Producția, transmiterea și consumul de energie electrică. Producția, transmiterea și utilizarea energiei electrice

VIDEO TUTORIAL 2: Sarcini variabile curente

Lectura: Curent alternativ. Producția, transmiterea și consumul de energie electrică

Curent alternativ

Curent alternativ - Acestea sunt oscilații care pot apărea în lanțuri ca urmare a conectării la sursa de tensiune alternativă.

Toți suntem înconjurați de curent alternativ - este disponibil în toate lanțurile din apartamente, transmisia firului este exact curentul curent de tensiune. Cu toate acestea, aproape toate aparatele electrice lucrează de la electricitate constantă. De aceea, la ieșirea din priză, curentul este îndreptat și sub formă de venituri constante la aparatele de uz casnic.

Este curentul alternativ care este cel mai simplu mod de a obține și de a transfera la orice distanță.

Când studiați curentul alternativ, vom folosi lanțul în care vom conecta rezistorul, bobina și condensatorul. În acest circuit, tensiunea este determinată potrivit Legii:

După cum știm, sinusul poate fi negativ și pozitiv. Acesta este motivul pentru care valoarea tensiunii poate lua direcții diferite. Cu o direcție pozitivă a fluxului curent (în sens invers acelor de ceasornic), tensiunea este mai mare decât zero, cu o direcție negativă - mai mică de zero.

Rezistor în lanțuri

Deci, să luăm în considerare cazul atunci când doar un rezistor este conectat la un circuit cu curent alternativ. Rezistența rezistenței este numită activă. Vom lua în considerare actualul care curge prin lanț în sens invers acelor de ceasornic. În acest caz, curentul și tensiunea vor avea o valoare pozitivă.

Pentru a determina rezistența curentă în lanț, utilizați următoarea formulă din legea ohm:

În aceste formule I. 0 și U. 0 - valori maxime ale curentului și tensiunii. De aici putem concluziona că valoarea maximă curentă este egală cu raportul dintre tensiunea maximă la rezistența activă:

Aceste două valori sunt modificate în aceeași fază, prin urmare, graficele de mărime au același aspect, dar amplitudini diferite.

Condensator în lanțuri

Tine minte! Este imposibil să obțineți un curent constant în lanțul în care există un condensator. Este un loc pentru a sparge fluxul de curent și schimbarea amplitudinii sale. În același timp, curentul alternativ curge perfect printr-un astfel de lanț, schimbând polaritatea condensatorului.

Când este privită de un astfel de lanț, vom presupune că există un condensator exclusiv în el. Fluxurile curente în sens invers acelor de ceasornic, adică este pozitiv.

După cum știm deja, tensiunea pe condensator este asociată cu posibilitatea de a acumula încărcătura, adică valoarea și rezervorul său.

Deoarece curentul este primul derivat de încărcare, puteți determina care formulă poate fi calculată, găsirea unui derivat din ultima formulă:

După cum puteți vedea, în acest caz, rezistența curentului este descrisă de legea cosiniei, în timp ce valoarea tensiunii și taxa poate fi descrisă de legea sinusurilor. Aceasta înseamnă că funcțiile sunt situate în faza opusă și au o vedere similară a graficului.

Știm cu toții că funcțiile cosiniei și sinusului din același argument diferă de 90 de grade unul de celălalt, astfel încât să puteți obține următoarele expresii:

De aici, valoarea maximă a valorii curente poate fi determinată prin formula:

Valoarea în numitor este rezistența la condensator. Această rezistență se numește capacitiv. Este și denotă după cum urmează:

Cu o creștere a rezistenței capacitive, valoarea amplitudinii picăturilor curente.

Rețineți că, în acest lanț, utilizarea legii OHM este adecvată numai atunci când este necesar să se determine valoarea maximă a curentului, pentru a determina actualul în orice moment în conformitate cu această lege este imposibilă din cauza diferenței de faze de tensiune și curent.

