Производство, пренос и потребление на електрическа енергия. Производство, пренос и използване на електрическа енергия

Видео урок 2: Проблеми с климатика

Лекция: AC. Производство, пренос и потребление на електрическа енергия

AC

AC- това са трептения, които могат да възникнат във верига в резултат на свързването й към източник на променливо напрежение.

Това е променлив ток, който ни заобикаля - присъства във всички вериги в апартаментите, а предаването през проводниците става точно на ток с променливо напрежение. Почти всички електрически уреди обаче работят на постоянно електричество. Ето защо на изхода на изхода токът се коригира и преминава в домакинските уреди под формата на постоянен ток.

Променливият ток е най-лесният за приемане и предаване на всяко разстояние.

Когато изучаваме променлив ток, ще използваме верига, в която ще свържем резистор, намотка и кондензатор. В тази верига се определя напрежението в правото:

Както знаем, синусът може да бъде отрицателен и положителен. Ето защо стойността на напрежението може да има различни посоки. Когато токът е положителен (обратно на часовниковата стрелка), напрежението е по-голямо от нула; когато токът е отрицателен, той е по-малък от нула.

Резистор във верига

Така че, нека разгледаме случая, когато само резистор е свързан към верига с променлив ток. Съпротивлението на резистора се нарича активно. Ще разгледаме тока, който протича обратно на часовниковата стрелка през веригата. В този случай и токът, и напрежението ще имат положителна стойност.

За да определите тока във верига, използвайте следната формула от закона на Ом:

В тези формули аз 0 и U 0 - максимални стойности на ток и напрежение. От това можем да заключим, че максималната стойност на тока е равна на съотношението на максималното напрежение към активното съпротивление:

Тези две величини се променят в една и съща фаза, така че графиките на величините имат еднакъв вид, но различни амплитуди.

Кондензатор във верига

Запомнете! Не може да се получи D.C.във веригата, където има кондензатор. Това е място за прекъсване на потока на тока и промяна на неговата амплитуда. В този случай променливият ток протича перфектно през такава верига, променяйки полярността на кондензатора.

Когато разглеждаме такава верига, ще приемем, че тя съдържа само кондензатор. Токът тече обратно на часовниковата стрелка, тоест е положителен.

Както вече знаем, напрежението на кондензатора е свързано със способността му да натрупва заряд, тоест неговия размер и капацитет.

Тъй като токът е първата производна на заряда, може да се определи по каква формула може да се изчисли, като се намери производната на последната формула:

Както можете да видите, в в този случайсилата на тока се описва от закона на косинуса, докато стойността на напрежението и заряда могат да бъдат описани от закона на синуса. Това означава, че функциите са в противоположна фаза и имат подобен вид на графиката.

Всички знаем, че функциите косинус и синус на един и същи аргумент се различават на 90 градуса една от друга, така че можем да получим следните изрази:

От тук максималната стойност на тока може да се определи по формулата:

Стойността в знаменателя е съпротивлението на кондензатора. Това съпротивление се нарича капацитивно. Той е разположен и обозначен както следва:

С увеличаването на капацитета амплитудната стойност на тока намалява.

Моля, обърнете внимание, че в тази схема използването на закона на Ом е подходящо само в случаите, когато е необходимо да се определи максималната стойност на тока; невъзможно е да се определи токът по всяко време, като се използва този закон поради разликата в фази на напрежението и силата на тока.

Намотка във верига

Помислете за верига, която има намотка. Нека си представим, че няма активно съпротивление. В този случай изглежда, че нищо не трябва да пречи на протичането на ток. Това обаче не е вярно. Работата е там, че когато токът преминава през бобината, започва да се появява вихрово поле, което предотвратява преминаването на ток в резултат на образуването на ток на самоиндукция.

Силата на тока приема следната стойност:

Отново можете да забележите, че токът се променя според косинусния закон, следователно за тази верига има фазово изместване, което може да се види на графиката:

Следователно максималната стойност на тока:

В знаменателя можем да видим формулата, която определя индуктивното съпротивление на веригата.

Колкото по-голямо е индуктивното съпротивление, толкова по-малка е амплитудата на тока.

Намотка, съпротивление и кондензатор във верига.

