에서 발생합니다(거대한 코어에 열 효과가 있음).

가열 중 손실을 줄이기 위해 변압기 코어는 단일 금속 조각이 아니라 유전체가 위치한 얇은 판으로 만들어집니다.

전기 에너지는 주로 유도 전기 기계 발전기의 도움으로 다양한 규모의 발전소에서 생산됩니다.

발전

발전소에는 두 가지 주요 유형이 있습니다.

1. 열.

2. 유압.

이 구분은 발전기 회전자를 회전시키는 모터의 유형에 의해 발생합니다. 에 열의발전소는 석탄, 가스, 석유, 오일 셰일, 연료유와 같은 연료를 에너지원으로 사용합니다. 로터는 증기 가스 터빈에 의해 구동됩니다.

가장 경제적인 것은 열 증기 터빈 발전소(TPP)입니다. 최대 효율은 70%에 이릅니다. 이것은 배기 증기가 산업 기업에서 사용된다는 사실을 고려한 것입니다.

에 수력 발전소물의 위치 에너지는 로터를 회전시키는 데 사용됩니다. 로터는 유압 터빈에 의해 구동됩니다. 스테이션의 전력은 터빈을 통과하는 물의 압력과 질량에 따라 달라집니다.

전기 사용

전기 에너지는 거의 모든 곳에서 사용됩니다. 물론 생산된 전기의 대부분은 산업에서 나옵니다. 또한 운송이 주요 소비자가 될 것입니다.

많은 철도 노선이 오랫동안 전기 견인으로 전환되었습니다. 주택 조명, 도시 거리, 마을과 마을의 산업 및 가정 요구 - 이 모든 것이 또한 큰 전기 소비입니다.

수신된 전기의 상당 부분이 기계적 에너지로 변환됩니다. 산업에서 사용되는 모든 메커니즘은 전기 모터에 의해 구동됩니다. 전기 소비자는 충분하며 어디에나 있습니다.

그리고 전기는 몇 곳에서만 생산됩니다. 문제는 전기 전송과 장거리 전송에 대해 발생합니다. 장거리 전송 시 전력 손실이 많습니다. 주로 전선의 가열로 인한 손실입니다.

Joule-Lenz 법칙에 따르면 난방에 소비되는 에너지는 다음 공식으로 계산됩니다.

저항을 수용 가능한 수준으로 줄이는 것은 거의 불가능하므로 전류 강도를 줄이는 것이 필요합니다. 이렇게 하려면 전압을 높이십시오. 일반적으로 스테이션에는 승압 발전기가 있고 전송 라인 끝에는 강압 변압기가 있습니다. 그리고 이미 그들로부터 에너지가 소비자에게 분산됩니다.

전기 에너지의 필요성은 지속적으로 증가하고 있습니다. 증가된 소비에 대한 수요를 충족시키는 두 가지 방법이 있습니다.

1. 신규 발전소 건설

2. 첨단 기술의 사용.