Bobină în lanțuri

Luați în considerare un lanț în care există o bobină. Imaginați-vă că nu are rezistență activă. În acest caz, ar părea că nimic nu ar trebui să împiedice mișcarea actuală. Cu toate acestea, nu este. Lucrul este că, atunci când curentul trece prin bobină, începe un câmp de vortex, care împiedică trecerea curentului ca urmare a formării de auto-inducție.

Curentul ia următoarea valoare:

Se poate observa din nou că schimbările actuale din legea cosiniei, prin urmare, pentru acest lanț, schimbarea de fază este corectă, care poate fi văzută în grafic:

Prin urmare, valoarea maximă a curentului:

În numitor, putem vedea formula pentru care este determinată rezistența inductivă a lanțului.

Cu cât este mai mare rezistența inductivă, valoarea mai puțin semnificativă este amplitudinea actuală.

Bobină, rezistență și condensator în lanț.

Dacă toate tipurile de rezistență sunt prezente în circuit, este posibil să se determine valoarea valorii curente după cum urmează, transformarea legea lui Ohm:

Denumimul se numește rezistență deplină. Se compune din suma pătratelor de rezistență activă (R) și reactivă constând din capacitiv și inductivi. Rezistența deplină se numește "impedanță".

Electricitate

Este imposibil să se prezinte o viață modernă fără utilizarea dispozitivelor electrice care funcționează din cauza energiei pe care se produce curentul electric. Toate progresurile tehnice se bazează pe electricitate.

Obținerea energiei din curentul electric are un număr mare de avantaje:

1. Curentul electric este pur și simplu produs, deoarece în întreaga lume există miliarde de centrale electrice, generatoare și alte echipamente pentru formarea de energie electrică.

2. Puteți transfera energie electrică pentru distanțe uriașe într-un timp scurt și fără pierderi semnificative.

3. Este posibilă transformarea energiei electrice în specii mecanice, ușoare, interioare și altor specii.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplă. Utilizați formularul de mai jos

Elevii, studenți absolvenți, tineri oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Postat de http://www.allbest.ru/

în fizică

pe subiect: "Producția, transmiterea și consumul de energie electrică"

Efectuat:

Elev 11a.

Khodakova Julia.

Profesor:

Dubinina Marina Nikolaevna.

1. Producția de energie electrică

Electricitatea este efectuată la stațiile electrice adesea cu ajutorul generatoarelor de inducție electromecanică. Există 2 tipuri principale de centrale electrice - centrale termice (TPP) și centrale hidroelectrice (hidroenergie) - motoare diferite care rotesc rotoarele generatorului.

Sursa de energie pe TPP este combustibil: ulei de combustibil, șisturi combustibile, ulei, praf de cărbune. Rotoarele generatoarelor electrice sunt rotite folosind turbine cu abur și gaz sau motoare cu combustie internă (DVS).

După cum știți, eficiența motoarelor termice crește cu o creștere a temperaturii inițiale a fluidului de lucru. Prin urmare, aburul, care intră în turbină, este ajustat la aproximativ 550 ° C la o presiune de aproximativ 25 MPa. Eficiența TPP atinge 40%.

În centralele termice (CHP), cea mai mare parte a energiei aburului uzat este utilizată în întreprinderile industriale și pentru nevoile casnice. CTD CHP poate ajunge la 60-70%.

Puterea hidroelectrică a apei este utilizată pentru a roti rotoarele generatoarelor. Rotoarele sunt acționate de turbine hidraulice.

Puterea stației depinde de diferența de nivele de apă, care sunt create de barajul (presiunea) și pe masa de apă, care trece prin turbină în 1 secundă (consum de apă).

O parte din energia electrică care este consumată în Rusia (aproximativ 10%) se face pe centralele nucleare (NPP).