Ако всички видове съпротивление присъстват едновременно във веригата, тогава стойността на тока може да се определи, както следва, чрез трансформиране Закон на Ом:

Знаменателят се нарича общо съпротивление. Състои се от сумата от квадратите на активното (R) и реактивното съпротивление, състоящо се от капацитивно и индуктивно. Общото съпротивление се нарича "импеданс".

Електричество

Не мога да си представя модерен животбез използване на електрически уреди, които работят с енергия, генерирана от електрически ток. Целият технологичен прогрес се основава на електричеството.

Получаване на енергия от електрически токима огромен брой предимства:

1. Електрическият ток се произвежда доста лесно, тъй като по света има милиарди електроцентрали, генератори и други устройства за производство на електричество.

2. Електричеството може да се предава на огромни разстояния кратки сроковеи без значителни загуби.

3. Възможно е преобразуване на електрическа енергия в механична, светлинна, вътрешна и други видове.

Изпращането на вашата добра работа в базата от знания е лесно. Използвайте формата по-долу

добра работакъм сайта">

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Публикувано на http://www.allbest.ru/

по физика

на тема: "Производство, пренос и потребление на електрическа енергия"

Завършено:

Ученик 11А

Ходакова Юлия

Учител:

Дубинина Марина Николаевна

1. Производство на електроенергия

Електричеството се произвежда в електроцентрали, като често се използват електромеханични индукционни генератори. Има 2 основни типа електроцентрали - ТЕЦ (ТЕЦ) и водноелектрически централи (ВЕЦ) - различаващи се по характера на двигателите, които въртят роторите на генераторите.

Източникът на енергия в топлоелектрическите централи е гориво: мазут, нефтени шисти, масло, въглищен прах. Роторите на електрическите генератори се задвижват от парни и газови турбини или двигатели с вътрешно горене (ДВГ).

Както е известно, ефективността на топлинните двигатели се увеличава с увеличаване на началната температура на работния флуид. Поради това парата, която влиза в турбината, се довежда до около 550 °C при налягане от около 25 MPa. Ефективността на топлоелектрическите централи достига 40%.

В топлоелектрическите централи (CHP) по-голямата част от енергията от отпадъчната пара се използва за индустриални предприятияи за битови нужди. Ефективността на топлоелектрическите централи може да достигне 60-70%.

Във водноелектрическите централи потенциалната енергия на водата се използва за въртене на роторите на генераторите. Роторите се задвижват от хидравлични турбини.

Мощността на станцията зависи от разликата във водните нива, които се създават от язовира (налягане), и от масата на водата, която преминава през турбината за 1 секунда (воден поток).

Част от електроенергията, консумирана в Русия (приблизително 10%), се произвежда в атомни електроцентрали (АЕЦ).

2. Пренос на електроенергия

По принцип този процес е придружен от значителни загуби, които са свързани с нагряването на проводниците на електропровода от ток. Според закона на Джаул-Ленц енергията, изразходвана за нагряване на проводниците, е пропорционална на квадрата на силата на тока и съпротивлението на линията, така че ако линията е дълга, предаването на електричество може да стане икономически неизгодно. Следователно е необходимо да се намали тока, което при дадена предавана мощност води до необходимост от увеличаване на напрежението. Колкото по-дълъг е електропроводът, толкова по-изгодно е да се използват по-високи напрежения (при някои напрежението достига 500 kV). Генераторите за променлив ток произвеждат напрежение, което не може да надвишава 20 kV (което се дължи на свойствата на използваните изолационни материали).

Поради това в електроцентралите се инсталират повишаващи трансформатори, които увеличават напрежението и намаляват тока със същото количество. За захранване на потребителите на електроенергия с необходимото (ниско) напрежение в краищата на електропровода се монтират понижаващи трансформатори. Намаляването на напрежението обикновено се извършва на етапи.

3. Използване на електроенергия

Електрическата енергия се използва почти навсякъде. Разбира се, по-голямата част от произведената електроенергия идва от промишлеността. Освен това транспортът ще бъде основен потребител.

Много железопътни линии отдавна преминаха на електрическа тяга. Осветление на домове, градски улици, промишлени и битови нужди на села и села - всичко това също е голям потребител на електроенергия.

Голяма част от генерираната електроенергия се преобразува в механична енергия. Всички механизми, използвани в индустрията, се задвижват от електродвигатели. Има много консуматори на електроенергия и те се срещат навсякъде.

