Povzetek lekcije "Proizvodnja in uporaba električne energije". Proizvodnja, prenos in raba električne energije

povzetek

v fiziki

na temo "Proizvodnja, prenos in raba električne energije"

Učenci 11. A razreda

MOU šola številka 85

Catherine.

Učiteljica:

2003

Abstraktni načrt.

Uvod.

1. Močna generacija.

1. vrste elektrarn.

2. alternativnih virov energije.

2. Prenos električne energije.

• transformatorji.

3.

Uvod.

Rojstvo energije se je zgodilo pred več milijoni let, ko so se ljudje naučili uporabljati ogenj. Ogenj jim je dajal toploto in svetlobo, bil vir navdiha in optimizma, orožje proti sovražnikom in divjim živalim, zdravilo, pomočnik v kmetijstvu, konzervans za hrano, tehnološko orodje itd.

Čudoviti mit o Prometeju, ki je ljudem dal ogenj, se je pojavil v Antična grčija veliko pozneje kot so marsikje po svetu osvojili metode precej sofisticiranega ravnanja z ognjem, njegovega pridobivanja in gašenja, varčevanja s požarom in racionalne rabe goriva.

Dolga leta so ogenj vzdrževali s kurjenjem rastlinskih energentov (les, grmičevje, trstičje, trava, suhe alge itd.), nato pa so odkrili, da je za vzdrževanje ognja mogoče uporabiti fosilne snovi: premog, nafto. , skrilavec, šota.

Danes energija ostaja glavna sestavina človekovega življenja. Omogoča ustvarjanje različne materiale, je eden glavnih dejavnikov pri razvoju novih tehnologij. Preprosto povedano, brez obvladovanja različne vrste energije, človek ne more v celoti obstajati.

Močna generacija.

Vrste elektrarn.

Termoelektrarna (TE), elektrarna, ki proizvaja električno energijo kot rezultat pretvorbe toplotne energije, ki se sprošča pri zgorevanju fosilnih goriv. Prve termoelektrarne so se pojavile konec 19. stoletja in postale zelo razširjene. Sredi 70. let 20. stoletja so bile termoelektrarne glavna vrsta elektrarn.

V termoelektrarnah se kemična energija goriva pretvarja najprej v mehansko in nato v električno. Gorivo za takšno elektrarno je lahko premog, šota, plin, oljni skrilavec, kurilno olje.

Termoelektrarne delimo na kondenzacija(IES), ki je zasnovan samo za proizvodnjo električne energije, in termoelektrarne(SPTE), ki poleg električne energije proizvaja termalna energija kot topla voda in par. Velike IES regionalnega pomena se imenujejo državne daljinske elektrarne (GRES).

Najenostavnejši shematski diagram IES na premog je prikazan na sliki. Premog se dovaja v bunker za gorivo 1, iz njega pa v drobilnico 2, kjer se spremeni v prah. Premogov prah vstopi v peč generatorja pare (parni kotel) 3, ki ima sistem cevi, v katerem kroži kemično prečiščena voda, imenovana napajalna voda. V kotlu se voda segreje, izhlapi in nastala nasičena para se segreje na temperaturo 400-650 ° C in pod tlakom 3-24 MPa vstopi v parno turbino 4 skozi parni cevovod. parametri so odvisni od moči enot.

Termokondenzacijske elektrarne imajo nizek izkoristek (30-40%), saj se večina energije izgubi z dimnimi plini in hladilno vodo kondenzatorja. Ugodno je graditi IES v neposredni bližini črpalnih mest. Hkrati se lahko porabniki električne energije nahajajo na precejšnji razdalji od postaje.

soproizvodnja toplote in elektrarne se od kondenzacijske postaje razlikuje po posebni toplotno-energetski turbini z odvodom pare, ki je nameščena na njej. Pri SPTE se en del pare v celoti porabi v turbini za proizvodnjo električne energije v generatorju 5 in nato vstopi v kondenzator 6, medtem ko se drugi del, ki ima visoko temperaturo in tlak, odvzame iz vmesne stopnje pare. turbino in se uporablja za oskrbo s toploto. Črpalka kondenzata 7 skozi odzračevalnik 8 in nato dovodna črpalka 9 se dovaja v generator pare. Količina pridobljene pare je odvisna od potreb podjetij po toplotni energiji.

Učinkovitost SPTE doseže 60-70%. Takšne postaje so običajno zgrajene v bližini potrošnikov - industrijskih podjetij ali stanovanjskih območij. Najpogosteje delajo na uvoženo gorivo.

Bistveno manj razširjena toplotne postaje z plinska turbina(GTPS), para-plin(PGES) in dizelskih elektrarn.

V zgorevalni komori GTPP zgoreva plin ali tekoče gorivo; produkti izgorevanja s temperaturo 750-900 ºС vstopijo v plinsko turbino, ki vrti električni generator. Izkoristek takih termoelektrarn je običajno 26-28%, moč je do nekaj sto MW . GTPP se običajno uporabljajo za pokrivanje konic električne obremenitve. Učinkovitost SGPP lahko doseže 42 - 43%.

Najbolj ekonomične so velike termoelektrarne s parnimi turbinami (kratko TE). Večina termoelektrarn pri nas kot gorivo uporablja premogov prah. Za proizvodnjo 1 kWh električne energije je potrebnih nekaj sto gramov premoga. V parnem kotlu se več kot 90 % energije, ki jo sprosti gorivo, prenese na paro. V turbini se kinetična energija parnih curkov prenaša na rotor. Turbinska gred je togo povezana z gredjo generatorja.

Sodobne parne turbine za termoelektrarne so zelo napredni, hitri, visoko varčni stroji z dolgo življenjsko dobo. Njihova moč v različici z eno gredjo doseže 1 milijon 200 tisoč kW in to ni meja. Takšni stroji so vedno večstopenjski, kar pomeni, da imajo običajno več deset diskov z delovnimi rezili in enako število skupin šob pred vsakim diskom, skozi katere teče curek pare. Tlak in temperatura pare se postopoma zmanjšujeta.

Iz tečaja fizike je znano, da se učinkovitost toplotnih motorjev poveča s povečanjem začetne temperature delovne tekočine. Zato se para, ki vstopa v turbino, doseže visoke parametre: temperatura je skoraj do 550 ° C, tlak pa do 25 MPa. Učinkovitost TPP doseže 40%. Večina energije se izgubi skupaj z vročo izpušno paro.

Hidroelektrarna (HE), kompleks objektov in opreme, skozi katere se energija vodnega toka pretvarja v električno energijo. HPP je sestavljen iz serijskega kroga hidravlične konstrukcije, zagotavljanje potrebne koncentracije pretoka vode in ustvarjanje tlaka ter napajalna oprema, ki pretvarja energijo vode, ki se premika pod pritiskom, v mehansko energijo vrtenja, ki se nato pretvori v električno energijo.

Padec hidroelektrarne nastane s koncentracijo padca reke v uporabljenem odseku ob jezu oz. izpeljava, ali jez in odvod skupaj. Glavna energetska oprema HE se nahaja v stavbi HE: v strojnici elektrarne - hidravlične enote, pomožna oprema, naprave za avtomatsko krmiljenje in spremljanje; v centralni nadzorni točki - operatersko-dispečerska konzola oz operater hidroelektrarne. Spodbujanje transformatorska postaja ki se nahajajo tako v zgradbi elektrarne kot v ločenih stavbah ali na odprtih površinah. Distribucijske naprave pogosto na odprtem območju. Objekt elektrarne je lahko razdeljen na sklope z eno ali več enotami in pomožno opremo, ločene od sosednjih delov objekta. Pri zgradbi HE ali v njej se ustvari montažno mesto za montažo in popravilo različne opreme ter za pomožna vzdrževalna dela HE.

Avtor: inštalirana zmogljivost(v MW) razlikovati med hidroelektrarnami močan(St. 250), srednje(do 25) in majhna(do 5). Moč hidroelektrarne je odvisna od tlaka (razlika med nivoji gorvodnega in dolvodnega toka ), pretok vode, ki se uporablja v hidravličnih turbinah, in učinkovitost hidravlične enote. Zaradi številnih razlogov (na primer zaradi sezonskih sprememb nivoja vode v akumulacijah, spremenljivosti obremenitve elektroenergetskega sistema, popravila hidroelektrarn ali hidravličnih objektov itd.) Tlak in pretok vode nenehno spreminjanje, poleg tega pa se spreminja tudi pretok pri regulaciji moči TČ. Obstajajo letni, tedenski in dnevni cikli načina delovanja HE.

Glede na maksimalni uporabljeni tlak delimo HE na visok pritisk(nad 60 m), srednji tlak(od 25 do 60 m) in nizek pritisk(od 3 do 25 m). Na ravninskih rekah tlak le redko preseže 100 m, v gorskih razmerah je skozi jez mogoče ustvariti pritiske do 300 m in več ter s pomočjo izpeljave - do 1500 m. Razdelitev hidroelektrarne glede na uporabljeni tlak je približna, pogojna.

Glede na shemo uporabe vodnih virov in koncentracijo pritiska HE običajno delimo na kanal, blizu jezu, preusmeritev s tlačnim in breztlačnim odvodom, mešana, črpalna akumulacija in plimovanje.

Pri pretočnih in objezovnih HE vodni tlak ustvarja jez, ki zapre reko in dvigne gladino vode v zgornjem toku. Hkrati je nekaj poplav v dolini neizogibno. Pretočne in objezove hidroelektrarne so zgrajene tako na nižinskih visokovodnih rekah kot na gorskih rekah, v ozkih stisnjenih dolinah. Za pretočne HE so značilni padci do 30-40 m.

Pri višjih tlakih se izkaže, da je prenos hidrostatičnega pritiska vode na zgradbo elektrarne nepraktičen. V tem primeru vrsta jez V spodnjem toku meji hidroelektrarna, pri kateri je tlačna fronta po vsej dolžini pregrajena z jezom, objekt hidroelektrarne pa se nahaja za jezom.

Druga vrsta postavitve blizu jezu Hidroelektrarna ustreza gorskim razmeram z relativno nizkimi pretoki rek.

AT izpeljanka Hidroelektrična koncentracija padca reke se ustvari z izpeljavo; Voda na začetku uporabljenega odseka reke je odvedena iz struge z napeljavo, z naklonom, ki je bistveno manjši od povprečnega naklona reke na tem odseku in z izravnavo zavojev in zavojev struge. Zaključek derivacije se pripelje na lokacijo objekta HE. Odpadna voda se vrača v reko ali pa se odvaja v naslednjo obvodno HE. Izpeljava je ugodna, kadar je naklon reke velik.

Posebno mesto med HE zasedajo črpalne elektrarne(PSPP) in plimske elektrarne(PES). Izgradnja črpalne elektrarne je posledica naraščajočega povpraševanja po konični moči v velikih energetskih sistemih, ki določa potrebno proizvodno moč za pokrivanje koničnih obremenitev. Sposobnost črpalne elektrarne za akumulacijo energije temelji na dejstvu, da prosta energija v energetskem sistemu v določenem časovnem obdobju Električna energija uporabljajo črpalne elektrarne, ki v črpalnem načinu črpajo vodo iz rezervoarja v zgornji bazen. Ob konicah obremenitve se akumulirana energija vrne v elektroenergetski sistem (vstopa voda iz zgornjega bazena cevovod in vrti hidravlične enote, ki delujejo v načinu generatorja toka).

PES pretvarjajo energijo morskega plimovanja v električno energijo. Električna energija plimskih hidroelektrarn se lahko zaradi nekaterih značilnosti, povezanih s periodičnostjo plimovanja, uporablja v elektroenergetskih sistemih le v povezavi z energijo regulacijskih elektrarn, ki kompenzirajo izpade električne energije plimskih elektrarn med dan ali mesece.

Najpomembnejša lastnost hidroenergetskih virov v primerjavi z viri goriva in energije je njihovo nenehno obnavljanje. Pomanjkanje potrebe po gorivu za HE določa nizke stroške električne energije, proizvedene v HE. Zato je gradnja hidroelektrarn kljub znatnim, specifičnim kapitalskim vložkom na 1 kW inštalirane moči in dolgega časa gradnje, je bila in je izjemnega pomena, še posebej, ko je povezana z lokacijo elektro intenzivne industrije.

Nuklearna elektrarna (NPP), elektrarna, v kateri se atomska (jedrska) energija pretvarja v električno energijo. Generator električne energije v jedrski elektrarni je jedrski reaktor. Toplota, ki se sprosti v reaktorju zaradi verižna reakcija jedrska cepitev nekaterih težkih elementov, nato pa se tako kot v klasičnih termoelektrarnah (TE) pretvori v električno energijo. Za razliko od termoelektrarn, ki delujejo na fosilna goriva, jedrske elektrarne delujejo na jedrsko gorivo(na osnovi 233 U, 235 U, 239 Pu). Ugotovljeno je, da svetovni energetski viri jedrskega goriva (uran, plutonij itd.) znatno presegajo energetske vire. naravni viri organsko, gorivo (nafta, premog, zemeljski plin itd.). To odpira široke možnosti za zadovoljitev hitro rastočega povpraševanja po gorivu. Poleg tega je treba upoštevati vedno večji obseg porabe premoga in nafte za tehnološke namene svetovnega gospodarstva. kemična industrija, ki postaja resna konkurenca termoelektrarnam. Kljub odkritju novih nahajališč organskega goriva in izboljšanju metod za njegovo pridobivanje se svet nagiba k relativnemu povečanju njegovih stroškov. To ustvarja najtežje pogoje za države z omejenimi zalogami fosilnih goriv. Očitna je potreba po hitrem razvoju jedrske energije, ki že zaseda vidno mesto v energetski bilanci številnih držav. industrijske države mir.

shema vezja NEK z jedrski reaktor, ki ima vodno hlajenje, je prikazano na sl. 2. Toplota, ki nastaja v jedro reaktor hladilna tekočina, zajema voda 1. kroga, ki jo skozi reaktor črpa obtočna črpalka. Ogrevana voda iz reaktorja vstopi v toplotni izmenjevalnik (generator pare) 3, kjer prenese toploto, prejeto v reaktorju, na vodo 2. kroga. Voda iz 2. kroga izhlapi v uparjalniku in nastane para, ki nato vstopi v turbino. 4.

Najpogosteje se v jedrskih elektrarnah uporabljajo 4 vrste reaktorjev s toplotnimi nevtroni:

1) voda-voda z navadno vodo kot moderatorjem in hladilnim sredstvom;

2) grafit-voda z vodnim hladilnim sredstvom in grafitnim moderatorjem;

3) težka voda z vodnim hladilnim sredstvom in težka voda kot moderator;

4) graffito - plin s plinskim hladilnim sredstvom in grafitnim moderatorjem.

Izbira pretežno uporabljenega tipa reaktorja je odvisna predvsem od nabranih izkušenj z nosilcem reaktorja, pa tudi od razpoložljivosti potrebnega industrijska oprema, zaloge surovin itd.

Reaktor in njegovi podporni sistemi vključujejo: sam reaktor z biološko zaščito , toplotni izmenjevalniki, črpalke ali naprave za pihanje plinov, ki krožijo hladilno sredstvo, cevovodi in armature za kroženje tokokroga, naprave za polnjenje jedrskega goriva, sistemi posebnega prezračevanja, zasilnega hlajenja itd.

Za zaščito osebja jedrske elektrarne pred izpostavljenostjo sevanju je reaktor obdan z biološko zaščito, katere glavni material so beton, voda, serpentinski pesek. Oprema reaktorskega tokokroga mora biti popolnoma zatesnjena. Zagotovljen je sistem za spremljanje mest morebitnega iztekanja hladilne tekočine, sprejeti so ukrepi, da pojav puščanj in prekinitev v tokokrogu ne povzroči radioaktivnih emisij in onesnaženja prostorov NEK in okolice. Radioaktivni zrak in majhna količina hlapov hladilne tekočine se zaradi prisotnosti puščanja iz tokokroga odstranijo iz nenadzorovanih prostorov NEK. poseben sistem prezračevanje, v katerem so za izključitev možnosti onesnaženja zraka predvideni čistilni filtri in hranilniki plina. Služba dozimetričnega nadzora spremlja izpolnjevanje pravil sevalne varnosti s strani osebja NEK.

NEK, ki jih je največ moderen videz elektrarne imajo številne pomembne prednosti pred drugimi vrstami elektrarn: v normalnih pogojih delovanja popolnoma ne onesnažujejo okolju, ne zahtevajo vezave na vir surovin in jih je zato mogoče postaviti skoraj povsod. Novi agregati imajo kapaciteto skoraj enaka moč povprečne HE, pa faktor izkoriščenosti instalirane moči v jedrskih elektrarnah (80 %) bistveno presega izkoristek HE ali TE.