2. Transmiterea energiei electrice

Practic, acest proces este însoțit de pierderi substanțiale care sunt asociate cu firele de încălzire ale liniilor electrice cu curent. Conform legii Joule-Lenza, energia cheltuită pe încălzirea firelor este o pătrată proporțională a forței actuale și a rezistenței liniei, astfel încât, cu o lungime mare a liniei, transmisia de energie electrică poate să fie dezavantajați din punct de vedere economic. Prin urmare, este necesar să se reducă puterea curentă pe care la o anumită putere transmisă duce la necesitatea creșterii tensiunii. Cu cât linia de alimentare este mai lungă, cu atât mai profitabilă să se utilizeze tensiuni înalte (pe unele tensiune ajunge la 500 kV). Generatoare de curent AC Ventilatoare de ieșire care nu pot fi mai mari de 20 kV (care este asociată cu proprietățile materialelor de izolație utilizate).

Prin urmare, există transformatoare de creștere pe centralele electrice, care măresc tensiunea și reduc rezistența curentă în același timp. Pentru a alimenta consumatorii de energie electrică a tensiunii necesare (scăzute) la capetele liniei de alimentare, transformatoarele sunt reduse. Reducerea stresului este de obicei produsă în etape.

3. Utilizarea energiei electrice

Energia electrică este utilizată aproape peste tot. Desigur, cea mai mare parte a energiei electrice produse cade pe industrie. În plus, un mare consumator va fi transportul.

Multe linii de cale ferată au trecut lung la tracțiune electrică. Iluminarea locuințelor, străzile orașelor, nevoilor și satelor industriale și de uz casnic - toate acestea sunt, de asemenea, un consumator major de energie electrică.

O parte uriașă a energiei electrice se transformă în energie mecanică. Toate mecanismele utilizate în industrie sunt conduse de motoare electrice. Consumatorii de energie electrică sunt suficienți și sunt peste tot.

Și electricitatea se efectuează numai în câteva locuri. Există o întrebare despre transmisia energiei electrice și pentru distanțe lungi. La transmiterea pe distanțe lungi, există o mulțime de pierderi de energie electrică. În principal, pierderile de încălzire a firelor electrice.

Conform legii, Joule-Lenza, energia consumată pentru încălzire se calculează cu formula:

energie electrică atomică termică

Deoarece este aproape imposibil să se reducă rezistența la un nivel acceptabil, atunci trebuie să reduceți puterea curentă. Pentru a face acest lucru, creșteți tensiunea. În mod obișnuit, există generatoare de amplificare la stații, iar la capătul liniilor de unelte coboară transformatoarele. Și deja cu ei energia este împărțită în consumatori.

Nevoia de energie electrică este în continuă creștere. Pentru a îndeplini cererile de creștere a consumului, există două moduri:

1. Construirea de noi centrale electrice

2. Utilizați tehnologii avansate.

Utilizarea eficientă a energiei electrice

Prima metodă necesită costul unui număr mare de resurse de construcții și numerar. Pentru construirea unei centrale electrice a petrecut mai mulți ani. În plus, de exemplu, centralele termice consumă multe resurse naturale neregenerabile și dăunează mediului de mediu.

Utilizați tehnologia avansată este o soluție foarte corectă la această problemă. În plus, este necesar să se evite cheltuielile zadarnice ale energiei electrice și să reducă utilizarea ineficientă la minimum.

Postat pe Allbest.ru.

...

Documente similare

Caracteristicile centralelor termice și nucleare, centrale hidroelectrice. Transferul și redistribuirea energiei electrice, utilizarea acestuia în industrie, viața de zi cu zi, transport. Implementarea și reducerea tensiunii cu transformatoare.

prezentare, adăugată 01/12/2015


Istoria nașterii energiei. Tipuri de centrale electrice și caracteristicile acestora: termice și hidroelectrice. Surse alternative de energie. Transmisie și transformatoare de energie electrică. Caracteristicile utilizării industriei energiei electrice în producție, știință și viața de zi cu zi.

prezentare, adăugată 01/18/2011


Energie industrială și alternativă. Avantaje și dezavantaje ale centralelor hidroelectrice, centrale termice și nucleare. Obținerea de energie fără utilizarea combustibililor fosili tradiționali. Utilizarea eficientă a energiei, economisirea energiei.