А електричество се произвежда само на няколко места. Възниква въпросът за преноса на електроенергия и дълги разстояния. При предаване на дълги разстояния има голяма загуба на мощност. Основно това са загуби от нагряване на електрически проводници.

Според закона на Джаул-Ленц енергията, изразходвана за отопление, се изчислява по формулата:

електрическа енергия атомна термична

Тъй като е почти невъзможно да се намали съпротивлението до приемливо ниво, трябва да намалите тока. За да направите това, увеличете напрежението. Обикновено станциите имат повишаващи генератори, а в края на преносните линии има понижаващи трансформатори. И от тях енергията се разпределя към консуматорите.

Търсенето на електрическа енергия непрекъснато нараства. За да се отговори на изискванията за повишено потребление, има два начина:

1. Изграждане на нови електроцентрали

2. Използване на съвременни технологии.

Ефективно използванеелектричество

Първият метод изисква разходи голям бройстроителство и финансови средства. Изграждането на една електроцентрала отнема няколко години. Освен това например топлоелектрическите централи консумират много невъзобновяеми природни ресурси и вредят на околната среда.

Използването на съвременни технологии е много правилно решениетози проблем. Освен това е необходимо да се избягва загубата на енергия и да се намали неефективното използване до минимум.

Публикувано на Allbest.ru

...

Подобни документи

Характеристики на топлинни и атомни електроцентрали, водноелектрически централи. Пренос и преразпределение на електрическа енергия, използването й в промишлеността, бита и транспорта. Изпълнение на повишаване и намаляване на напрежението с помощта на трансформатори.

презентация, добавена на 01/12/2015


Историята на раждането на енергията. Видове електроцентрали и техните характеристики: топлоелектрически и водноелектрически. Алтернативни източници на енергия. Електропредаване и трансформатори. Характеристики на използването на електроенергия в производството, науката и бита.

презентация, добавена на 18.01.2011 г


Индустриална и алтернативна енергия. Предимства и недостатъци на ВЕЦ, ТЕЦ и АЕЦ. Производство на енергия без използване на традиционните изкопаеми горива. Ефективно използване на енергията, спестяване на енергия.

презентация, добавена на 15.05.2016 г


Производство на електрическа енергия. Основни видове електроцентрали. Влиянието на ТЕЦ и АЕЦ върху среда. Изграждане на модерни водноелектрически централи. Предимства на приливните станции. Процент на видовете електроцентрали.

презентация, добавена на 23.03.2015 г


Описание на процесите на производство на електрическа енергия в ТЕЦ, газотурбинни централи и комбинирани топлоелектрически централи. Проучване на дизайна на хидравлични и акумулиращи електроцентрали. Геотермална и вятърна енергия.

резюме, добавено на 25.10.2013 г


Ролята на електроенергията в промишлените процеси модерен етап, методът на неговото производство. Обща схемаелектроенергийната индустрия. Характеристики на основните видове електроцентрали: ядрени, топлинни, водни и вятърни генератори. Предимства на електрическата енергия.

презентация, добавена на 22.12.2011 г


Производство на електроенергия като нейното производство чрез преобразуване от други видове енергия, като се използват специални технически средства. Отличителни черти, техники и ефективност на промишлената и алтернативна енергия. Видове електроцентрали.

презентация, добавена на 11.11.2013 г


Производство на електрическа и топлинна енергия. Хидравлични електроцентрали. Използване на алтернативни източници на енергия. Разпределение на електрическите товари между електроцентралите. Пренос и потребление на електрическа и топлинна енергия.

урок, добавен на 19.04.2012 г


Основи на енергоспестяването, енергийните ресурси, генерирането, преобразуването, преноса и използването различни видовеенергия. Традиционни методиполучаване на топлинна и електрическа енергия. Структура на производството и потреблението на електрическа енергия.

резюме, добавено на 16.09.2010 г


Световни лидери в производството на ядрена енергия. Класификация на атомните електроцентрали. Принципът на тяхното действие. Видове и химически съставядрено гориво и същността на получаването на енергия от него. Механизъм за изтичане верижна реакция. Намиране на уран в природата.