Bistvenih pomanjkljivosti jedrskih elektrarn v normalnih pogojih delovanja praktično ni. Vendar pa ne moremo opaziti nevarnosti jedrskih elektrarn v možnih okoliščinah višje sile: potresi, orkani itd. - tukaj stari modeli energetskih enot predstavljajo potencialno nevarnost radiacijske kontaminacije ozemelj zaradi nenadzorovanega pregrevanja reaktorja.

Alternativni viri energija.

Energija sonca.

V zadnjem času se je zanimanje za problematiko izrabe sončne energije izjemno povečalo, saj je energetski potencial na osnovi izrabe neposrednega sončnega sevanja izredno velik.

Najenostavnejši zbiralnik sončnega sevanja je počrnjena kovinska (običajno aluminijasta) pločevina, znotraj katere so cevi, po katerih kroži tekočina. Ogrevana s sončno energijo, ki jo absorbira kolektor, se tekočina dovaja za neposredno uporabo.

Sončna energija je ena materialno najbolj intenzivnih vrst proizvodnje energije. Široka uporaba sončne energije pomeni velikansko povečanje potreb po materialih in posledično delovnih virih za pridobivanje surovin, njihovo bogatenje, proizvodnjo materialov, izdelavo heliostatov, kolektorjev, druge opreme, in njihov prevoz.

Doslej je električna energija, pridobljena s sončnimi žarki, veliko dražja od tiste, pridobljene s tradicionalnimi metodami. Znanstveniki upajo, da bodo poskusi, ki jih bodo izvajali na eksperimentalnih napravah in postajah, pomagali rešiti ne le tehnično, temveč tudi gospodarske težave.

vetrna energija.

Energija premikajočih se zračnih mas je ogromna. Zaloge vetrne energije so več kot stokrat večje od zalog hidroenergije vseh rek na planetu. Vetrovi pihajo nenehno in povsod po zemlji. Klimatske razmere omogočajo razvoj vetrne energije na velikem območju.

Toda v teh dneh motorji na vetrni pogon pokrivajo le eno tisočinko svetovnih potreb po energiji. Zato so pri načrtovanju vetrnega kolesa, srca vsake vetrne elektrarne, vključeni letalograditelji, ki znajo izbrati najustreznejši profil lopatic in ga preučiti v vetrovniku. S prizadevanji znanstvenikov in inženirjev je bilo ustvarjenih najrazličnejših modelov sodobnih vetrnih turbin.

Zemeljska energija.

Že od pradavnine so ljudje vedeli za elementarne manifestacije velikanske energije, ki se skriva v globinah globus. Spomin človeštva hrani legende o katastrofalnih vulkanskih izbruhih, ki so zahtevali milijone ljudi. človeška življenja, do neprepoznavnosti spremenila podobo mnogih krajev na Zemlji. Moč izbruha celo relativno majhnega vulkana je ogromna, večkrat presega moč največjih elektrarn, ki so jih ustvarile človeške roke. Res je, da o neposredni uporabi energije vulkanskih izbruhov ni treba govoriti, zaenkrat ljudje nimajo možnosti zajeziti tega nepokornega elementa.

Energija Zemlje ni primerna samo za ogrevanje prostorov, kot je to primer na Islandiji, ampak tudi za proizvodnjo električne energije. Elektrarne na vroče podzemne izvire delujejo že dolgo. Prvo takšno elektrarno, še dokaj nizke moči, so zgradili leta 1904 v majhnem italijanskem mestecu Larderello. Postopoma je moč elektrarne rasla, obratovalo je vedno več novih enot, uporabljali so se novi viri tople vode in danes je moč elektrarne že dosegla impresivno vrednost 360 tisoč kilovatov.

Prenos električne energije.

Transformatorji.

Kupili ste hladilnik ZIL. Prodajalec vas je opozoril, da je hladilnik zasnovan za omrežno napetost 220 V. In v vaši hiši je omrežna napetost 127 V. Zastoj? Sploh ne. Samo narediti je treba dodatni strošek in kupim transformator.

Transformator- zelo preprosta naprava, ki vam omogoča povečanje in zmanjšanje napetosti. transformacija izmenični tok izvedeno z uporabo transformatorjev. Prvič je transformatorje uporabil leta 1878 ruski znanstvenik P. N. Yablochkov za napajanje "električnih sveč", ki jih je izumil, takrat novega vira svetlobe. Idejo P. N. Yablochkova je razvil I. F. Usagin, uslužbenec moskovske univerze, ki je oblikoval izboljšane transformatorje.

Transformator je sestavljen iz zaprtega železnega jedra, na katerega sta nameščeni dve (včasih več) tuljavi z žičnimi navitji (slika 1). Eno od navitij, imenovano primarno, je priključeno na vir izmenične napetosti. Drugo navitje, na katerega je priključena "obremenitev", to je naprave in naprave, ki porabljajo električno energijo, se imenuje sekundarna.

Delovanje transformatorja temelji na pojavu elektromagnetne indukcije. Ko skozi primarno navitje teče izmenični tok, se v železnem jedru pojavi izmenični magnetni tok, ki vzbuja indukcijsko EMF v vsakem navitju. Poleg tega je trenutna vrednost indukcijske emf ev vsak obrat primarnega ali sekundarnega navitja po Faradayevem zakonu je določen s formulo:

e = -Δ F/Δ t

Če F= Ф 0 сosωt, torej

e = ω Ф 0grehω t, oz

e =E 0 grehω t ,

kje E 0 \u003d ω Ф 0 - amplituda EMF v enem obratu.

V primarnem navitju, ki ima str 1 obratov, skupna indukcijska emf e 1 je enako n 1 e.

V sekundarnem navitju je celoten EMF. e 2 je enako n 2 e, kje str 2 je število ovojev tega navitja.

Iz tega sledi, da

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

Vsota napetosti u 1 , ki se nanese na primarno navitje, in EMF e 1 mora biti enak padcu napetosti v primarnem navitju:

u 1 + e 1 = jaz 1 R 1 , kje R 1 je aktivni upor navitja in jaz 1 je tok v njem. Ta enačba sledi neposredno iz splošne enačbe. Običajno je aktivni upor navitja majhen in člen jaz 1 R 1 lahko zanemarimo. Zato

u 1 ≈ - e 1. (2)

Ko je sekundarno navitje transformatorja odprto, tok v njem ne teče in velja razmerje:

u 2 ≈ - e 2 . (3)

Ker so trenutne vrednosti emf e 1 in e 2 sprememba faze, potem lahko njihovo razmerje v formuli (1) nadomestimo z razmerjem efektivnih vrednosti E 1 inE 2 teh EMF ali ob upoštevanju enakosti (2) in (3) z razmerjem učinkovite vrednosti napetost U 1 in U 2 .

U 1 /U 2 = E 1 / E 2 = n 1 / n 2 = k. (4)

Vrednost k imenovano transformacijsko razmerje. če k> 1, potem je transformator padajoči, s k<1 - povečevanje.

Ko je tokokrog sekundarnega navitja sklenjen, v njem teče tok. Potem razmerje u 2 ≈ - e 2 ni več natančno zadoščeno in s tem povezava med U 1 in U 2 postane bolj zapletena kot v enačbi (4).

Po zakonu o ohranitvi energije mora biti moč v primarnem krogu enaka moči v sekundarnem krogu:

U 1 jaz 1 = U 2 jaz 2, (5)

kje jaz 1 in jaz 2 - efektivne vrednosti sile v primarnih in sekundarnih navitjih.

Iz tega sledi, da

U 1 /U 2 = jaz 1 / jaz 2 . (6)

To pomeni, da z večkratnim povečanjem napetosti s pomočjo transformatorja za toliko zmanjšamo tok (in obratno).

Zaradi neizogibnih izgub energije za nastajanje toplote v navitjih in železnem jedru sta enačbi (5) in (6) približno izpolnjeni. Vendar pa v sodobnih transformatorjih visoke moči skupne izgube ne presegajo 2-3%.

V vsakdanji praksi se morate pogosto soočiti s transformatorji. Poleg tistih transformatorjev, ki jih uporabljamo, hočeš nočeš, zaradi dejstva, da so industrijske naprave zasnovane za eno napetost, druga pa se uporablja v mestnem omrežju, poleg njih imamo opravka z avtomobilskimi koluti. Bobbin je stopenjski transformator. Za ustvarjanje iskre, ki vžge delovno mešanico, je potrebna visoka napetost, ki jo dobimo iz avtomobilskega akumulatorja, potem ko z odklopnikom najprej spremenimo enosmerni tok akumulatorja v izmenični. Preprosto je videti, da do izgube energije, ki se porabi za ogrevanje transformatorja, ko se napetost poveča, se tok zmanjša in obratno.

Varilni stroji zahtevajo padajoče transformatorje. Varjenje zahteva zelo visoke tokove, transformator varilnega stroja pa ima le en izhodni obrat.

Verjetno ste opazili, da je jedro transformatorja izdelano iz tankih jeklenih plošč. To se naredi, da ne izgubite energije med pretvorbo napetosti. V ploščatem materialu bodo imeli vrtinčni tokovi manjšo vlogo kot v trdnem materialu.

Doma imate opravka z majhnimi transformatorji. Kar se tiče močnih transformatorjev, so ogromne strukture. V teh primerih se jedro z navitji postavi v rezervoar, napolnjen s hladilnim oljem.

Prenos električne energije

Porabniki električne energije so povsod. Proizvaja se na razmeroma malo mestih v bližini virov goriva in vodnih virov. Zato postane potreben prenos električne energije na razdalje, ki včasih dosežejo več sto kilometrov.

Toda prenos električne energije na dolge razdalje je povezan s precejšnjimi izgubami. Dejstvo je, da jih tok, ki teče skozi daljnovode, segreva. V skladu z zakonom Joule-Lenz je energija, porabljena za ogrevanje žic linije, določena s formulo

kjer je R linijski upor. Pri dolgem vodu lahko postane prenos električne energije na splošno neekonomičen. Da bi zmanjšali izgube, lahko seveda sledite poti zmanjšanja upora R linije s povečanjem preseka žic. Toda za zmanjšanje R, na primer, za faktor 100, je treba tudi maso žice povečati za faktor 100. Jasno je, da tako velike porabe dragih barvnih kovin ni mogoče dovoliti, da ne omenjamo težav pri pritrditvi težkih žic na visoke jambore itd. Zato se izgube energije v liniji zmanjšajo na drug način: z zmanjšanjem toka v vrsti. Na primer, zmanjšanje toka za faktor 10 zmanjša količino toplote, sproščene v prevodnikih, za 100-krat, tj. doseže se enak učinek kot pri stokratnem uteževanju žice.

Ker je trenutna moč sorazmerna zmnožku jakosti toka in napetosti, je za ohranitev prenesene moči potrebno povečati napetost v daljnovodu. Poleg tega, daljši kot je daljnovod, bolj donosna je uporaba višje napetosti. Tako se na primer v visokonapetostnem daljnovodu Volzhskaya HPP - Moskva uporablja napetost 500 kV. Medtem so generatorji izmeničnega toka izdelani za napetosti, ki ne presegajo 16-20 kV, saj bi višja napetost zahtevala sprejetje bolj zapletenih posebnih ukrepov za izolacijo navitij in drugih delov generatorjev.

Zato so v velikih elektrarnah nameščeni povečevalni transformatorji. Transformator toliko poveča napetost v liniji, kolikor zmanjša tok. Izguba moči v tem primeru je majhna.

Za neposredno uporabo električne energije v motorjih električnega pogona obdelovalnih strojev, v omrežju razsvetljave in za druge namene je treba napetost na koncih voda zmanjšati. To se doseže z uporabo padajočih transformatorjev. Poleg tega običajno pride do zmanjšanja napetosti in s tem povečanja jakosti toka v več fazah. Na vsaki stopnji je napetost manjša, območje pokrivanja električnega omrežja pa vse večje. Shema prenosa in distribucije električne energije je prikazana na sliki.

Elektrarne v številnih regijah države so povezane z visokonapetostnimi daljnovodi, ki tvorijo skupno električno omrežje, na katerega so priključeni potrošniki. Takšna zveza se imenuje elektroenergetski sistem. Elektroenergetski sistem zagotavlja nemoteno oskrbo odjemalcev z energijo ne glede na njihovo lokacijo.

Uporaba električne energije.

Uporaba električne energije na različnih področjih znanosti.

20. stoletje je postalo stoletje, ko znanost posega v vse družbene sfere: gospodarstvo, politiko, kulturo, izobraževanje itd. Znanost seveda neposredno vpliva na razvoj energetike in obseg električne energije. Po eni strani znanost prispeva k širjenju obsega električne energije in s tem povečuje njeno porabo, po drugi strani pa v dobi, ko neomejena raba neobnovljivih virov energije predstavlja nevarnost za prihodnje generacije, razvoj energetsko varčnih tehnologij in njihova implementacija v življenje postane nujna naloga znanosti.

Razmislimo o teh vprašanjih na konkretnih primerih. Približno 80 % rasti BDP (bruto domačega proizvoda) v razvitih državah dosežejo s tehničnimi inovacijami, ki so večinoma povezane z uporabo električne energije. Vse novo v industriji, kmetijstvu in vsakdanjem življenju prihaja k nam zahvaljujoč novostim v različnih vejah znanosti.

Zdaj se uporabljajo na vseh področjih človekove dejavnosti: za snemanje in shranjevanje informacij, ustvarjanje arhivov, pripravo in urejanje besedil, opravljanje risarskih in grafičnih del, avtomatizacijo proizvodnje in kmetijstva. Elektronizacija in avtomatizacija proizvodnje sta najpomembnejši posledici »druge industrijske« oziroma »mikroelektronske« revolucije v gospodarstvih razvitih držav. Razvoj integrirane avtomatizacije je neposredno povezan z mikroelektroniko, katere kvalitativno nova faza se je začela po izumu mikroprocesorja leta 1971 - mikroelektronske logične naprave, vgrajene v različne naprave za nadzor njihovega delovanja.

Mikroprocesorji so pospešili rast robotike. Večina robotov, ki so danes v uporabi, spada v tako imenovano prvo generacijo in se uporabljajo pri varjenju, rezanju, stiskanju, premazovanju itd. Roboti druge generacije, ki jih nadomeščajo, so opremljeni z napravami za prepoznavanje okolja. In roboti - "intelektualci" tretje generacije bodo "videli", "čutili", "slišali". Med najbolj prednostnimi področji uporabe robotov znanstveniki in inženirji označujejo jedrsko energijo, raziskovanje vesolja, transport, trgovino, skladiščenje, zdravstveno oskrbo, predelavo odpadkov in razvoj bogastva oceanskega dna. Večina robotov deluje na električno energijo, vendar se povečana poraba električne energije robotov izravna z znižanjem stroškov energije v številnih energetsko intenzivnih proizvodnih procesih z uvedbo pametnejših metod in novih energetsko varčnih tehnoloških procesov.

Ampak nazaj k znanosti. Vse nove teoretične ugotovitve so eksperimentalno preverjene po računalniških izračunih. In praviloma se na tej stopnji izvajajo raziskave s fizikalnimi meritvami, kemičnimi analizami itd. Znanstvena raziskovalna orodja so tukaj raznolika - številni merilni instrumenti, pospeševalci, elektronski mikroskopi, magnetnoresonančni tomografi itd. Večina teh instrumentov eksperimentalne znanosti deluje na električno energijo.

Znanost na področju komunikacij in komunikacij se zelo hitro razvija. Satelitska komunikacija se ne uporablja le kot sredstvo mednarodne komunikacije, ampak tudi v vsakdanjem življenju - satelitske antene v našem mestu niso neobičajne. Nova komunikacijska sredstva, kot je optična tehnologija, lahko bistveno zmanjšajo izgube električne energije v procesu prenosa signalov na velike razdalje.

Znanost in sfera upravljanja nista zaobšla. Z razvojem znanstvene in tehnološke revolucije, širitvijo proizvodne in neproizvodne sfere človeške dejavnosti, upravljanje začne igrati vse pomembnejšo vlogo pri izboljšanju njihove učinkovitosti. Iz nekakšne umetnosti, do nedavnega na podlagi izkušenj in intuicije, je management postal znanost. Veda o upravljanju, splošnih zakonitostih sprejemanja, shranjevanja, prenosa in obdelave informacij se imenuje kibernetika. Ta izraz izhaja iz grških besed "krmar", "krmar". Najdemo ga v spisih starogrških filozofov. Vendar se je njeno novo rojstvo dejansko zgodilo leta 1948, po objavi knjige "Kibernetika" ameriškega znanstvenika Norberta Wienerja.