prezentare, adăugată 15.05.2016


Producția de energie electrică. Principalele tipuri de centrale electrice. Efectul centralelor termice și nucleare asupra mediului. Dispozitiv de centrale hidroelectrice moderne. Avantajul stațiilor de maree. Rata de interes de tipuri de centrale electrice.

prezentare, adăugată 03/23/2015


Descrierea proceselor de producție a energiei electrice pe centrale electrice de condensare termică, instalații cu turbină cu gaz și centrale termice și electrice. Studiul dispozitivului de centrale electrice hidraulice și acumulante. Energia geotermală și eoliană.

rezumat, a adăugat 10/25/2013


Rolul energiei electrice în procesele industriale în stadiul actual, metoda producției sale. Schema totală de energie electrică. Caracteristicile principalelor tipuri de centrale electrice: generatoare atomice, termice, hidro și eoliene. Avantajele energiei electrice.

prezentare, a adăugat 12/22/2011


Generarea de energie electrică ca producție prin conversie de la alte tipuri de energie utilizând dispozitive tehnice speciale. Caracteristici distinctive, tehnici și eficiență a energiei industriale și alternative. Tipuri de centrale electrice.

prezentare, a adăugat 11/11/2013


Fabricarea energiei electrice și termice. Stații electrice hidraulice. Utilizați surse alternative de energie. Distribuirea încărcăturilor electrice între centralele electrice. Transmiterea și consumul de energie electrică și termică.

tutorial, a adăugat 04/19/2012


Bazele de economisire a energiei, a resurselor energetice, a dezvoltării, transformării, transmiterii și utilizării diferitelor tipuri de energie. Metode tradiționale de producere a energiei termice și electrice. Structura de producție și consum de energie electrică.

rezumat, adăugat 16.09.2010


Liderii mondiali în producția de energie electrică nucleară. Clasificarea centralelor nucleare. Principiul acțiunii lor. Tipuri și compoziția chimică a combustibilului nuclear și esența producției de energie din acesta. Mecanismul de curgere a reacției în lanț. Găsirea de uraniu în natură.

Transmisia de energie electrică este un proces care constă în furnizarea de energie electrică consumatorilor. Electricitatea se efectuează pe surse de producție de la distanță (centrale electrice) cu generatoare uriașe care utilizează cărbune, gaz natural, apă, degradare atomică sau vânt.

Curentul este transmis prin transformatoare care măresc tensiunea. Este o tensiune ridicată este benefică din punct de vedere economic atunci când transmite energie pe distanțe lungi. Linii de alimentare cu înaltă tensiune se extind în întreaga țară. Pe ele, curentul electric ajunge la substații din orașele mari, unde este redusă de tensiunea sa și trimite-o la linii electrice mici (distribuție). Curentul electric călătorește prin linii de distribuție în fiecare zonă a orașului și intră în cabinele transformatorului. Transformatoarele reduc tensiunea la o anumită valoare standard care este sigură și necesară pentru funcționarea dispozitivelor casnice. Actualul se încadrează în casă pe fire și trece prin contorul care arată cantitatea de energie consumată.

Transformatorul este un dispozitiv static care convertește un curent electric alternativ de o tensiune într-un curent alternativ al unei alte tensiuni fără a-și schimba frecvența. Poate funcționa numai la curent alternativ.

Principalele părți structurale ale transformatorului

Dispozitivul este alcătuit din trei părți principale:

1. Înfășurarea transformatorului primar. Numărul de transformări n 1.
2. Formă închisă de bază din material magnetic (de exemplu, oțel).
3. Înfășurare secundară. Numărul de transformări n 2.

În diagrame, transformatorul este descris în acest fel:

Principiul de funcționare

Funcționarea transformatorului de putere se bazează pe legea inducției electromagnetice a Faraday.