Преносът на електроенергия е процес, който включва доставка на електроенергия до потребителите. Електричеството се произвежда в отдалечени източници (електроцентрали) от огромни генератори, използващи въглища, природен газ, вода, ядрен делене или вятър.

Токът се предава чрез трансформатори, които повишават напрежението му. Високото напрежение е икономически изгодно при предаване на енергия на дълги разстояния. Електропроводи за високо напрежение се простират в цялата страна. Чрез тях електрическият ток достига до подстанции в близост до големите градове, където напрежението му се намалява и се изпраща до малки (разпределителни) електропроводи. Електрическият ток преминава през разпределителните линии във всеки район на града и завършва в трансформаторни кутии. Трансформаторите намаляват напрежението до определена стандартна стойност, която е безопасна и необходима за работата на домакинските устройства. Токът влиза в къщата през проводниците и преминава през измервателен уред, който показва количеството консумирана енергия.

Трансформаторът е статично устройство, което преобразува променлив електрически ток от едно напрежение в променлив ток от друго напрежение, без да променя честотата си.

Може да работи само с променлив ток.

Основни конструктивни части на трансформатора

1. Устройството се състои от три основни части:
2. Първична намотка на трансформатора. Брой навивки N 1.
3. Ядро със затворена форма, изработено от мек магнитен материал (например стомана).

Вторична намотка. Брой навивки N 2.

На диаграмите трансформаторът е изобразен, както следва:

Принцип на действие Работата на силов трансформатор се основава на законаелектромагнитна индукция

Фарадей.

Между две отделни намотки (първична и вторична), които са свързани с общ магнитен поток, възниква взаимна индукция. Взаимната индукция е процесът, при който първична намотка индуцира напрежение във вторична намотка, разположена в непосредствена близост до нея.

Първичната намотка получава променлив ток, който създава магнитен поток, когато е свързан към източник на захранване. Магнитният поток преминава през сърцевината и тъй като се променя с течение на времето, възбужда индуцирана ЕДС във вторичната намотка. Текущото напрежение на втората намотка може да е по-ниско, отколкото на първата, тогава трансформаторът се нарича понижаващ трансформатор. Повишаващият трансформатор има по-високо напрежение на тока на вторичната намотка. Текущата честота остава непроменена. Ефективното намаляване или увеличаване на напрежението не може да увеличи електрическата мощност, така че токът на изхода на трансформатора съответно се увеличава или намалява пропорционално.

За амплитудните стойности на напрежението върху намотките може да се напише следният израз:

k - коефициент на трансформация.<1.

По време на работа на реално устройство винаги има загуба на енергия:

• намотките се нагряват;
• работата се изразходва за магнетизиране на сърцевината;
• Токове на Фуко възникват в ядрото (те оказват термичен ефект върху масивното ядро).

За да се намалят топлинните загуби, сърцевините на трансформатора са направени не от едно парче метал, а от тънки плочи, между които е разположен диелектрик.

>> Производство и използване на електрическа енергия

§ 39 ПРОИЗВОДСТВО И ПОЛЗВАНЕ НА ЕЛЕКТРИЧЕСКА ЕНЕРГИЯ

В наши дни нивото на производство и потребление на енергия е един от най-важните показатели за развитието на промишлените производствени сили. Водеща роля тук играе електричеството – най-универсалната и удобна за използване форма на енергия. Ако потреблението на енергия в света се удвои за около 25 години, то увеличението на потреблението на електроенергия с 2 пъти се случва средно за 10 години. Това означава, че все повече и повече енергоемки процеси се превръщат в електричество.

Производство на електроенергия.Електричеството се произвежда в големи и малки електроцентрали главно с помощта на електромеханични индукционни генератори. Има два основни типа електроцентрали: топлоелектрически и водноелектрически. Тези електроцентрали се различават по двигателите, които въртят роторите на генератора.

В топлоелектрическите централи източникът на енергия е гориво: въглища, газ, нефт, мазут, нефтени шисти. Роторите на електрическите генератори се задвижват от парни и газови турбини или двигатели с вътрешно горене. Най-икономични са големите термични паротурбинни електроцентрали (съкратено ТЕЦ). Повечето топлоелектрически централи у нас използват като гориво въглищен прах. За генерирането на 1 kWh електроенергия се изразходват няколкостотин грама въглища. В парния котел над 90% от енергията, отделена от горивото, се прехвърля на пара. В турбината кинетичната енергия на парните струи се предава на ротора. Валът на турбината е твърдо свързан с вала на генератора. Парните турбогенератори са много бързи: скоростта на ротора е няколко хиляди в минута.