Pred začetkom »kibernetske« revolucije je obstajalo samo papirnato računalništvo, katerega glavno sredstvo zaznavanja so bili človeški možgani in ni uporabljalo elektrike. "Kibernetska" revolucija je povzročila bistveno drugačno - strojno informatiko, ki ustreza gigantsko povečanim pretokom informacij, katerih vir energije je elektrika. Ustvarili so se popolnoma novi načini pridobivanja informacij, njihovega zbiranja, obdelave in prenosa, ki skupaj tvorijo kompleksno informacijsko strukturo. Vključuje avtomatizirane nadzorne sisteme (avtomatizirane nadzorne sisteme), informacijske banke podatkov, avtomatizirane informacijske baze, računalniške centre, video terminale, fotokopirne in telegrafske stroje, državne informacijske sisteme, satelitske in hitre optične komunikacijske sisteme - vse to je neomejeno razširilo obseg porabe električne energije.

Mnogi znanstveniki menijo, da v tem primeru govorimo o novi "informacijski" civilizaciji, ki nadomešča tradicionalno organizacijo družbe industrijskega tipa. Za to specializacijo so značilne naslednje pomembne značilnosti:

· široka uporaba informacijske tehnologije v materialni in nematerialni proizvodnji, na področju znanosti, izobraževanja, zdravstva itd.;

prisotnost široke mreže različnih bank podatkov, vključno z javno uporabo;

preoblikovanje informacij v enega najpomembnejših dejavnikov gospodarskega, nacionalnega in osebnega razvoja;

prosti pretok informacij v družbi.

Takšen prehod iz industrijske družbe v "informacijsko civilizacijo" je postal mogoč predvsem zaradi razvoja energetike in zagotavljanja priročne vrste energije pri prenosu in uporabi - električne energije.

Električna energija v proizvodnji.

Sodobne družbe si ni mogoče predstavljati brez elektrifikacije proizvodnih dejavnosti. Že konec osemdesetih let prejšnjega stoletja je bila več kot 1/3 vse porabe energije na svetu izvedena v obliki električne energije. Do začetka naslednjega stoletja se lahko ta delež poveča na 1/2. Takšno povečanje porabe električne energije je povezano predvsem s povečanjem njene porabe v industriji. Glavnina industrijskih podjetij deluje na električni energiji. Visoka poraba električne energije je značilna za energetsko intenzivne industrije, kot so metalurgija, aluminij in strojegradnja.

Elektrika v domu.

Elektrika v vsakdanjem življenju je bistveni pomočnik. Z njo se srečujemo vsak dan in verjetno si življenja brez nje ne moremo več predstavljati. Spomnite se, kdaj ste zadnjič ugasnili luč, torej vaša hiša ni dobila elektrike, spomnite se, kako ste prisegali, da nimate časa za nič in potrebujete svetlobo, potrebujete TV, kotliček in kup drugega električni aparati. Konec koncev, če bomo za vedno brez energije, se bomo preprosto vrnili v tiste davne čase, ko so hrano kuhali na ognju in živeli v hladnih wigwamih.

Pomen elektrike v našem življenju je mogoče opisati s celo pesmijo, tako pomembna je v našem življenju in tako smo je navajeni. Čeprav ne opazimo več, da prihaja v naše domove, ko pa je izklopljena, postane zelo neprijetno.

Cenite elektriko!

Bibliografija.

1. Učbenik S.V. Gromova "Fizika, 10. razred". Moskva: Razsvetljenje.

2. Enciklopedični slovar mladega fizika. Spojina. V.A. Chuyanov, Moskva: Pedagogika.

3. Allion L., Wilcons W.. Fizika. Moskva: Nauka.

4. Koltun M. Svet fizike. Moskva.

5. Viri energije. Dejstva, težave, rešitve. Moskva: Znanost in tehnologija.

6. Netradicionalni viri energije. Moskva: Znanje.

7. Yudasin L. S. Energija: težave in upi. Moskva: Razsvetljenje.

8. Podgorny A.N. Vodikova energija. Moskva: Nauka.

Javna izobraževalna ustanova Čuvaške republike SPO "ASHT" Ministrstva za šolstvo Čuvašije

METODOLOŠKA

RAZVOJ

odprti razred pri disciplini "fizika"

Tema: Proizvodnja, prenos in poraba električne energije

najvišja kvalifikacijska kategorija

Alatyr, 2012

UPOŠTEVANO

na seji metodološke komisije

humanitarne in naravoslovne vede

disciplinah

Protokol št. __ z dne "___" ______ 2012

Predsednik__________________

Recenzent: Ermakova N.E., predavatelj, BEI CR SPO "ASHT", predsednik Centralnega odbora za humanistične in naravoslovne vede

Danes energija ostaja glavna sestavina človekovega življenja. Omogoča ustvarjanje različnih materialov in je eden glavnih dejavnikov pri razvoju novih tehnologij. Preprosto povedano, brez obvladovanja različnih vrst energije človek ne more v celoti obstajati. Težko si je predstavljati obstoj sodobne civilizacije brez električne energije. Če je v našem stanovanju vsaj za nekaj minut ugasnjena luč, potem že doživljamo številne nevšečnosti. In kaj se zgodi, ko pride do večurnega izpada elektrike! Električni tok je glavni vir električne energije. Zato je tako pomembna predstavitev fizikalnih osnov za pridobivanje, prenos in uporabo izmeničnega električnega toka.

1. 
   Pojasnilo
2. 
   Vsebina glavnega dela
3. 
   Bibliografski seznam
4. 
   Aplikacije.

Pojasnilo

Cilji:
- seznaniti študente s fizikalnimi osnovami proizvodnje, prenosa in

uporaba električne energije

Prispevati k oblikovanju informacijskih in komunikacijskih veščin med učenci

kompetence

Poglobiti znanje o razvoju elektroenergetike in z njim povezanega okolja

problemov, negovanje občutka odgovornosti za ohranjanje okolja

Utemeljitev izbrane teme:

Brez električne energije si danes ne moremo predstavljati našega življenja. Elektroenergetika je vdrla v vsa področja človekove dejavnosti: industrijo in kmetijstvo, znanost in vesolje. Naš način življenja je nepredstavljiv brez elektrike. Elektrika je bila in ostaja glavna sestavina človekovega življenja. Kakšna bo energija XXI stoletja? Da bi odgovorili na to vprašanje, je treba poznati glavne metode proizvodnje električne energije, preučiti probleme in možnosti sodobne proizvodnje električne energije ne le v Rusiji, temveč tudi na ozemlju Čuvašije in Alatirja.Ta lekcija omogoča študentom, da razvijejo sposobnost obdelati informacije in uporabiti znanje teorije v praksi, razvijati veščine samostojnega dela z različnimi viri informacij. Ta lekcija razkriva možnosti oblikovanja informacijskih in komunikacijskih kompetenc

Učni načrt

v disciplini "fizika"
Datum: 16.4.2012
Skupina: 11 tv
Cilji:

- izobraževalni: - seznaniti študente s fizikalnimi osnovami proizvodnje,

prenos in uporaba električne energije

Prispevati k oblikovanju informacij in

komunikacijska kompetenca

Poglobiti znanje o razvoju elektroenergetike in sorodnih

teh okoljskih problemov, spodbujanje občutka odgovornosti

za ohranjanje okolja

- razvoj:: - oblikovati veščine obdelave informacij in uporabe

poznavanje teorije v praksi;

Razviti spretnosti za samostojno delo z različnimi

viri informacij

Razviti kognitivni interes za predmet.
- izobraževalni: - vzgajati kognitivno dejavnost učencev;

Razviti sposobnost poslušanja in biti slišan;

Gojiti samostojnost učencev pri pridobivanju novih

znanja

- razvijati komunikacijske sposobnosti pri delu v skupinah
Naloga: oblikovanje ključnih kompetenc pri študiju proizvodnje, prenosa in rabe električne energije
Vrsta razreda- lekcija
Vrsta lekcije- kombinirani pouk
Sredstva izobraževanja: učbeniki, priročniki, izročki, multimedijski projektor,

ekran, elektronska predstavitev

Napredek lekcije:

1. 
   Organizacijski trenutek (preverjanje odsotnih, pripravljenost skupine na lekcijo)
2. 
   Ciljna organizacija prostora
3. 
   Preverjanje znanja učencev, poročanje teme in načrta ankete, postavljanje ciljev

Tema: "Transformerji"

Ukrepi učitelja	Študentske akcije	Metode
Vodi frontalni pogovor, popravlja odgovore učencev: 1) Kakšne so prednosti električne energije pred drugimi vrstami energije? 2) Katera naprava se uporablja za spreminjanje jakosti izmeničnega toka in napetosti? 3) Kakšen je njegov namen? 4) Kakšna je zgradba transformatorja? 6) Kakšno je razmerje transformacije? Kako je številčno? 7) Kateri transformator imenujemo stopenjski, kateri padajoči? 8) Kaj imenujemo moč transformatorja? Ponuja rešitev problema Izvaja testiranje Dijakom ponudi ključe testa za samopreverjanje	Odgovori na vprašanje Poiščite prave odgovore Popravite odgovore tovarišev Razvijte merila za njihovo vedenje Primerjaj in poišči skupno in različno v pojavih Rešitev analiziraj, poišči napake, odgovor utemelji Odgovorite na testna vprašanja Izvedite navzkrižno preverjanje testov	Frontalni pogovor Reševanje problema Testiranje

1. 
   Povzemanje rezultatov preverjanja glavnih določb preučenega odseka
2. 
   Poročanje o temi, določitev cilja, načrt za preučevanje novega gradiva

Tema: "Proizvodnja, prenos in poraba električne energije"
Načrt: 1) Proizvodnja električne energije:

a) Industrijska energija (HE, TE, NEK)

b) Alternativna energija (GeoTE, VE, VE, TE)

2) Prenos električne energije

3) Učinkovita raba električne energije

4) Energija Čuvaške republike

1. 
   Motivacija izobraževalne dejavnosti študentov

Ukrepi učitelja	Študentske akcije	Metoda študija
Organizira ciljni prostor, predstavi načrt za preučevanje teme Predstavi osnovne načine pridobivanja električne energije Študente vabi, da poudarijo fizične temelje proizvodnje električne energije Ponuja izpolnitev zbirne tabele Oblikuje sposobnost obdelave informacij, poudarjanja glavne stvari, analize, primerjave, iskanja skupnega in drugačnega, sklepanja;	Prepoznajte cilje, zapišite načrt Poslušajte, razumejte, analizirajte Naredite poročilo, poslušajte govornika, razumejte, kaj so slišali, naredite zaključke Raziščite sredstva, povzemite, naredite sklepe, izpolnite tabelo Primerjajte, poiščite skupno in različno	Napredno samostojno delo Študij Študentska poročila

1. 
   Popravljanje novega materiala

1. 
   Posploševanje in sistematizacija gradiva.
2. 
   Povzetek lekcije.
3. 
   Naloga za samostojno delo študentov v obšolskem času.

• 
  Učbenik § 39-41, izpolnite tabelo

Tema: Proizvodnja, prenos in poraba električne energije
Brez električne energije si danes ne moremo predstavljati našega življenja. Elektroenergetika je vdrla v vsa področja človekove dejavnosti: industrijo in kmetijstvo, znanost in vesolje. Naš način življenja je nepredstavljiv brez elektrike. Tako razširjena uporaba električne energije je posledica njenih prednosti pred drugimi oblikami energije. Elektrika je bila in ostaja glavna sestavina človekovega življenja Glavna vprašanja - koliko energije potrebuje človeštvo? Kakšna bo energija XXI stoletja? Da bi odgovorili na ta vprašanja, je treba poznati glavne metode proizvodnje električne energije, preučiti težave in možnosti sodobne proizvodnje električne energije ne le v Rusiji, ampak tudi na ozemlju Čuvašije in Alatirja.

V elektrarnah poteka pretvorba različnih vrst energije v električno. Razmislite o fizičnih osnovah proizvodnje električne energije v elektrarnah.

Statistični podatki o proizvodnji električne energije v Rusiji, milijard kWh

Glede na vrsto energije, ki se pretvarja, lahko elektrarne razdelimo na naslednje glavne vrste:

• 
  Industrijske elektrarne: HE, TE, NE
• 
  Alternativne elektrarne: PES, SES, WES, GeoTPS