Între două înfășurări separate (primare și secundare), care sunt asociate cu un flux magnetic comun, se manifestă o inducție reciprocă. Inducția reciprocă este un proces cu care înfășurarea primară determină tensiunea în bobina secundară situată în imediata apropiere a acestuia.

Un curent variabil vine la înfășurarea primară care produce un flux magnetic când este conectat la o sursă de alimentare. Fluxul magnetic trece prin miez și, din moment ce se schimbă în timp, este excită în lichidarea secundară a inducției EMF. Tensiunea curentă a celei de-a doua înfășurări poate fi mai mică decât prima, atunci transformatorul este numit în jos. La transformatorul de creștere a tensiunii secundare de înfășurare este mai mare. Frecvența curentului rămâne neschimbată. Reducerea sau creșterea efectivă a tensiunii nu poate crește energia electrică, astfel încât la ieșirea transformatorului, rezistența curentă este în mod corespunzător proporțională sau scade.

Pentru valorile tensiunii de amplitudine pe înfășurări, puteți înregistra următoarea expresie:

k este coeficientul de transformare.

Pentru o creștere a transformatorului k\u003e 1 și pentru coborârea - k<1.

În timpul funcționării dispozitivului real, există întotdeauna pierderea de energie:

• Înfășurările sunt încălzite;
• lucrarea de magnetizare a miezului este cheltuită;
• În miez există curenți de fouco (au un efect termic pe un miez masiv).

Pentru a reduce pierderile în încălzire, miezurile de transformare nu sunt făcute de la o bucată solidă de metal, ci de la plăci subțiri, între care se află dielectric.

\u003e\u003e Producția și utilizarea energiei electrice

§ 39 Producția și utilizarea energiei electrice

În Nanie, nivelul de producție și consum de energie este unul dintre cei mai importanți indicatori pentru dezvoltarea forțelor de producție. Rolul principal este jucat de energie electrică - cea mai universală și mai ușor de utilizat formă de energie. În cazul în care consumul de energie din lume este crescut de 2 ori în aproximativ 25 de ani, creșterea consumului de energie electrică este de 2 ori mai mare decât media timp de 10 ani. Aceasta înseamnă că tot mai multe procese asociate cu cheltuielile energetice sunt traduse în energie electrică.

Generarea de energie electrică. Electricitatea se efectuează pe stații electrice mari și mici, în principal cu ajutorul generatoarelor de inducție electromecanică. Există două tipuri principale de centrale electrice: termice și hidroelectrice. Aceste centrale electrice diferă prin rotoarele generatoarelor rotative.

La centralele termice, sursa de energie este combustibil: cărbune, gaz, ulei, ulei de combustibil, șisturi combustibile. Rotoarele generatoarelor electrice sunt acționate de turbine cu abur și gaze sau motoare cu combustie internă. Cele mai economice centrale electrice de turbină termică mare (abreviat: TPP). Majoritatea TPP a țării noastre utilizează praful Hugo ca combustibil. Pentru producția de 1 kW de energie electrică, sunt cheltuite câteva sute de grame de cărbune. Într-un cazan cu abur, sunt transmise peste 90% din energiile secretate de combustibil. În turbină, energia cinetică a aburului cu jet este transmisă de rotor. Arborele turbinei este conectat rigid la arborele generatoarelor. Turbogeneratoarele cu aburi sunt foarte mari: viteza rotorului este de câteva mii pe minut.

Din cursul Fizicii de clasa a 10-a, se știe că eficiența motoarelor termice crește cu o creștere a temperaturii încălzitorului și, în consecință, temperatura inițială a fluidului de lucru (abur, gaz). Prin urmare, aburul care intră în turbină este ajustat la parametrii înalți: temperaturi - aproape până la 550 ° C și presiune - până la 25 MPa. Coeficientul de eficiență al TPP atinge 40%. Cea mai mare parte a energiei se pierde împreună cu un abur de deșeuri fierbinți. Conversia energiei este prezentată în diagrama prezentată în Figura 5.5.