От курса по физика за 10 клас е известно, че ефективността на топлинните двигатели се увеличава с повишаване на температурата на нагревателя и съответно началната температура на работния флуид (пара, газ). Поради това парата, влизаща в турбината, се довежда до високи параметри: температура - почти 550 ° C и налягане - до 25 MPa. Коефициент полезно действие TPP достига 40%. По-голямата част от енергията се губи заедно с горещата отработена пара. Енергийните трансформации са показани на диаграмата, показана на фигура 5.5.

Топлоелектрическите централи - така наречените комбинирани топло- и електрически централи (CHP) - позволяват значителна част от енергията от отпадъчна пара да се използва в промишлени предприятия и за битови нужди (за отопление и топла вода). В резултат на това ефективността на топлоелектрическата централа достига 60-70%. В момента в Русия топлоелектрическите централи осигуряват около 40% от цялата електроенергия и доставят стотици градове с електричество и топлина.

Водноелектрическите централи (ВЕЦ) използват потенциалната енергия на водата, за да въртят роторите на генераторите. Роторите на електрическите генератори се задвижват от хидравлични турбини. Мощността на такава станция зависи от разликата в нивата на водата, създавана от язовира (налягане) и от масата на водата, преминаваща през турбината всяка секунда (воден поток). Енергийните трансформации са показани на диаграмата, показана на фигура 5.6.

Водноелектрическите централи осигуряват около 20% от цялата произведена електроенергия у нас.

Атомните електроцентрали (АЕЦ) играят важна роля в енергийния сектор. В момента атомните електроцентрали в Русия осигуряват около 10% от електроенергията.

Използване на електроенергия.Основният потребител на електроенергия е промишлеността, която генерира около 70% от произведената електроенергия. Транспортът също е основен потребител. Всички повечежелезопътните линии се пренасочват към електрическа тяга. Почти всички села и села получават електричество от електроцентрали за промишлени и битови нужди. Всеки знае за използването на електричество за осветление на домове и в домакински електрически уреди.

Повечето от използваната електроенергия сега се преобразува в механична енергия. Почти всички машини в индустрията се задвижват от електрически двигатели. Те са удобни, компактни и позволяват автоматизация на производството.

Около една трета от електроенергията, консумирана от промишлеността, се използва за технологични цели (електрическо заваряване, електрическо нагряване и топене на метали, електролиза и др.).

Съвременната цивилизация е немислима без широкото използване на електричество. Прекъсване на електрозахранването на голям град по време на авария парализира живота му.

1. Дайте примери за машини и механизми, които изобщо не биха използвали електрически ток!
2. Били ли сте в близост до генератор на електрически ток на разстояние не повече от 100 m!
3. Какво биха загубили жителите на един голям град при повреда в електрическата мрежа!

Мякишев Г. Я., Физика. 11 клас: учебен. за общо образование институции: основни и профилни. нива / Г. Я. Мякишев, Б. В. Буховцев, В. М. Чаругин; редактиран от В. И. Николаева, Н. А. Парфентиева. - 17-то изд., преработено. и допълнителни - М.: Образование, 2008. - 399 с.: ил.

Физика и астрономия за 11 клас безплатно изтегляне, планове на уроци, подготовка за училище онлайн

Съдържание на урока бележки към уроцитеподдържаща рамка презентация урок методи ускорение интерактивни технологии Практикувайте задачи и упражнения самопроверка работилници, обучения, казуси, куестове домашна работа въпроси за дискусия риторични въпроси от ученици Илюстрации аудио, видео клипове и мултимедияснимки, картини, графики, таблици, диаграми, хумор, анекдоти, вицове, комикси, притчи, поговорки, кръстословици, цитати Добавки резюметастатии трикове за любознателните ясли учебници основен и допълнителен речник на термините други Подобряване на учебниците и уроцитекоригиране на грешки в учебникаактуализиране на фрагмент в учебник, елементи на иновация в урока, замяна на остарели знания с нови Само за учители перфектни уроци календарен планза една година методически препоръкидискусионни програми Интегрирани уроци