hidroelektrarne
Hidroelektrarna je kompleks objektov in opreme, s pomočjo katere se energija vodnega toka pretvarja v električno energijo.V hidroelektrarni se električna energija pridobiva z uporabo energije vode, ki teče z višje ravni na nižjo raven. in vrtenje turbine. Jez je najpomembnejši in najdražji element hidroelektrarne. Voda teče iz zgornjega toka v dolvodni tok po posebnih cevovodih ali po kanalih, ki so narejeni v telesu jezu in pridobiva veliko hitrost. Vodni curek vstopa v lopatice hidroturbine. Rotor hidroturbine poganja centrifugalna sila vodnega curka. Turbinska gred je povezana z gredjo električnega generatorja, pri vrtenju rotorja generatorja pa se mehanska energija rotorja pretvarja v električno energijo.
Najpomembnejša lastnost hidroenergetskih virov v primerjavi z viri goriva in energije je njihovo nenehno obnavljanje. Pomanjkanje potrebe po gorivu za HE določa nizke stroške električne energije, proizvedene v HE. Vodna energija pa ni okolju prijazna. Ko je jez zgrajen, nastane akumulacija. Voda, ki poplavi ogromna območja, nepovratno spremeni okolje. Dvig nivoja reke z jezom lahko povzroči zamašitev, slanost, spremembe obalne vegetacije in mikroklime. Zato je izdelava in uporaba okolju prijaznih hidravličnih struktur tako pomembna.
Termoelektrarne
Termoelektrarna (TE) je elektrarna, ki proizvaja električno energijo kot rezultat pretvorbe toplotne energije, ki se sprošča pri zgorevanju fosilnih goriv. Glavne vrste goriva za termoelektrarne so naravni viri - plin, premog, šota, oljni skrilavec, kurilno olje. Termoelektrarne delimo v dve skupini: kondenzacijske in soproizvodnje oziroma toplarne (SPTE). Kondenzacijske postaje oskrbujejo porabnike samo z električno energijo. Zgrajeni so v bližini nahajališč lokalnega goriva, da ga ne prenašajo na dolge razdalje. Toplarne oskrbujejo porabnike ne le z električno energijo, temveč tudi s toploto - paro ali toplo vodo, zato se SPTE gradijo v bližini sprejemnikov toplote, v središčih industrijskih regij in velikih mestih, da se zmanjša dolžina ogrevalnih omrežij. Gorivo se v SPTE prevaža iz krajev njegove proizvodnje. V strojnici TE je nameščen kotel z vodo. Zaradi toplote, ki nastane kot posledica zgorevanja goriva, se voda v parnem kotlu segreje, izhlapi, nastala nasičena para pa se segreje na 550 ° C in pod tlakom 25 MPa vstopi v parno turbino. preko parovoda, katerega namen je pretvarjanje toplotne energije pare v mehansko energijo. Energija gibanja parne turbine se pretvarja v električno energijo z generatorjem, katerega gred je neposredno povezana z gredjo turbine. Po parni turbini vstopi vodna para, ki že ima nizek tlak in temperaturo približno 25 ° C, v kondenzator. Tu se para pretvori v vodo s pomočjo hladilne vode, ki se s pomočjo črpalke dovaja nazaj v kotel. Cikel se začne znova. Termoelektrarne sicer delujejo na fosilna goriva, a so ta na žalost nenadomestljiva naravna bogastva. Obratovanje termoelektrarn poleg tega spremljajo okoljski problemi: pri izgorevanju goriva prihaja do toplotnega in kemičnega onesnaževanja okolja, kar škodljivo vpliva na živi svet vodnih teles in kakovost pitne vode.
Jedrske elektrarne
Jedrska elektrarna (JE) je elektrarna, v kateri se jedrska (jedrska) energija pretvarja v električno. Jedrske elektrarne delujejo po enakem principu kot termoelektrarne, le da za uparjanje uporabljajo energijo, pridobljeno s cepitvijo težkih atomskih jeder (uran, plutonij). V jedru reaktorja potekajo jedrske reakcije, ki jih spremlja sproščanje ogromne količine energije. Voda, ki pride v stik z gorivnimi elementi v sredici reaktorja, jim odvzame toploto in jo v toplotnem izmenjevalniku prenese tudi na vodo, vendar ne predstavlja več nevarnosti radioaktivnega sevanja. Ker se voda v izmenjevalniku toplote spremeni v paro, se imenuje generator pare. Vroča para vstopi v turbino, ki pretvarja toplotno energijo pare v mehansko energijo. Energija gibanja parne turbine se pretvarja v električno energijo z generatorjem, katerega gred je neposredno povezana z gredjo turbine. Jedrske elektrarne, ki so najsodobnejši tip elektrarn, imajo v primerjavi z drugimi vrstami elektrarn vrsto pomembnih prednosti: ne potrebujejo vezave na vir surovin in jih je mogoče postaviti kjer koli, ter veljajo za okolju varne. med normalnim delovanjem. Toda v primeru nesreč v jedrskih elektrarnah obstaja potencialna nevarnost radiacijskega onesnaženja okolja. Poleg tega ostaja velik problem odlaganje radioaktivnih odpadkov in razgradnja jedrskih elektrarn, ki so odslužile svoj čas.
Alternativna energija je niz obetavnih načinov pridobivanja energije, ki niso tako razširjeni kot tradicionalni, vendar so zanimivi zaradi donosnosti njihove uporabe z nizkim tveganjem za ekologijo območja. Alternativni vir energije - metoda, naprava ali struktura, ki vam omogoča prejemanje električne energije (ali druge potrebne vrste energije) in nadomešča tradicionalne vire energije, ki delujejo na nafto, zemeljski plin in premog. Namen iskanja alternativnih virov energije je potreba po pridobivanju iz energije obnovljivih ali praktično neizčrpnih naravnih virov in pojavov.
Plimske elektrarne
Uporaba energije plimovanja se je začela v 11. stoletju, ko so se na obalah Belega in Severnega morja pojavili mlini in žage. Dvakrat na dan se nato gladina oceana dvigne pod vplivom gravitacijskih sil Lune in Sonca, ki nase pritegneta vodne mase. Proč od obale nihanja gladine vode ne presegajo 1 m, blizu obale pa lahko dosežejo 13-18 metrov. Za napravo najpreprostejše plimske elektrarne (PES) je potreben bazen - zaliv, ki ga blokira jez ali rečno ustje. V jezu so prepusti in nameščene hidravlične turbine, ki vrtijo generator. Šteje se, da je ekonomsko izvedljiva gradnja elektrarn na plimovanje na območjih s plimovanjem nihanja morske gladine vsaj 4 metre. Pri dvodelujočih plimskih elektrarnah turbine poganja gibanje vode iz morja v bazen in nazaj. Dvosmerne plimske elektrarne so sposobne neprekinjeno proizvajati električno energijo 4-5 ur z odmori 1-2 ur štirikrat na dan. Za povečanje časa delovanja turbin obstajajo bolj zapletene sheme - z dvema, tremi in več bazeni, vendar so stroški takšnih projektov zelo visoki. Pomanjkljivost elektrarn na plimovanje je, da so zgrajene samo na obalah morij in oceanov, poleg tega ne razvijejo zelo velike moči, plimovanje pa se pojavi le dvakrat na dan. In tudi ti niso okolju prijazni. Motijo ​​normalno izmenjavo slane in sladke vode in s tem življenjske pogoje morske flore in favne. Vplivajo tudi na podnebje, saj spreminjajo energetski potencial morskih voda, njihovo hitrost in območje gibanja.
vetrne farme
Vetrna energija je posredna oblika sončne energije, ki izhaja iz razlike v temperaturi in tlaku v zemeljski atmosferi. Približno 2 % sončne energije, ki doseže Zemljo, se pretvori v energijo vetra. Veter je obnovljiv vir energije. Njegovo energijo je mogoče uporabiti skoraj na vseh območjih Zemlje. Pridobivanje električne energije iz vetrnih elektrarn je izjemno privlačno, a hkrati tehnično zahtevno opravilo. Težava je v zelo veliki razpršenosti vetrne energije in v njeni nestalnosti. Načelo delovanja vetrnih elektrarn je preprosto: veter obrača lopatice naprave in tako premika gred generatorja. Generator proizvaja električno energijo in tako se energija vetra pretvori v električni tok. Vetrne elektrarne so zelo poceni za proizvodnjo, vendar je njihova zmogljivost majhna in je njihovo delovanje odvisno od vremena. Poleg tega so zelo hrupni, zato je treba velike inštalacije ponoči celo izklopiti. Poleg tega vetrne elektrarne motijo ​​zračni promet in celo radijske valove. Uporaba vetrnih elektrarn povzroča lokalno oslabitev moči zračnih tokov, kar moti prezračevanje industrijskih prostorov in vpliva celo na podnebje. Končno so za uporabo vetrnih elektrarn potrebne ogromne površine, veliko več kot za druge vrste generatorjev električne energije. Kljub temu bi morale izolirane vetrne elektrarne s toplotnimi stroji kot rezervo in vetrne elektrarne, ki delujejo vzporedno s toplarnami in hidroelektrarnami, zavzeti vidno mesto v energetski oskrbi tistih območij, kjer hitrost vetra presega 5 m/s.
geotermalne elektrarne
Geotermalna energija je energija notranjih predelov Zemlje. Izbruh vulkanov je jasen dokaz ogromne vročine v notranjosti planeta. Znanstveniki ocenjujejo temperaturo Zemljinega jedra na tisoče stopinj Celzija. Geotermalna toplota je toplota, ki jo vsebujeta podzemna vroča voda in vodna para ter toplota segretih suhih kamnin. Geotermalne termoelektrarne (GeoTPP) pretvarjajo notranjo toploto Zemlje (energijo virov vroče pare in vode) v električno energijo. Viri geotermalne energije so lahko podzemni bazeni naravnih nosilcev toplote – tople vode ali pare. V bistvu so to neposredno pripravljeni "podzemni kotli", iz katerih je mogoče črpati vodo ali paro z navadnimi vrtinami. Tako pridobljena naravna para se po predhodnem čiščenju iz plinov, ki povzročajo uničenje cevi, pošlje v turbine, povezane z električnimi generatorji. Uporaba geotermalne energije ne zahteva visokih stroškov, saj. v tem primeru govorimo o že »pripravljenih« virih energije, ki jih je ustvarila narava sama. Slabosti GeoTPP vključujejo možnost lokalnega posedanja tal in prebujanje potresne aktivnosti. In plini, ki prihajajo iz zemlje, ustvarjajo veliko hrupa v bližini in lahko poleg tega vsebujejo strupene snovi. Poleg tega GeoTE ni mogoče graditi povsod, saj so za njeno izgradnjo potrebni geološki pogoji.
Sončne elektrarne
Sončna energija je najbolj grandiozen, poceni, a morda najmanj uporabljen vir energije s strani človeka. Pretvorba sončne energije v električno se izvaja s pomočjo sončnih elektrarn. Obstajajo termodinamične sončne elektrarne, v katerih se sončna energija najprej pretvarja v toploto, nato pa v električno; in fotovoltaične naprave, ki sončno energijo neposredno pretvarjajo v električno. Fotovoltaične postaje zagotavljajo neprekinjeno napajanje rečnih boj, signalnih luči, komunikacijskih sistemov za nujne primere, svetilk in številnih drugih objektov, ki se nahajajo na težko dostopnih mestih. Z izboljšanjem sončnih baterij se bodo uporabljale v stanovanjskih zgradbah za avtonomno oskrbo z električno energijo (ogrevanje, oskrba s toplo vodo, razsvetljava in napajanje gospodinjskih aparatov). Sončne elektrarne imajo pomembno prednost pred drugimi vrstami elektrarn: odsotnost škodljivih izpustov in čistoča okolja, tiho delovanje ter ohranjanje nedotaknjene zemeljske notranjosti.
Prenos električne energije na daljavo
Električna energija se proizvaja v bližini virov goriva ali vodnih virov, medtem ko so njeni porabniki povsod. Zato obstaja potreba po prenosu električne energije na velike razdalje. Razmislite o shematskem diagramu prenosa električne energije od generatorja do potrošnika. Običajno generatorji izmeničnega toka v elektrarnah proizvajajo napetost, ki ne presega 20 kV, saj se pri višjih napetostih močno poveča možnost električnega razpada izolacije v navitju in drugih delih generatorja. Da bi ohranili preneseno moč, mora biti napetost v daljnovodu največja, zato so v velikih elektrarnah nameščeni povečevalni transformatorji. Vendar pa je napetost v daljnovodu omejena: če je napetost previsoka, pride do razelektritev med žicami, kar povzroči izgube energije. Za uporabo električne energije v industrijskih podjetjih je potrebno znatno zmanjšanje napetosti, ki se izvaja s pomočjo padajočih transformatorjev. Za distribucijo električne energije po lokalnih omrežjih je potrebno nadaljnje znižanje napetosti na vrednost okoli 4 kV, t.j. po žicah, ki jih vidimo na obrobju naših mest. Manj zmogljivi transformatorji znižajo napetost na 220 V (napetost, ki jo uporablja večina posameznih porabnikov).

Učinkovita raba električne energije
Elektrika zavzema pomembno mesto v odhodkovni postavki vsake družine. Njegova učinkovita uporaba bo znatno zmanjšala stroške. Vse pogosteje so v naših stanovanjih "registrirani" računalniki, pomivalni stroji, predelovalci hrane. Zato so stroški električne energije zelo pomembni. Povečana poraba energije vodi v dodatno porabo neobnovljivih naravnih virov: premog, nafta, plin. Pri izgorevanju goriva se v ozračje sprošča ogljikov dioksid, kar povzroča škodljive podnebne spremembe. Varčevanje z električno energijo vam omogoča zmanjšanje porabe naravnih virov in s tem zmanjšanje emisij škodljivih snovi v ozračje.

Štirje koraki varčevanja z energijo

• 
  Ne pozabite ugasniti luči.
• 
  Uporabljajte varčne žarnice in gospodinjske aparate razreda A.
• 
  Okna in vrata je dobro izolirati.
• 
  Namestite regulatorje dovoda toplote (tuljave z ventilom).

Energetska industrija Čuvašije je ena najbolj razvitih industrij republike, od katere dela je neposredno odvisna socialna, gospodarska in politična blaginja. Energetika je osnova za delovanje gospodarstva in življenjska podpora republike. Delo energetskega kompleksa Čuvašije je tako tesno povezano z vsakdanjim življenjem vsakega podjetja, ustanove, podjetja, hiše, vsakega stanovanja in posledično vsakega prebivalca naše republike.

Na samem začetku 20. stoletja, ko je elektroenergetika šele delala prve praktične korake.

Pred letom 1917 Na ozemlju sodobne Čuvašije ni bilo niti ene električne elektrarne za javno uporabo. Kmečke hiše so osvetljevali z baklo.

V industriji je bilo le 16 glavnih nosilcev. V okrožju Alatyrsky so elektriko proizvajali in uporabljali na žagi in mlinih za moko. Pri destilarni blizu Marposada je bila majhna elektrarna. Trgovci Talantsevs so imeli svojo elektrarno v oljarni v Yadrinu. V Čeboksariju je imel trgovec Efremov majhno elektrarno. Oskrbovala je žago in njene dve hiši.

Tako v hišah kot na ulicah mest Čuvašije skoraj ni bilo svetlobe.

Razvoj energetike v Čuvašiji se začne po letu 1917. Od leta 1918 začne se gradnja javnih elektrarn, poteka veliko dela za ustvarjanje elektroenergetske industrije v mestu Alatyr. Odločili so se, da bodo prvo elektrarno zgradili takrat v nekdanji tovarni Popov.

V Čeboksariju se je oddelek za komunalne storitve ukvarjal z vprašanji elektrifikacije. S svojimi prizadevanji je 1918. ponovno je začela obratovati elektrarna na žagi, ki je bila v lasti trgovca Efremova. Elektrika je bila dobavljena preko dveh vodov do državnih ustanov in ulične razsvetljave.

Ustanovitev Čuvaške avtonomne regije (24. junij 1920) je ustvarila ugodne pogoje za razvoj energetike. Bilo je leta 1920. v zvezi z akutno potrebo je regionalni oddelek za javne službe opremil prvo majhno elektrarno v Čeboksariju z močjo 12 kW.

Elektrarna Mariinsko-Posad je bila opremljena leta 1919. Mestna elektrarna Marposad je začela zagotavljati električno energijo. Elektrarna Tsivilskaya je bila zgrajena leta 1919, vendar se je zaradi pomanjkanja električnih vodov oskrba z električno energijo začela proizvajati šele od leta 1923.

Tako so bili v letih intervencije in državljanske vojne postavljeni prvi temelji elektroenergetike Čuvašije. Nastale so prve male komunalne elektrarne za javno rabo s skupno močjo okoli 20 kW.

Pred revolucijo leta 1917 na ozemlju Čuvašije ni bilo niti ene električne postaje za javno uporabo, v hišah je vladala bakla. Z baklo ali petrolejko so delali tudi v majhnih delavnicah. Tukaj so rokodelci uporabljali opremo na mehanski pogon. V trdnejših podjetjih, kjer so predelovali kmetijske in gozdne pridelke, so kuhali papir, stepali maslo in mleli moko,

bilo je 16 motorjev majhne moči.

Pod boljševiki je mesto Alatyr postalo pionir v energetskem sektorju Čuvašije. V tem mestecu se je zahvaljujoč prizadevanjem lokalnega gospodarskega sveta pojavila prva javna elektrarna.

V Čeboksariju se je vsa elektrifikacija leta 1918 zmanjšala na dejstvo, da je bila elektrarna obnovljena na žagi, zaplenjeni trgovcu Efremovu, ki je postala znana kot "Ime 25. oktobra". Njena elektrika pa je zadoščala le za osvetlitev nekaterih ulic in državnih ustanov (po statističnih podatkih je leta 1920 mestnim oblastem svetilo približno 100 žarnic z zmogljivostjo 20 sveč).

Leta 1924 so bile zgrajene še tri male elektrarne in 1. oktobra 1924 je bilo ustanovljeno Čuvaško združenje komunalnih elektrarn, ČOKES, da bi upravljalo rastočo energetsko bazo. Leta 1925 je Državni odbor za načrtovanje republike sprejel načrt elektrifikacije, ki je predvideval izgradnjo 8 novih elektrarn v 5 letih - 5 mestnih (v Čeboksariju, Kanašu, Marposadu, Tsivilsku in Yadrinu) in 3 podeželskih (v Ibresyju, Vurnarij in Urmarij). Izvedba tega projekta je omogočila elektrifikacijo 100 vasi - predvsem v okrožjih Cheboksary in Tsivilsky ter ob avtocesti Cheboksary-Kanash, 700 kmečkih gospodinjstev in nekaj obrtnih delavnic.
V letih 1929-1932 se je zmogljivost komunalnih in industrijskih elektrarn republike povečala skoraj 10-krat; proizvodnja električne energije v teh elektrarnah se je povečala skoraj 30-krat.

Med veliko domovinsko vojno so bili sprejeti veliki ukrepi za krepitev in razvoj energetske baze republiške industrije. Do povečanja zmogljivosti je prišlo predvsem zaradi rasti zmogljivosti daljinskih, komunalnih in podeželskih elektrarn. Energetski inženirji Čuvašije so častno prestali preizkušnjo in izpolnili svojo domoljubno dolžnost. Razumeli so, da je proizvedena električna energija potrebna predvsem za podjetja, ki izpolnjujejo naročila od spredaj.

V letih povojnega petletnega načrta v Čuvaški ASSR so zgradili in začeli obratovati 102 podeželski elektrarni, vklj. 69 HE in 33 TE. Oskrba kmetijstva z električno energijo se je v primerjavi z letom 1945 potrojila.
Leta 1953 se je v Alatyrju z ukazom, ki ga je podpisal Stalin, začela gradnja TE Alatyr. Prvi turbogenerator z zmogljivostjo 4 MW je začel obratovati leta 1957, drugi - leta 1959. Po napovedih naj bi termoelektrarna zadostovala do leta 1985 tako za mesto kot za regijo in za oskrbo z elektriko Svetozavoda Turgenjev v Mordoviji.

Bibliografski seznam

1. 
   Učbenik S.V. Gromova "Fizika, 10. razred". Moskva: Razsvetljenje.
2. 
   Enciklopedični slovar mladega fizika. Spojina. V.A. Chuyanov, Moskva: Pedagogika.
3. 
   Allion L., Wilcons W.. Fizika. Moskva: Nauka.
4. 
   Koltun M. Svet fizike. Moskva.
5. 
   Viri energije. Dejstva, težave, rešitve. Moskva: Znanost in tehnologija.
6. 
   Netradicionalni viri energije. Moskva: Znanje.
7. 
   Yudasin L. S. Energija: težave in upi. Moskva: Razsvetljenje.
8. 
   Podgorny A.N. Vodikova energija. Moskva: Nauka.