Centralele termice sunt așa-numitele centrale termice (CHP) - permit o parte semnificativă a energiei perechii uzate să se utilizeze în întreprinderile industriale și pentru nevoile de uz casnic (pentru încălzire și alimentare cu apă caldă). Ca rezultat, eficiența CHP atinge 60-70%. În prezent, ChP din Rusia oferă aproximativ 40% din toată energia electrică și oferă sute de orașe cu energie electrică și căldură.

La centralele hidroelectrice (centrale hidroelectrice), energia potențială a apei este utilizată pentru a roti rotoarele generatoarelor. Rotoarele generatoarelor electrice sunt conduse de turbine hidraulice. Puterea unei astfel de posturi depinde de nivelurile de apă create de barajul (presiunea) și de masa de apă care trece prin turbină în fiecare secundă (consumul de apă). Transformările energetice sunt prezentate în diagrama prezentată în Figura 5.6.

Centralele hidroelectrice dau aproximativ 20% din energia electrică produsă în țara noastră.

Centralele electrice atomice (NPP) joacă un rol semnificativ în sectorul energetic. În prezent, NPP-urile din Rusia oferă aproximativ 10% din electricitate.

Utilizarea energiei electrice. Principalul consumator de energie electrică este industria, care reprezintă aproximativ 70% din energia electrică produsă. Un consumator mare este, de asemenea, transportat. O cantitate tot mai mare de linii de cale ferată este tradusă în tracțiune electrică. Aproape toate satele și satele primesc electricitate de la centralele electrice pentru nevoile industriale și de uz casnic. Toată lumea știe despre utilizarea energiei electrice pentru carcasa de iluminat și în aparatele electrice de uz casnic.

Cea mai mare parte a energiei electrice utilizate acum se transformă în energie mecanică. Aproape toate mecanismele din industrie sunt conduse de motoare electrice. Ele sunt convenabile, compacte, permit capacitatea de a automatiza producția.

Aproximativ o treime din energia electrică consumată de industrie este utilizată în scopuri tehnologice (sudare electrică, încălzirea electrică și topirea metalelor, electroliza etc.).

Civilizația modernă este de neconceput fără utilizarea pe scară largă a energiei electrice. Încălcarea ofertei de energie electrică într-un oraș mare, cu un accident paralizând viața lui.

1. Dați exemple de mașini și mecanisme în care curentul electric nu ar fi utilizat!
2. Ați fost aproape de generatorul de curent electric la o distanță care nu depășește 100 m!
3. Indiferent de locuitorii orașului mare ar pierde atunci când un accident de rețea electrică!

Myakyshev G. Ya., Fizica. Gradul 11: Studii. Pentru educația generală. Instituții: Basic și profil. Niveluri / G. Ya. Myakyshev, B. V. Bukhovtsev, V. M. Charugine; Ed. V. I. Nikolaeva, N. A. Parfenteva. - Al 17-lea ed., Pererab. si adauga. - M.: Iluminare, 2008. - 399 C: IL.

Fizica și astronomia pentru descărcare gratuită de gradul 11, planuri pentru lecțiile abstracte, pregătirea la școală online

Design de lecție Lecția abstractă Cadru de referință Prezentare Lecții Metode accelerative Tehnologii interactive Practică Sarcini și exerciții Atelier de auto-testare, Treninguri, Cazuri, Quests Home Sarcini Discuții Probleme Retorice Întrebări de la studenți Ilustrații Audio, clipuri video și multimedia Fotografii, imagini, mese, scheme de umor, glume, glume, proverbe de benzi desenate, zicale, Crosswords, Citate Suplimente Rezumat Articole chips-uri pentru curios foi de cheat manuale de bază și alte globuri suplimentare alți termeni Îmbunătățirea manualelor și a lecțiilor Fixarea erorilor în manual Actualizarea fragmentului în manual. Elemente de inovare în lecție care înlocuiesc cunoștințele învechite noi Numai pentru profesori Lecții perfecte Planul Calendar pentru anul recomandări metodice ale programului de discuții Lecții integrate