Aplikacija

	Elektrarna	Primarni vir energije	Shema pretvorbe energija	Prednosti	Napake
	GeoTPP				.

List za samokontrolo

Dokončaj stavek: Elektroenergetski sistem je Električni sistem elektrarne Električni sistem enega mesta Električni sistem regij države, povezan z visokonapetostnimi daljnovodi	Energetski sistem - Električni sistem regij države, povezan z visokonapetostnimi daljnovodi
Kaj je vir energije v hidroelektrarni? Nafta, premog, plin Vetrna energija vodna energija
Kateri viri energije - obnovljivi ali neobnovljivi - se uporabljajo v Republiki Čuvašiji?	neobnovljiv
V kronološkem vrstnem redu razvrstite vire energije, ki so postali dostopni človeštvu, začenši z najzgodnejšimi: A. Električna vleka; B. Atomska energija; B. Mišična energija domačih živali; D. Parna energija.
Poimenuj znane vire energije, s pomočjo katerih bo elektroenergetika zmanjšala obremenjevanje okolja.	PES GeoTPP
Preverite se z odgovori na ekranu in ocenite: 5 pravilnih odgovorov - 5 4 pravilni odgovori - 4 3 pravilni odgovori - 3

I. Uvod
II Proizvodnja in raba električne energije
1. Proizvodnja električne energije
1.1 Generator
2. Poraba električne energije
III Transformatorji
1. Imenovanje
2. Razvrstitev
3. Naprava
4. Značilnosti
5. Načini
5.1 Prazen tek
5.2 Način kratkega stika
5.3 Način obremenitve
IV Prenos moči
V GOELRO
1. Zgodovina
2. Rezultati
VI Seznam referenc

I. Uvod

Elektrika, ena najpomembnejših vrst energije, ima v sodobnem svetu ogromno vlogo. Je jedro gospodarstev držav, ki določa njihov položaj v mednarodnem prostoru in stopnjo razvoja. Ogromne vsote denarja se letno vlagajo v razvoj znanstvenih panog, povezanih z elektriko.
Električna energija je sestavni del vsakdanjega življenja, zato je pomembno imeti informacije o značilnostih njene proizvodnje in uporabe.

II. Proizvodnja in uporaba električne energije

1. Proizvodnja električne energije

Proizvodnja električne energije je proizvodnja električne energije s pretvarjanjem iz drugih vrst energije s posebnimi tehničnimi napravami.
Za proizvodnjo električne energije uporabite:
Električni generator - električni stroj, v katerem se mehansko delo pretvarja v električno energijo.
Sončna baterija ali fotocelica je elektronska naprava, ki pretvarja energijo elektromagnetnega sevanja, predvsem v svetlobnem območju, v električno energijo.
Kemični viri toka - pretvorba dela kemijske energije v električno energijo s kemijsko reakcijo.
Radioizotopski viri električne energije so naprave, ki uporabljajo energijo, sproščeno med radioaktivnim razpadom, za ogrevanje hladilne tekočine ali njeno pretvorbo v električno energijo.
Električno energijo proizvajajo elektrarne: termoelektrarne, hidravlične, jedrske, sončne, geotermalne, vetrne in druge.
Praktično v vseh elektrarnah industrijskega pomena se uporablja naslednja shema: energija nosilca primarne energije s pomočjo posebne naprave se najprej pretvori v mehansko energijo rotacijskega gibanja, ki se prenese na poseben električni stroj - generator. , kjer nastaja električni tok.
Glavne tri vrste elektrarn: termoelektrarne, hidroelektrarne, jedrske elektrarne
Vodilno vlogo v elektroenergetiki mnogih držav imajo termoelektrarne (TE).
Termoelektrarne potrebujejo ogromno organskega goriva, njegove zaloge pa se zmanjšujejo, stroški pa zaradi vse težjih proizvodnih pogojev in transportnih razdalj nenehno naraščajo. Faktor izkoristka goriva v njih je precej nizek (ne več kot 40%), količine odpadkov, ki onesnažujejo okolje, pa so velike.
Ekonomski, tehnični, ekonomski in okoljski dejavniki nam ne omogočajo, da bi termoelektrarne obravnavali kot obetaven način pridobivanja električne energije.
Najbolj ekonomične so hidroelektrarne (HE). Njihov izkoristek doseže 93%, strošek ene kWh pa je 5-krat cenejši kot pri drugih načinih pridobivanja električne energije. Uporabljajo neizčrpen vir energije, servisira jih minimalno število delavcev in so dobro regulirani. Naša država zaseda vodilno mesto v svetu po velikosti in zmogljivosti posameznih hidroelektrarn in agregatov.
Toda hitrost razvoja ovirajo znatni stroški in čas gradnje, zaradi oddaljenosti gradbišč HE od velikih mest, pomanjkanja cest, težkih gradbenih pogojev, na katere vpliva sezonskost rečnega režima, velika območja dragocenih rečnih zemljišča poplavljajo akumulacije, velike akumulacije negativno vplivajo na okoljsko situacijo, močne HE je mogoče zgraditi le tam, kjer so na voljo ustrezni viri.
Jedrske elektrarne (JE) delujejo po enakem principu kot termoelektrarne, in sicer se toplotna energija pare pretvarja v mehansko energijo vrtenja turbinske gredi, ki poganja generator, kjer se mehanska energija pretvarja v električno.
Glavna prednost jedrskih elektrarn je majhna količina porabljenega goriva (1 kg obogatenega urana nadomešča 2,5 tisoč ton premoga), zaradi česar je jedrske elektrarne mogoče graditi na vseh energetsko pomanjkljivih območjih. Poleg tega zaloge urana na Zemlji presegajo zaloge tradicionalnega mineralnega goriva, ob nemotenem delovanju jedrskih elektrarn pa le malo vplivajo na okolje.
Glavna pomanjkljivost jedrskih elektrarn je možnost nesreč s katastrofalnimi posledicami, za preprečevanje katerih so potrebni resni varnostni ukrepi. Poleg tega so jedrske elektrarne slabo regulirane (traja več tednov, da se popolnoma zaustavijo ali zaženejo), tehnologije za predelavo radioaktivnih odpadkov pa niso razvite.
Jedrska energija je prerasla v enega vodilnih sektorjev nacionalnega gospodarstva in se še naprej hitro razvija ter zagotavlja varnost in prijaznost do okolja.

1.1 Generator

Električni generator je naprava, v kateri se neelektrične oblike energije (mehanska, kemična, toplotna) pretvarjajo v električno energijo.
Načelo delovanja generatorja temelji na pojavu elektromagnetna indukcija ko se v prevodniku, ki se giblje v magnetnem polju in prečka njegove magnetne silnice, inducira EMF, zato lahko tak prevodnik obravnavamo kot vir električne energije.
Metoda pridobivanja inducirane emf, pri kateri se prevodnik premika v magnetnem polju in se premika navzgor ali navzdol, je v praktični uporabi zelo neprijetna. Zato generatorji ne uporabljajo premočrtnega, temveč rotacijskega gibanja prevodnika.
Glavni deli vsakega generatorja so: sistem magnetov ali najpogosteje elektromagnetov, ki ustvarjajo magnetno polje, in sistem prevodnikov, ki to magnetno polje prečkajo.
Alternator je električni stroj, ki pretvarja mehansko energijo v izmenično električno energijo. Večina alternatorjev uporablja rotacijsko magnetno polje.

Ko se okvir vrti, se magnetni tok skozi njega spreminja, zato se v njem inducira EMF. Ker je okvir povezan z zunanjim električnim tokokrogom s pomočjo zbiralnika toka (obročki in ščetke), se v okvirju in zunanjem tokokrogu pojavi električni tok.
Z enakomernim vrtenjem okvirja se kot vrtenja spreminja po zakonu:

Tudi magnetni pretok skozi okvir se s časom spreminja, njegovo odvisnost določa funkcija:

kje S− območje okvirja.
Po Faradayevem zakonu elektromagnetne indukcije je EMF indukcije, ki se pojavi v okvirju:

kjer je amplituda EMF indukcije.
Druga vrednost, ki označuje generator, je moč toka, izražena s formulo:

kje jaz je moč toka v danem trenutku, sem- amplituda jakosti toka (največja vrednost jakosti toka v absolutni vrednosti), φc- fazni zamik med nihanji toka in napetosti.
Električna napetost na sponkah generatorja se spreminja po sinusnem ali kosinusnem zakonu:

Skoraj vsi generatorji v naših elektrarnah so generatorji trifaznega toka. V bistvu je vsak tak generator povezava v enem električnem stroju treh generatorjev izmeničnega toka, zasnovanih tako, da se v njih inducirani EMF premaknejo drug glede na drugega za eno tretjino obdobja:

2. Poraba električne energije

Napajanje industrijskih podjetij. Industrijska podjetja porabijo 30-70 % električne energije, proizvedene v okviru elektroenergetskega sistema. Znatne razlike v industrijski porabi določajo industrijski razvoj in podnebne razmere različnih držav.
Napajanje elektrificiranega prometa. Usmerniške transformatorske postaje enosmernega električnega prometa (mestne, industrijske, medkrajevne) in padajoče transformatorske postaje daljinskega električnega prometa na izmenični tok se napajajo z električno energijo iz električnih omrežij EES.
Napajanje gospodinjskih porabnikov. Ta skupina PE vključuje široko paleto zgradb, ki se nahajajo v stanovanjskih območjih mest. To so stanovanjske stavbe, stavbe za upravno-upravne namene, izobraževalne in znanstvene ustanove, trgovine, stavbe za zdravstvo, kulturne namene, javno prehrano itd.

III. transformatorji

Transformator - statična elektromagnetna naprava z dvema ali več induktivno sklopljenimi navitji in zasnovana za pretvorbo enega (primarnega) sistema izmeničnega toka v drug (sekundarni) sistem izmeničnega toka s pomočjo elektromagnetne indukcije.

Shema transformatorske naprave

1 - primarno navitje transformatorja
2 - magnetno vezje
3 - sekundarno navitje transformatorja
F- smer magnetnega pretoka
U 1- napetost na primarnem navitju
U 2- napetost na sekundarnem navitju

Prve transformatorje z odprtim magnetnim krogom je leta 1876 predlagal P.N. Yablochkov, ki je z njimi napajal električno "svečo". Leta 1885 so madžarski znanstveniki M. Deri, O. Blaty, K. Zipernovsky razvili enofazne industrijske transformatorje z zaprtim magnetnim krogom. V letih 1889-1891. M.O. Dolivo-Dobrovolsky je predlagal trifazni transformator.

1. Imenovanje

Transformatorji se pogosto uporabljajo na različnih področjih:
Za prenos in distribucijo električne energije
Običajno v elektrarnah generatorji izmeničnega toka proizvajajo električno energijo pri napetosti 6-24 kV, zato je donosno prenašati električno energijo na velike razdalje pri veliko višjih napetostih (110, 220, 330, 400, 500 in 750 kV) . Zato so v vsaki elektrarni nameščeni transformatorji, ki povečujejo napetost.
Distribucija električne energije med industrijskimi podjetji, naselji, v mestih in na podeželju, pa tudi znotraj industrijskih podjetij se izvaja preko nadzemnih in kabelskih vodov z napetostjo 220, 110, 35, 20, 10 in 6 kV. Zato je treba v vseh razdelilnih vozliščih namestiti transformatorje, ki znižajo napetost na 220, 380 in 660 V.
Zagotoviti želeno vezje za vklop ventilov v pretvorniških napravah in uskladiti napetost na izhodu in vhodu pretvornika (pretvorniški transformatorji).
Za različne tehnološke namene: varjenje (varilni transformatorji), napajanje elektrotermičnih inštalacij (elektropečni transformatorji) itd.
Za napajanje različnih tokokrogov radijske opreme, elektronske opreme, komunikacijskih in avtomatizacijskih naprav, gospodinjskih aparatov, za ločevanje električnih tokokrogov različnih elementov teh naprav, za usklajevanje napetosti itd.
V visokonapetostne električne tokokroge ali v tokokroge, skozi katere prehajajo veliki tokovi, vključiti električne merilne instrumente in nekatere naprave (releje ipd.), da bi razširili merilne meje in zagotovili električno varnost. (merilni transformatorji)

2. Razvrstitev

Razvrstitev transformatorja:

• Po dogovoru: splošna moč (uporaba v električnih prenosnih in distribucijskih vodih) in posebna uporaba (peč, usmernik, varjenje, radijski transformatorji).
• Po vrsti hlajenja: z zračnim (suhi transformatorji) in oljnim (oljni transformatorji) hlajenjem.
• Glede na število faz na primarni strani: enofazni in trifazni.
• Glede na obliko magnetnega tokokroga: palični, oklepni, toroidni.
• Po številu navitij na fazo: dvonavitje, tri navitja, več navitij (več kot tri navitja).
• Glede na zasnovo navitij: s koncentričnimi in izmeničnimi (disk) navitji.

3. Naprava

Najenostavnejši transformator (enofazni transformator) je naprava, sestavljena iz jeklenega jedra in dveh navitij.

Načelo naprave enofaznega dvonavitnega transformatorja
Magnetno jedro je magnetni sistem transformatorja, skozi katerega se zapira glavni magnetni tok.
Ko na primarno navitje deluje izmenična napetost, se v sekundarnem navitju inducira EMF enake frekvence. Če je na sekundarno navitje priključen električni sprejemnik, se v njem pojavi električni tok in na sekundarnih sponkah transformatorja se nastavi napetost, ki je nekoliko nižja od EMF in je v relativno majhni meri odvisna od obremenitve.

Simbol transformatorja:
a) - transformator z jeklenim jedrom, b) - transformator s feritnim jedrom

4. Značilnosti transformatorja

• Nazivna moč transformatorja je moč, za katero je načrtovan.
• Nazivna primarna napetost - napetost, za katero je zasnovan primarni navit transformatorja.
• Nazivna sekundarna napetost - napetost na sponkah sekundarnega navitja, dobljena, ko je transformator v prostem teku, in nazivna napetost na sponkah primarnega navitja.
• Nazivni tokovi so določeni z ustreznimi nazivnimi močmi in napetostmi.
• Najvišja nazivna napetost transformatorja je najvišja izmed nazivnih napetosti navitij transformatorja.
• Najnižja nazivna napetost je najmanjša izmed nazivnih napetosti navitij transformatorja.
• Povprečna nazivna napetost - nazivna napetost, ki je vmesna med najvišjo in najnižjo nazivno napetostjo navitij transformatorja.

5. Načini

5.1 Prazen tek

Način mirovanja - način delovanja transformatorja, v katerem je sekundarno navitje transformatorja odprto, na sponkah primarnega navitja pa se uporablja izmenična napetost.

V primarnem navitju transformatorja, priključenega na vir izmeničnega toka, teče tok, zaradi česar se v jedru pojavi izmenični magnetni tok. Φ ki prodira v obe navitji. Ker je Φ enak v obeh navitjih transformatorja, sprememba Φ vodi do pojava enake indukcijske EMF v vsakem obratu primarnega in sekundarnega navitja. Trenutna vrednost indukcijske emf e v katerem koli obratu navitij je enak in je določen s formulo:

kjer je amplituda EMF v enem obratu.
Amplituda indukcijskega EMF v primarnem in sekundarnem navitju bo sorazmerna s številom obratov v ustreznem navitju:

kje N 1 in N 2- število zavojev v njih.
Padec napetosti na primarnem navitju, tako kot na uporu, je zelo majhen v primerjavi z ε 1, in zato za efektivne vrednosti napetosti v primarju U 1 in sekundarni U 2 navitij, bo resničen naslednji izraz:

K- transformacijsko razmerje. pri K>1 padajoči transformator in kdaj K<1 - повышающий.

5.2 Način kratkega stika

Način kratkega stika - način, ko so izhodi sekundarnega navitja zaprti s tokovnim vodnikom z uporom, ki je enak nič ( Z=0).

Kratek stik transformatorja v delovnih pogojih ustvari zasilni način, saj se sekundarni tok in s tem primarni poveča več desetkrat v primerjavi z nominalnim. Zato je v tokokrogih s transformatorji predvidena zaščita, ki v primeru kratkega stika samodejno izklopi transformator.

Razlikovati je treba dva načina kratkega stika:

Zasilni način - ko je sekundarno navitje zaprto pri nazivni primarni napetosti. S takim vezjem se tokovi povečajo za faktor 15–20. Navitje je deformirano, izolacija pa zoglenela. Tudi železo gori. To je težak način. Največja in plinska zaščita odklopi transformator iz omrežja v primeru nujnega kratkega stika.

Eksperimentalni način kratkega stika je način, ko je sekundarno navitje v kratkem stiku in tako zmanjšana napetost dovedena v primarno navitje, ko skozi navitja teče nazivni tok - to je U K- napetost kratkega stika.

V laboratorijskih pogojih se lahko izvede testni kratek stik transformatorja. V tem primeru je napetost izražena v odstotkih U K, pri I 1 \u003d I 1nom določiti u K in se imenuje napetost kratkega stika transformatorja:

kje U 1nom- nazivna primarna napetost.

To je značilnost transformatorja, navedena v potnem listu.

5.3 Način obremenitve

Obremenitveni način transformatorja je način delovanja transformatorja v prisotnosti tokov v vsaj dveh njegovih glavnih navitjih, od katerih je vsak zaprt na zunanje vezje, medtem ko so tokovi, ki tečejo v dveh ali več navitjih v stanju mirovanja, ni upoštevano:

Če je na primarno navitje transformatorja priključena napetost U 1, in priključite sekundarno navitje na obremenitev, se bodo v navitjih pojavili tokovi jaz 1 in jaz 2. Ti tokovi bodo ustvarili magnetne tokove Φ 1 in Φ2 usmerjeni drug proti drugemu. Skupni magnetni pretok v magnetnem krogu se zmanjša. Kot rezultat, EMF, ki ga povzroča skupni tok ε 1 in ε 2 zmanjšanje. RMS napetost U 1 ostane nespremenjena. Zmanjšanje ε 1 povzroči povečanje toka jaz 1:

Z naraščajočim tokom jaz 1 tok Φ 1 poveča ravno toliko, da kompenzira razmagnetizacijski učinek toka Φ2. Ravnotežje se ponovno vzpostavi pri skoraj enaki vrednosti skupnega pretoka.

IV. Prenos električne energije

Prenos električne energije od elektrarne do porabnikov je ena najpomembnejših nalog energetike.
Električna energija se prenaša pretežno po nadzemnih daljnovodih (DV), čeprav obstaja trend vse večje uporabe kablovodov in vodov za enosmerni tok.

Potreba po prenosu električne energije na daljavo je posledica dejstva, da elektriko proizvajajo velike elektrarne z močnimi enotami, porabijo pa jo relativno nizki porabniki energije, razporejeni po velikem območju. Trend koncentracije proizvodnih zmogljivosti pojasnjujemo z dejstvom, da se z njihovo rastjo znižujejo relativni stroški izgradnje elektrarn in stroški proizvedene električne energije.
Postavitev močnih elektrarn se izvaja ob upoštevanju številnih dejavnikov, kot so razpoložljivost energetskih virov, njihova vrsta, rezerve in transportne možnosti, naravne danosti, sposobnost delovanja kot del enotnega energetskega sistema itd. Pogosto se izkaže, da so takšne elektrarne precej oddaljene od glavnih centrov porabe električne energije. Delovanje enotnih elektroenergetskih sistemov, ki pokrivajo velika ozemlja, je odvisno od učinkovitosti prenosa električne energije na daljavo.
Potrebno je prenesti električno energijo od krajev njene proizvodnje do potrošnikov z minimalnimi izgubami. Glavni razlog za te izgube je pretvorba dela električne energije v notranjo energijo žic, njihovo segrevanje.

Po Joule-Lenzovem zakonu je količina toplote Q, ki se v času t sprosti v vodniku zaradi upora R med prehodom toka jaz, je enako:

Iz formule izhaja, da je za zmanjšanje segrevanja žic potrebno zmanjšati jakost toka v njih in njihov upor. Če želite zmanjšati upornost žic, povečajte njihov premer, vendar se lahko zelo debele žice, ki visijo med nosilci daljnovodov, zlomijo pod vplivom gravitacije, zlasti med sneženjem. Poleg tega se s povečanjem debeline žic njihovi stroški povečajo in so izdelani iz relativno drage kovine - bakra. Zato je učinkovitejši način za zmanjšanje izgub energije pri prenosu električne energije zmanjšanje jakosti toka v žicah.
Da bi zmanjšali segrevanje žic pri prenosu električne energije na dolge razdalje, je potrebno, da je tok v njih čim manjši.
Trenutna moč je enaka produktu jakosti toka in napetosti:

Zato je treba za varčevanje z močjo, ki se prenaša na dolge razdalje, povečati napetost za toliko, kolikor se je zmanjšala jakost toka v žicah:

Iz formule sledi, da so pri konstantnih vrednostih prenesene moči toka in upora žic toplotne izgube v žicah obratno sorazmerne s kvadratom napetosti v omrežju. Zato se za prenos električne energije na razdalje več sto kilometrov uporabljajo visokonapetostni daljnovodi (TL), katerih napetost med žicami je več deset in včasih več sto tisoč voltov.
S pomočjo daljnovodov so sosednje elektrarne združene v enotno omrežje, imenovano elektroenergetski sistem. Enotni energetski sistem Rusije vključuje ogromno število elektrarn, nadzorovanih iz enega samega centra, in zagotavlja neprekinjeno oskrbo potrošnikov z električno energijo.

V. GOELRO

1. Zgodovina

GOELRO (Državna komisija za elektrifikacijo Rusije) je organ, ustanovljen 21. februarja 1920 za razvoj projekta elektrifikacije Rusije po oktobrski revoluciji leta 1917.

V delo komisije je bilo vključenih več kot 200 znanstvenikov in tehnikov. Komisijo je vodil G.M. Krzhizhanovsky. Centralni komite Komunistične partije in osebno V. I. Lenin sta dnevno usmerjala delo komisije GOELRO, določila glavne temeljne določbe načrta elektrifikacije države.

Do konca leta 1920 je komisija opravila ogromno dela in pripravila Načrt za elektrifikacijo RSFSR, obseg 650 strani besedila z zemljevidi in shemami za elektrifikacijo regij.
Načrt GOELRO, zasnovan za 10-15 let, je uresničeval Leninove zamisli o elektrifikaciji celotne države in ustvarjanju velike industrije.
Na elektroenergetskem področju je načrt obsegal program obnove in rekonstrukcije predvojne elektroenergetike, izgradnjo 30 regionalnih elektrarn in izgradnjo močnih regionalnih termoelektrarn. Načrtovano je bilo, da bodo elektrarne opremili z velikimi kotli in turbinami za tisti čas.
Ena od glavnih idej načrta je bila široka uporaba velikih vodnih virov države. Poskrbljeno je bilo za korenito prenovo na podlagi elektrifikacije vseh vej narodnega gospodarstva države, predvsem pa za rast težke industrije in racionalno razporeditev industrije po državi.
Izvajanje načrta GOELRO se je začelo v težkih razmerah državljanske vojne in gospodarskega opustošenja.

Od leta 1947 je ZSSR po proizvodnji električne energije na prvem mestu v Evropi in na drugem mestu na svetu.

Načrt GOELRO je imel veliko vlogo v življenju naše države: brez njega ZSSR v tako kratkem času ne bi bilo mogoče pripeljati med najbolj industrijsko razvite države na svetu. Uresničevanje tega načrta je oblikovalo celotno domače gospodarstvo in ga še vedno v veliki meri določa.

Priprava in izvedba načrta GOELRO je postala mogoča izključno zaradi kombinacije številnih objektivnih in subjektivnih dejavnikov: znatnega industrijskega in gospodarskega potenciala predrevolucionarne Rusije, visoke ravni ruske znanstvene in tehnične šole, koncentracije vseh gospodarska in politična moč, njena moč in volja, pa tudi tradicionalna koncilsko-občestvena miselnost ljudstva ter njegov poslušni in zaupljivi odnos do vrhovnih oblastnikov.
Načrt GOELRO in njegovo izvajanje sta dokazala visoko učinkovitost sistema državnega načrtovanja v pogojih strogo centralizirane oblasti in vnaprej določila razvoj tega sistema za več desetletij.

2. Rezultati

Do konca leta 1935 je bil program elektrogradnje nekajkrat presežen.

Namesto 30 je bilo zgrajenih 40 regionalnih elektrarn, v katerih je bilo skupaj z drugimi velikimi industrijskimi postajami predanih 6.914 tisoč kW moči (od tega 4.540 tisoč kW regionalnih, skoraj trikrat več kot po načrtu GOELRO).
Leta 1935 je bilo med deželnimi elektrarnami 13 elektrarn po 100.000 kW.

Pred revolucijo je bila zmogljivost največje elektrarne v Rusiji (1. Moskva) le 75 tisoč kW; ni bilo niti ene velike hidroelektrarne. Do začetka leta 1935 je skupna instalirana moč hidroelektrarn dosegla skoraj 700.000 kW.
Zgrajena je bila največja v tistem času na svetu, hidroelektrarna Dnjeper, Svirskaya 3rd, Volkhovskaya itd.. Na najvišji točki svojega razvoja je enotni energetski sistem ZSSR v mnogih pogledih presegel energetske sisteme razvitih držav. države Evrope in Amerike.

Elektrike v vaseh pred revolucijo praktično niso poznali. Veliki posestniki so postavili majhne elektrarne, vendar jih je bilo malo.

Elektriko so začeli uporabljati v kmetijstvu: v mlinih, sekalnicah, strojih za čiščenje žita, žagah; v industriji, kasneje pa tudi v vsakdanjem življenju.

Seznam uporabljene literature

Venikov V. A., Prenos električne energije na dolge razdalje, M.-L., 1960;
Sovalov S. A., Načini prenosa moči 400-500 kv. EES, M., 1967;
Bessonov, L.A. Teoretične osnove elektrotehnike. Električna vezja: učbenik / L.A. Bessonov. - 10. izd. - M.: Gardariki, 2002.
Elektrotehnika: izobraževalni in metodični kompleks. /IN. M. Kogol, G. P. Dubovitsky, V. N. Borodianko, V. S. Gun, N. V. Klinachev, V. V. Krymsky, A. Ya. Ergard, V. A. Yakovlev; Uredil N.V. Klinacheva. - Čeljabinsk, 2006-2008.
Električni sistemi, v. 3 - Prenos moči z izmeničnim in enosmernim tokom visoke napetosti, M., 1972.

Oprostite, nič ni bilo najdeno.

Domov > Povzetek

povzetek

v fiziki

na temo "Proizvodnja, prenos in raba električne energije"

Učenci 11. A razreda

MOU šola številka 85

Catherine.

Učiteljica:

2003

Abstraktni načrt.

Uvod. 1. Močna generacija.

vrste elektrarn. alternativnih virov energije.

2. Prenos električne energije.

transformatorji.

3. Uporaba električne energije.

Uvod.

Rojstvo energije se je zgodilo pred več milijoni let, ko so se ljudje naučili uporabljati ogenj. Ogenj jim je dajal toploto in svetlobo, bil vir navdiha in optimizma, orožje proti sovražnikom in divjim živalim, zdravilo, pomočnik v poljedelstvu, konzervans za hrano, tehnološko orodje itd. Čudoviti mit o Prometeju, ki je ljudem podaril ogenj, se je v stari Grčiji pojavil veliko pozneje kot marsikje po svetu, metode dokaj sofisticiranega ravnanja z ognjem, njegovega pridobivanja in gašenja, ohranjanja ognja in racionalno uporabo goriva. Dolga leta so ogenj vzdrževali s kurjenjem rastlinskih energentov (les, grmičevje, trstičje, trava, suhe alge itd.), nato pa so odkrili, da je za vzdrževanje ognja mogoče uporabiti fosilne snovi: premog, nafto. , skrilavec, šota. Danes energija ostaja glavna sestavina človekovega življenja. Omogoča ustvarjanje različnih materialov in je eden glavnih dejavnikov pri razvoju novih tehnologij. Preprosto povedano, brez obvladovanja različnih vrst energije človek ne more v celoti obstajati.

Močna generacija.

Vrste elektrarn.

Termoelektrarna (TE), elektrarna, ki proizvaja električno energijo kot rezultat pretvorbe toplotne energije, ki se sprošča pri zgorevanju fosilnih goriv. Prve termoelektrarne so se pojavile konec 19. stoletja in postale zelo razširjene. Sredi 70. let 20. stoletja so bile TE glavna vrsta električnih postaj. V termoelektrarnah se kemična energija goriva pretvarja najprej v mehansko in nato v električno. Gorivo za takšno elektrarno je lahko premog, šota, plin, oljni skrilavec, kurilno olje. Termoelektrarne delimo na kondenzacija(IES), ki je zasnovan samo za proizvodnjo električne energije, in termoelektrarne(SPTE), ki poleg električne proizvaja tudi toplotno energijo v obliki tople vode in pare. Velike IES regionalnega pomena se imenujejo državne daljinske elektrarne (GRES). Najenostavnejši shematski diagram IES na premog je prikazan na sliki. Premog se dovaja v bunker za gorivo 1, iz njega pa v drobilnico 2, kjer se spremeni v prah. Premogov prah vstopi v peč generatorja pare (parni kotel) 3, ki ima sistem cevi, v katerem kroži kemično prečiščena voda, imenovana napajalna voda. V kotlu se voda segreje, izhlapi in nastala nasičena para se segreje na temperaturo 400-650 ° C in pod tlakom 3-24 MPa vstopi v parno turbino 4 skozi parni cevovod. parametri so odvisni od moči enot. Termokondenzacijske elektrarne imajo nizek izkoristek (30-40%), saj se večina energije izgubi z dimnimi plini in hladilno vodo kondenzatorja. Ugodno je graditi IES v neposredni bližini črpalnih mest. Hkrati se lahko porabniki električne energije nahajajo na precejšnji razdalji od postaje. soproizvodnja toplote in elektrarne razlikuje se od kondenzacijske postaje s posebno vgrajeno grelno turbino z odvzemom pare. Pri SPTE se en del pare v celoti porabi v turbini za proizvodnjo električne energije v generatorju 5 in nato vstopi v kondenzator 6, medtem ko se drugi del, ki ima visoko temperaturo in tlak, odvzame iz vmesne stopnje pare. turbino in se uporablja za oskrbo s toploto. Kondenzat dovaja črpalka 7 skozi odzračevalnik 8 in nato dovodna črpalka 9 v generator pare. Količina pridobljene pare je odvisna od potreb podjetij po toplotni energiji. Učinkovitost SPTE doseže 60-70%. Takšne postaje so običajno zgrajene v bližini potrošnikov - industrijskih podjetij ali stanovanjskih območij. Najpogosteje delajo na uvoženo gorivo. Precej manj razširjene so toplotne postaje z plinska turbina(GTPS), para-plin(PGES) in dizelskih elektrarn. V zgorevalni komori GTPP zgoreva plin ali tekoče gorivo; produkti izgorevanja s temperaturo 750-900 ºС vstopijo v plinsko turbino, ki vrti električni generator. Izkoristek takšnih termoelektrarn je običajno 26-28%, moč je do nekaj sto MW . GTPP se običajno uporabljajo za pokrivanje konic električne obremenitve. Izkoristek SGPP lahko doseže 42 - 43%.Najbolj ekonomične so velike termoelektrarne s parnimi turbinami (skrajšano TPP). Večina termoelektrarn pri nas kot gorivo uporablja premogov prah. Za proizvodnjo 1 kWh električne energije se porabi nekaj sto gramov premoga. V parnem kotlu se več kot 90 % energije, ki jo sprosti gorivo, prenese na paro. V turbini se kinetična energija parnih curkov prenaša na rotor. Turbinska gred je togo povezana z gredjo generatorja. Sodobne parne turbine za termoelektrarne so zelo napredni, hitri, visoko varčni stroji z dolgo življenjsko dobo. Njihova moč v različici z eno gredjo doseže 1 milijon 200 tisoč kW in to ni meja. Takšni stroji so vedno večstopenjski, t.j. običajno imajo več deset diskov z delovnimi rezili in enako število skupin šob pred vsakim diskom, skozi katere teče curek pare. Tlak in temperatura pare se postopoma zmanjšujeta. Iz tečaja fizike je znano, da se učinkovitost toplotnih motorjev poveča s povečanjem začetne temperature delovne tekočine. Zato se para, ki vstopa v turbino, doseže visoke parametre: temperatura je skoraj do 550 ° C, tlak pa do 25 MPa. Učinkovitost TPP doseže 40%. Večina energije se izgubi skupaj z vročo izpušno paro. Hidroelektrarna (HE), kompleks objektov in opreme, skozi katere se energija vodnega toka pretvarja v električno energijo. HPP je sestavljen iz serijskega kroga hidrotehnični objekti, zagotavljanje potrebne koncentracije vodnega toka in ustvarjanje tlaka ter napajalna oprema, ki pretvarja energijo vode, ki se premika pod pritiskom, v mehansko rotacijsko energijo, ki se nato pretvori v električno energijo. Padec hidroelektrarne nastane s koncentracijo padca reke v uporabljenem odseku ob jezu oz. izpeljava, ali jez in odvod skupaj. Glavna energetska oprema HE se nahaja v stavbi HE: v strojnici elektrarne - hidravlične enote, pomožna oprema, naprave za avtomatsko krmiljenje in spremljanje; v centralni nadzorni točki - operatersko-dispečerska konzola oz operater hidroelektrarne. Spodbujanje transformatorska postaja Nahaja se tako znotraj objekta HE kot v ločenih objektih ali na odprtih površinah. Distribucijske naprave pogosto na odprtem območju. Stavbo elektrarne lahko razdelimo na sklope z eno ali več enotami in pomožna oprema ločeno od sosednjih delov stavbe. Pri zgradbi HE ali v njej je ustvarjeno montažno mesto za montažo in popravilo različne opreme ter za pomožna vzdrževalna dela HE. Glede na nameščeno moč (in MW) razlikovati med hidroelektrarnami močan(St. 250), povprečje(do 25) in majhna(do 5). Moč hidroelektrarne je odvisna od tlaka (razlika med nivoji gorvodnega in dolvodnega toka ), pretok vode, ki se uporablja v hidravličnih turbinah, in učinkovitost hidravlične enote. Zaradi številnih razlogov (zaradi npr. sezonskih sprememb nivoja vode v akumulacijah, spremenljivosti obremenitev energetskega sistema, popravila hidroelektrarn ali hidravličnih objektov itd.) sta tlak in pretok vode stalno spreminjanje, poleg tega pa se spreminja pretok pri regulaciji - proizvodnja električne energije HE. Obstajajo letni, tedenski in dnevni cikli načina delovanja HE. Glede na maksimalni uporabljeni tlak delimo HE na visok pritisk(nad 60 m), srednji tlak(od 25 do 60 m) in nizek pritisk(od 3 do 25 m). Na ravninskih rekah tlak le redko preseže 100 m, v gorskih razmerah je skozi jez mogoče ustvariti pritiske do 300 m in več ter s pomočjo izpeljave - do 1500 m. Razdelitev HE glede na uporabljeni tlak je približna, pogojna. Glede na shemo rabe vodnih virov in koncentracijo pritiskov HE običajno delimo na kanal, blizu jezu, preusmeritev s tlačnim in breztlačnim odvodom, mešana, črpalna akumulacija in plimovanje. Pri pretočnih in objezovnih HE vodni tlak ustvarja jez, ki zapre reko in dvigne gladino vode v zgornjem toku. Hkrati je nekaj poplav v dolini neizogibno. Pretočne in objezove hidroelektrarne so zgrajene tako na nižinskih visokovodnih rekah kot na gorskih rekah, v ozkih stisnjenih dolinah. Za pretočne HE so značilni padci do 30-40 m. Pri višjih tlakih se izkaže, da je prenos hidrostatičnega pritiska vode na zgradbo elektrarne nepraktičen. V tem primeru vrsta jez V spodnjem toku meji hidroelektrarna, pri kateri je tlačna fronta po vsej dolžini pregrajena z jezom, objekt hidroelektrarne pa se nahaja za jezom. Druga vrsta postavitve blizu jezu Hidroelektrarna ustreza gorskim razmeram z relativno nizkimi pretoki reke. AT izpeljanka Hidroelektrarna Koncentracija padca reke se ustvari z izpeljavo; Voda na začetku uporabljenega odseka reke je odvedena iz struge z napeljavo, z naklonom, ki je bistveno manjši od povprečnega naklona reke na tem odseku in z izravnavo zavojev in zavojev struge. Zaključek derivacije se pripelje na lokacijo objekta HE. Odpadna voda se vrača v reko ali pa se odvaja v naslednjo derivacijsko HE. Izpeljava je ugodna, kadar je naklon reke velik. Posebno mesto med HE zavzemajo črpalne elektrarne(PSPP) in plimske elektrarne(PES). Izgradnja črpalne elektrarne je posledica povečanja povpraševanja po konični moči v velikih energetskih sistemih, ki določa potrebno proizvodno moč za pokrivanje koničnih obremenitev. Sposobnost črpalne elektrarne za akumulacijo energije temelji na tem, da električno energijo, ki je določen čas prosta v elektroenergetskem sistemu, porabijo črpalne naprave, ki v črpalnem načinu črpajo vodo iz rezervoarja v zgornji skladiščni bazen. Med konicami obremenitve se akumulirana energija vrne v elektroenergetski sistem (voda iz zgornjega bazena vstopi v tlačni cevovod in vrti hidravlične enote, ki delujejo v trenutnem generatorskem načinu). PES pretvarjajo energijo morskega plimovanja v električno energijo. Električna energija plimskih hidroelektrarn se lahko zaradi nekaterih značilnosti, povezanih s periodično naravo plimovanja, uporablja v elektroenergetskih sistemih le v povezavi z energijo regulacijskih elektrarn, ki nadomestijo padce moči plimovanja. elektrarne čez dan ali mesece. Najpomembnejša lastnost hidroenergetskih virov v primerjavi z viri goriva in energije je njihovo nenehno obnavljanje. Pomanjkanje potrebe po gorivu za HE določa nizke stroške električne energije, proizvedene v HE. Zato je gradnja hidroelektrarn kljub znatnim, specifičnim kapitalskim vložkom na 1 kW inštalirana moč in dolgi časi gradnje, so bili in so velikega pomena, še posebej ko je povezan z umeščanjem elektro intenzivnih industrij. Nuklearna elektrarna (NPP), elektrarna, v kateri se atomska (jedrska) energija pretvarja v električno energijo. Generator električne energije v jedrski elektrarni je jedrski reaktor. Toplota, ki se sprosti v reaktorju kot posledica verižne reakcije cepitve jeder nekaterih težkih elementov, se nato, tako kot v klasičnih termoelektrarnah (TE), pretvori v električno energijo. Za razliko od termoelektrarn, ki delujejo na fosilna goriva, jedrske elektrarne delujejo na jedrski požar-kot(na osnovi 233 U, 235 U, 239 Pu). Ugotovljeno je bilo, da svetovni energetski viri jedrskega goriva (uran, plutonij itd.) bistveno presegajo energetske vire naravnih zalog organskega goriva (nafta, premog, zemeljski plin in itd.). To odpira široke možnosti za zadovoljitev hitro rastočega povpraševanja po gorivu. Poleg tega je treba upoštevati vedno večjo porabo premoga in nafte za tehnološke namene svetovne kemične industrije, ki postaja resna konkurenca termoelektrarnam. Kljub odkritju novih nahajališč organskega goriva in izboljšanju metod za njegovo pridobivanje v svetu obstaja težnja k relativnemu povečanju njegovih stroškov. To ustvarja najtežje pogoje za države z omejenimi zalogami fosilnih goriv. Očitna je potreba po hitrem razvoju jedrske energije, ki že zaseda vidno mesto v energetski bilanci številnih industrijskih držav sveta. Shematski diagram jedrske elektrarne z vodno hlajenim jedrskim reaktorjem je prikazan na sl. 2. Toplota, ki nastaja v jedro reaktor hladilna tekočina, zajema voda 1. kroga, ki jo skozi reaktor črpa obtočna črpalka. Ogrevana voda iz reaktorja vstopi v toplotni izmenjevalnik (generator pare) 3, kjer prenese toploto, prejeto v reaktorju, na vodo 2. kroga. Voda iz 2. kroga izhlapi v uparjalniku in nastane para, ki nato vstopi v turbino. 4.
Najpogosteje se v jedrskih elektrarnah uporabljajo 4 vrste reaktorjev s toplotnimi nevtroni: 1) vodno hlajeni reaktorji z navadno vodo kot moderatorjem in hladilnim sredstvom; 2) grafit-voda z vodnim hladilnim sredstvom in grafitnim moderatorjem; 3) težka voda z vodnim hladilnim sredstvom in težka voda kot moderator; 4) graffito - plin s plinskim hladilnim sredstvom in grafitnim moderatorjem. Izbira pretežno uporabljenega tipa reaktorja je odvisna predvsem od nabranih izkušenj na nosilcu reaktorja, pa tudi od razpoložljivosti potrebne industrijske opreme, surovin itd. Reaktor in njegovi servisni sistemi vključujejo: sam reaktor z biološko zaščito , toplotni izmenjevalniki, črpalke ali puhala za kroženje hladilne tekočine, cevovodi in armature za kroženje tokokroga, naprave za ponovno polnjenje jedrskega goriva, posebni prezračevalni sistemi, zasilno hlajenje itd. Za zaščito osebja jedrske elektrarne pred izpostavljenostjo sevanju je reaktor obdan z biološko zaščito, katere glavni material so beton, voda, serpentinski pesek. Oprema reaktorskega tokokroga mora biti popolnoma zatesnjena. Zagotovljen je sistem za spremljanje mest morebitnega iztekanja hladilne tekočine, sprejeti so ukrepi, da pojav puščanj in prekinitev v tokokrogu ne povzroči radioaktivnih emisij in onesnaženja prostorov NEK in okolice. Radioaktivni zrak in majhna količina hlapov hladilne tekočine se zaradi prisotnosti puščanja iz tokokroga odstranijo iz nenadzorovanih prostorov NEK s posebnim prezračevalnim sistemom, v katerem so predvideni čistilni filtri in zadrževalni plini, da se prepreči možnost onesnaženja ozračja. Služba za dozimetrični nadzor spremlja izpolnjevanje pravil sevalne varnosti s strani osebja NEK. Razpoložljivost biološka zaščita, posebnih sistemov prezračevanja in zasilnega hlajenja ter storitev dozimetričnega nadzora vam omogoča popolno varnost strežno osebje NEK pred škodljivimi učinki radioaktivne izpostavljenosti. Jedrske elektrarne, ki so najsodobnejši tip elektrarn, imajo vrsto pomembnih prednosti pred drugimi vrstami elektrarn: v normalnih pogojih delovanja popolnoma ne onesnažujejo okolja, ne potrebujejo vezave na vir surovin. in ga je zato mogoče postaviti skoraj povsod. Zmogljivost novih agregatov je skoraj enaka moči povprečne hidroelektrarne, vendar je faktor izkoriščenosti inštalirane moči jedrskih elektrarn (80 %) bistveno višji kot pri hidroelektrarnah ali termoelektrarnah. Bistvenih pomanjkljivosti jedrskih elektrarn v normalnih pogojih delovanja praktično ni. Vendar pa ne moremo opaziti nevarnosti jedrskih elektrarn v možnih okoliščinah višje sile: potresi, orkani itd. - tukaj stari modeli energetskih enot predstavljajo potencialno nevarnost radiacijske kontaminacije ozemelj zaradi nenadzorovanega pregrevanja reaktorja.

Alternativni viri energije.

Energija sonca. V zadnjem času se je zanimanje za problematiko izrabe sončne energije izjemno povečalo, saj je energetski potencial na osnovi izrabe neposrednega sončnega sevanja izredno velik. Najenostavnejši zbiralnik sončnega sevanja je počrnjena kovinska (običajno aluminijasta) pločevina, znotraj katere so cevi, po katerih kroži tekočina. Ogrevana s sončno energijo, ki jo absorbira kolektor, se tekočina dovaja za neposredno uporabo. Sončna energija je ena materialno najbolj intenzivnih vrst proizvodnje energije. Široka uporaba sončne energije pomeni velikansko povečanje potreb po materialih in posledično delovnih virih za pridobivanje surovin, njihovo bogatenje, proizvodnjo materialov, izdelavo heliostatov, kolektorjev, druge opreme, in njihov prevoz. Doslej je električna energija, pridobljena s sončnimi žarki, veliko dražja od tiste, pridobljene s tradicionalnimi metodami. Znanstveniki upajo, da bodo poskusi, ki jih bodo izvajali v eksperimentalnih napravah in postajah, pomagali rešiti ne le tehnične, ampak tudi ekonomske težave. vetrna energija. Energija premikajočih se zračnih mas je ogromna. Zaloge vetrne energije so več kot stokrat večje od zalog hidroenergije vseh rek na planetu. Vetrovi pihajo nenehno in povsod po zemlji. Podnebne razmere omogočajo razvoj vetrne energije na velikem območju. Toda v teh dneh motorji na vetrni pogon pokrivajo le eno tisočinko svetovnih potreb po energiji. Zato pri izdelavi zasnov vetrnega kolesa, srca vsake vetrne elektrarne, sodelujejo strokovnjaki za gradnjo letal, ki znajo izbrati najustreznejši profil lopatic in ga raziskati v vetrovniku. S prizadevanji znanstvenikov in inženirjev je bilo ustvarjenih najrazličnejših modelov sodobnih vetrnih turbin. Zemeljska energija. Že od antičnih časov so ljudje vedeli za spontane manifestacije velikanske energije, ki se skriva v drobovju sveta. Spomin človeštva hrani legende o katastrofalnih vulkanskih izbruhih, ki so terjali na milijone človeških življenj, do neprepoznavnosti spremenili videz mnogih krajev na Zemlji. Moč izbruha celo relativno majhnega vulkana je ogromna, večkrat presega moč največjih elektrarn, ki so jih ustvarile človeške roke. Res je, da o neposredni uporabi energije vulkanskih izbruhov ni treba govoriti, zaenkrat ljudje nimajo možnosti zajeziti tega nepokornega elementa.Energija Zemlje ni primerna le za ogrevanje prostorov, kot je na Islandiji, temveč tudi za proizvodnjo električne energije. Elektrarne na vroče podzemne izvire delujejo že dolgo. Prvo takšno elektrarno, še dokaj nizke moči, so zgradili leta 1904 v majhnem italijanskem mestecu Larderello. Postopoma je moč elektrarne rasla, obratovalo je vedno več novih enot, uporabljali so se novi viri tople vode in danes je moč elektrarne že dosegla impresivno vrednost 360 tisoč kilovatov.

Prenos električne energije.

Transformatorji.

Kupili ste hladilnik ZIL. Prodajalec vas je opozoril, da je hladilnik zasnovan za omrežno napetost 220 V. In v vaši hiši je omrežna napetost 127 V. Zastoj? Sploh ne. Samo doplačati morate in kupiti transformator. Transformator- zelo preprosta naprava, ki vam omogoča povečanje in zmanjšanje napetosti. Pretvorba AC se izvaja s pomočjo transformatorjev. Prvič je transformatorje uporabil leta 1878 ruski znanstvenik P. N. Yablochkov za napajanje "električnih sveč", ki jih je izumil, takrat novega vira svetlobe. Idejo P. N. Yablochkova je razvil uslužbenec moskovske univerze I. F. Usagin, ki je zasnoval izboljšane transformatorje.Transformator je sestavljen iz zaprtega železnega jedra, na katerega sta nameščeni dve (včasih več) tuljavi z žičnimi navitji (sl. 1) . Eno od navitij, imenovano primarno, je priključeno na vir izmenične napetosti. Drugo navitje, na katerega je priključena "obremenitev", to je naprave in naprave, ki porabljajo električno energijo, se imenuje sekundarna.

Slika 1 Slika 2

Diagram naprave transformatorja z dvema navitjema je prikazan na sliki 2, simbol, sprejet zanj, pa na sliki. 3.

Delovanje transformatorja temelji na pojavu elektromagnetne indukcije. Ko skozi primarno navitje teče izmenični tok, se v železnem jedru pojavi izmenični magnetni tok, ki vzbuja indukcijsko EMF v vsakem navitju. Poleg tega je trenutna vrednost indukcijske emf e v vsak obrat primarnega ali sekundarnega navitja po Faradayevem zakonu je določen s formulo:

e = -Δ F/Δ t

Če F= Ф 0 сosωt, torej e \u003d ω F 0 grehω t, oz e =E 0 grehω t , kje E 0 \u003d ω Ф 0 - amplituda EMF v enem obratu V primarnem navitju, ki ima p 1 obratov, skupna indukcija emf e 1 je enako p 1 e. V sekundarnem navitju je celoten EMF. e 2 je enako p 2 e, kje p 2 - število obratov tega navitja.

Iz tega sledi, da

e 1 e 2 = p 1 p 2 . (1) Vsota napetosti u 1 , ki se nanese na primarno navitje, in EMF e 1 mora biti enak padcu napetosti v primarnem navitju: u 1 + e 1 = jaz 1 R 1 , kje R 1 je aktivni upor navitja in jaz 1 je tok v njem. Ta enačba izhaja neposredno iz splošne enačbe. Običajno je aktivni upor navitja majhen in člen jaz 1 R 1 lahko zanemarimo. Zato u 1 ≈ - e 1 . (2) Ko je sekundarno navitje transformatorja odprto, v njem ne teče tok in velja razmerje:

u 2 ≈ - e 2 . (3)

Ker so trenutne vrednosti emf e 1 in e 2 sprememba faze, potem lahko njihovo razmerje v formuli (1) nadomestimo z razmerjem efektivnih vrednosti E 1 inE 2 te EMF ali ob upoštevanju enakosti (2) in (3) razmerje efektivnih vrednosti napetosti U 1 in U 2 .

U 1 /U 2 = E 1 / E 2 = n 1 / n 2 = k. (4)

Vrednost k imenovano transformacijsko razmerje. Če k> 1, potem je transformator padajoči, s k<1 - Ko je tokokrog sekundarnega navitja sklenjen, v njem teče tok. Potem razmerje u 2 ≈ - e 2 ni več natančno izpolnjena in s tem povezava med U 1 in U 2 postane bolj zapletena kot v enačbi (4).Po zakonu o ohranitvi energije mora biti moč v primarnem krogu enaka moči v sekundarnem krogu: U 1 jaz 1 = U 2 jaz 2, (5)kje jaz 1 in jaz 2 - efektivne vrednosti sile v primarnih in sekundarnih navitjih.

Iz tega sledi, da

U 1 /U 2 = jaz 1 / jaz 2 . (6)

To pomeni, da z večkratnim povečanjem napetosti s pomočjo transformatorja za toliko zmanjšamo tok (in obratno).

Zaradi neizogibnih izgub energije za nastajanje toplote v navitjih in železnem jedru sta enačbi (5) in (6) približno izpolnjeni. Vendar pa v sodobnih transformatorjih visoke moči skupne izgube ne presegajo 2-3%.

V vsakdanji praksi se morate pogosto soočiti s transformatorji. Poleg tistih transformatorjev, ki jih uporabljamo, hočeš nočeš, zaradi dejstva, da so industrijske naprave zasnovane za eno napetost, druga pa se uporablja v mestnem omrežju, poleg njih imamo opravka z avtomobilskimi koluti. Bobbin je stopenjski transformator. Za ustvarjanje iskre, ki vžge delovno mešanico, je potrebna visoka napetost, ki jo dobimo iz avtomobilskega akumulatorja, potem ko z odklopnikom najprej spremenimo enosmerni tok akumulatorja v izmenični. Preprosto je videti, da do izgube energije, ki se porabi za ogrevanje transformatorja, ko se napetost poveča, se tok zmanjša in obratno.

Varilni stroji zahtevajo padajoče transformatorje. Varjenje zahteva zelo visoke tokove, transformator varilnega stroja pa ima le en izhodni obrat.

Verjetno ste opazili, da je jedro transformatorja izdelano iz tankih jeklenih plošč. To se naredi, da ne izgubite energije med pretvorbo napetosti. V ploščatem materialu bodo imeli vrtinčni tokovi manjšo vlogo kot v trdnem materialu.

Doma imate opravka z majhnimi transformatorji. Kar se tiče močnih transformatorjev, so ogromne strukture. V teh primerih se jedro z navitji postavi v rezervoar, napolnjen s hladilnim oljem.

Prenos električne energije

Porabniki električne energije so povsod. Proizvaja se na razmeroma malo mestih v bližini virov goriva in vodnih virov. Zato postane potreben prenos električne energije na razdalje, ki včasih dosežejo več sto kilometrov.

Toda prenos električne energije na dolge razdalje je povezan s precejšnjimi izgubami. Dejstvo je, da jih tok, ki teče skozi daljnovode, segreva. V skladu z zakonom Joule-Lenz je energija, porabljena za ogrevanje žic linije, določena s formulo

Q=I 2 Rt, kjer je R linijski upor. Z dolgim ​​vodom lahko postane prenos energije na splošno ekonomsko nerentabilen. Da bi zmanjšali izgube, lahko seveda sledite poti zmanjšanja upora R linije s povečanjem preseka žic. Toda za zmanjšanje R, na primer, za faktor 100, je treba tudi maso žice povečati za faktor 100. Jasno je, da tako velike porabe dragih barvnih kovin ni mogoče dovoliti, da ne omenjamo težav pri pritrditvi težkih žic na visoke jambore itd. Zato se izgube energije v liniji zmanjšajo na drug način: z zmanjšanjem toka v vrsti. Na primer, zmanjšanje toka za faktor 10 zmanjša količino toplote, sproščene v prevodnikih, za 100-krat, tj. doseže se enak učinek kot pri stokratnem uteževanju žice.

Ker je trenutna moč sorazmerna zmnožku jakosti toka in napetosti, je za ohranitev prenesene moči potrebno povečati napetost v daljnovodu. Poleg tega, daljši kot je daljnovod, bolj donosna je uporaba višje napetosti. Tako se na primer v visokonapetostnem daljnovodu Volzhskaya HPP - Moskva uporablja napetost 500 kV. Medtem so generatorji izmeničnega toka izdelani za napetosti, ki ne presegajo 16-20 kV, saj bi višja napetost zahtevala sprejetje bolj zapletenih posebnih ukrepov za izolacijo navitij in drugih delov generatorjev.

Zato so v velikih elektrarnah nameščeni povečevalni transformatorji. Transformator poveča napetost v liniji tolikokrat, kolikor zmanjša tok. Izguba moči v tem primeru je majhna.

Za neposredno uporabo električne energije v motorjih električnega pogona obdelovalnih strojev, v omrežju razsvetljave in za druge namene je treba napetost na koncih voda zmanjšati. To se doseže s pomočjo padajočih transformatorjev. Poleg tega običajno pride do zmanjšanja napetosti in s tem povečanja jakosti toka v več fazah. Na vsaki stopnji je napetost manjša, območje pokrivanja električnega omrežja pa vse večje. Shema prenosa in distribucije električne energije je prikazana na sliki.

Elektrarne v številnih regijah države so povezane z visokonapetostnimi daljnovodi, ki tvorijo skupno električno omrežje, na katerega so priključeni potrošniki. Takšna zveza se imenuje elektroenergetski sistem. Elektroenergetski sistem zagotavlja nemoteno oskrbo odjemalcev z energijo ne glede na njihovo lokacijo.

Uporaba električne energije.

Uporaba električne energije na različnih področjih znanosti.

20. stoletje je postalo stoletje, ko znanost posega v vse družbene sfere: gospodarstvo, politiko, kulturo, izobraževanje itd. Znanost seveda neposredno vpliva na razvoj energetike in obseg električne energije. Po eni strani znanost prispeva k širjenju obsega električne energije in s tem povečuje njeno porabo, po drugi strani pa v dobi, ko neomejena raba neobnovljivih virov energije predstavlja nevarnost za prihodnje generacije, razvoj energetsko varčnih tehnologij in njihova implementacija v življenje postane nujna naloga znanosti. Razmislimo o teh vprašanjih na konkretnih primerih. Približno 80 % rasti BDP (bruto domačega proizvoda) v razvitih državah dosežejo s tehničnimi inovacijami, ki so večinoma povezane z uporabo električne energije. Vse novo v industriji, kmetijstvu in vsakdanjem življenju prihaja k nam zahvaljujoč novostim v različnih vejah znanosti. Večina znanstvenih dosežkov se začne s teoretičnimi izračuni. Toda če so bili v devetnajstem stoletju ti izračuni narejeni s peresom in papirjem, potem so v dobi znanstvene in tehnološke revolucije (znanstvene in tehnološke revolucije) vsi teoretični izračuni, izbor in analiza znanstvenih podatkov ter celo jezikovna analiza literarnih del z uporabo računalnikov (elektronskih računalnikov), ki delujejo na električno energijo, kar je najprimernejše za njen prenos na daljavo in uporabo. Toda če so bili sprva računalniki uporabljeni za znanstvene izračune, so zdaj računalniki zaživeli iz znanosti. Zdaj se uporabljajo na vseh področjih človekove dejavnosti: za snemanje in shranjevanje informacij, ustvarjanje arhivov, pripravo in urejanje besedil, opravljanje risarskih in grafičnih del, avtomatizacijo proizvodnje in kmetijstva. Elektronizacija in avtomatizacija proizvodnje sta najpomembnejši posledici »druge industrijske« oziroma »mikroelektronske« revolucije v gospodarstvih razvitih držav. Razvoj integrirane avtomatizacije je neposredno povezan z mikroelektroniko, katere kvalitativno nova faza se je začela po izumu mikroprocesorja leta 1971 - mikroelektronske logične naprave, vgrajene v različne naprave za nadzor njihovega delovanja. Mikroprocesorji so pospešili rast robotike. Večina robotov, ki so danes v uporabi, spada v tako imenovano prvo generacijo in se uporabljajo pri varjenju, rezanju, stiskanju, premazovanju itd. Roboti druge generacije, ki jih nadomeščajo, so opremljeni z napravami za prepoznavanje okolja. In roboti - "intelektualci" tretje generacije bodo "videli", "čutili", "slišali". Med najbolj prednostnimi področji uporabe robotov znanstveniki in inženirji označujejo jedrsko energijo, raziskovanje vesolja, transport, trgovino, skladiščenje, zdravstveno oskrbo, predelavo odpadkov in razvoj bogastva oceanskega dna. Večina robotov deluje na električno energijo, vendar se povečana poraba električne energije robotov izravna z znižanjem stroškov energije v številnih energetsko intenzivnih proizvodnih procesih z uvedbo pametnejših metod in novih energetsko varčnih tehnoloških procesov. Ampak nazaj k znanosti. Vse nove teoretične ugotovitve so eksperimentalno preverjene po računalniških izračunih. In praviloma se na tej stopnji izvajajo raziskave s fizikalnimi meritvami, kemičnimi analizami itd. Znanstvena raziskovalna orodja so tukaj raznolika - številni merilni instrumenti, pospeševalci, elektronski mikroskopi, magnetnoresonančni tomografi itd. Večina teh instrumentov eksperimentalne znanosti deluje na električno energijo. Znanost na področju komunikacij in komunikacij se zelo hitro razvija. Satelitska komunikacija se ne uporablja le kot sredstvo mednarodne komunikacije, ampak tudi v vsakdanjem življenju - satelitske antene v našem mestu niso neobičajne. Nova komunikacijska sredstva, kot je optična tehnologija, lahko bistveno zmanjšajo izgube električne energije v procesu prenosa signalov na velike razdalje. Znanost in sfera upravljanja nista zaobšla. Z razvojem znanstvene in tehnološke revolucije, širitvijo proizvodne in neproizvodne sfere človeške dejavnosti, upravljanje začne igrati vse pomembnejšo vlogo pri izboljšanju njihove učinkovitosti. Iz nekakšne umetnosti, do nedavnega na podlagi izkušenj in intuicije, je management postal znanost. Veda o upravljanju, splošnih zakonitostih sprejemanja, shranjevanja, prenosa in obdelave informacij se imenuje kibernetika. Ta izraz izhaja iz grških besed "krmar", "krmar". Najdemo ga v spisih starogrških filozofov. Vendar se je njeno novo rojstvo dejansko zgodilo leta 1948, po objavi knjige "Kibernetika" ameriškega znanstvenika Norberta Wienerja. Pred začetkom »kibernetske« revolucije je obstajalo samo papirnato računalništvo, katerega glavno sredstvo zaznavanja so bili človeški možgani in ni uporabljalo elektrike. "Kibernetska" revolucija je povzročila bistveno drugačno - strojno informatiko, ki ustreza gigantsko povečanim pretokom informacij, katerih vir energije je elektrika. Ustvarili so se popolnoma novi načini pridobivanja informacij, njihovega zbiranja, obdelave in prenosa, ki skupaj tvorijo kompleksno informacijsko strukturo. Vključuje avtomatizirane nadzorne sisteme (avtomatizirane nadzorne sisteme), informacijske banke podatkov, avtomatizirane informacijske baze, računalniške centre, video terminale, fotokopirne in telegrafske stroje, državne informacijske sisteme, satelitske in hitre optične komunikacijske sisteme - vse to je neomejeno razširilo obseg porabe električne energije. Mnogi znanstveniki menijo, da v tem primeru govorimo o novi "informacijski" civilizaciji, ki nadomešča tradicionalno organizacijo družbe industrijskega tipa. Za to specializacijo so značilne naslednje pomembne značilnosti:

široka uporaba informacijske tehnologije v materialni in nematerialni proizvodnji, na področju znanosti, izobraževanja, zdravstva itd.; prisotnost široke mreže različnih bank podatkov, vključno z javno uporabo; preoblikovanje informacij v enega najpomembnejših dejavnikov gospodarskega, nacionalnega in osebnega razvoja; prosti pretok informacij v družbi.

Takšen prehod iz industrijske družbe v "informacijsko civilizacijo" je postal mogoč predvsem zaradi razvoja energetike in zagotavljanja priročne vrste energije pri prenosu in uporabi - električne energije.

Električna energija v proizvodnji.

Sodobne družbe si ni mogoče predstavljati brez elektrifikacije proizvodnih dejavnosti. Že konec osemdesetih let prejšnjega stoletja je bila več kot 1/3 vse porabe energije na svetu izvedena v obliki električne energije. Do začetka naslednjega stoletja se lahko ta delež poveča na 1/2. Takšno povečanje porabe električne energije je povezano predvsem s povečanjem njene porabe v industriji. Glavnina industrijskih podjetij deluje na električni energiji. Visoka poraba električne energije je značilna za energetsko intenzivne industrije, kot so metalurgija, aluminij in strojegradnja.

Elektrika v domu.

Elektrika v vsakdanjem življenju je bistveni pomočnik. Z njo se srečujemo vsak dan in verjetno si življenja brez nje ne moremo več predstavljati. Spomnite se, kdaj ste zadnjič ugasnili luč, torej vaša hiša ni dobila elektrike, spomnite se, kako ste prisegali, da nimate časa za nič in potrebujete svetlobo, potrebujete TV, kotliček in kup drugega električni aparati. Konec koncev, če bomo za vedno brez energije, se bomo preprosto vrnili v tiste davne čase, ko so hrano kuhali na ognju in živeli v hladnih wigwamih. Pomen elektrike v našem življenju je mogoče opisati s celo pesmijo, tako pomembna je v našem življenju in tako smo je navajeni. Čeprav ne opazimo več, da prihaja v naše domove, ko pa je izklopljena, postane zelo neprijetno. Cenite elektriko!

Bibliografija.

Učbenik S.V. Gromova "Fizika, 10. razred". Moskva: Razsvetljenje. Enciklopedični slovar mladega fizika. Spojina. V.A. Chuyanov, Moskva: Pedagogika. Allion L., Wilcons W.. Fizika. Moskva: Nauka. Koltun M. Svet fizike. Moskva. Viri energije. Dejstva, težave, rešitve. Moskva: Znanost in tehnologija. Netradicionalni viri energije. Moskva: Znanje. Yudasin L. S. Energija: težave in upi. Moskva: Razsvetljenje. Podgorny A.N. Vodikova energija. Moskva: Nauka.

povzetek

Eden največjih rešenih problemov v obravnavanem obdobju je bila proizvodnja in raba električne energije - nove energetske osnove industrije in prometa.

povzetek

Zgodovina električne razsvetljave se je začela leta 1870 z izumom žarnice z žarilno nitko, pri kateri je svetloba nastala kot posledica električnega toka.

povzetek

Sredi 19. stoletja se je zgodovina znanosti in tehnologije približala kritičnemu obdobju, ko so se glavna prizadevanja vodilnih znanstvenikov in izumiteljev - elektroinženirjev v mnogih državah osredotočila na eno smer: ustvarjanje bolj priročnih svetlobnih virov.

Dokument

Med najbolj zanimivimi in skrivnostnimi pojavi narave je otroška nadarjenost eno vodilnih mest. Problemi njegove diagnoze in razvoja že stoletja skrbijo vzgojitelje.

Sangadzhieva Lyubov Batovna, učiteljica fizike, najvišja kvalifikacijska kategorija. Delovni program Moskva 2011

Delovni program

Ta delovni program fizike za 10.-11. razred temelji na zvezni komponenti državnega standarda srednjega (popolnega) splošnega izobraževanja fizike (2004).