Proizvodnja, prenos in poraba električne energije. Proizvodnja, prenos in uporaba električne energije

Video Tutorial 2: Spremenljive točne naloge

Predavanje: Izmenični tok. Proizvodnja, prenos in poraba električne energije

Izmenični tok

Izmenični tok - To so nihanja, ki se lahko pojavijo v verigah, kot je posledica povezovanja z virom izmenične napetosti.

Vsi smo obdani z izmeničnim tokom - na voljo je v vseh verigah v apartmajih, prenos žice je točno trenutni tok napetosti. Vendar pa skoraj vse električne naprave delujejo od nenehnega električne energije. To je razlog, zakaj je na izhodu iz vtičnice, se tok poravnane in v obliki stalnih prihodkov od gospodinjskih aparatov.

To je izmenični tok, ki je najlažji način, da se prenašate na katero koli razdaljo.

Pri študiju izmeničnega toka bomo uporabili verigo, v kateri bomo priključili upor, tuljavo in kondenzator. V tem tokokrogu se določi napetost po zakonu:

Kot vemo, je Sinus lahko negativen in pozitiven. Zato lahko vrednost napetosti vzame različne smeri. S pozitivno smerjo tokovnega toka (v nasprotni smeri urinega kazalca) je napetost večja od nič, z negativno smerjo - manj kot nič.

Upor v verigah

Poglejmo, kdaj je samo upor priključen na vezje z izmeničnim tokom. Odpornost upora se imenuje aktivna. Upoštevali bomo tok, ki teče skozi verigo v nasprotni smeri urinega kazalca. V tem primeru bo imel tok in napetost pozitivno vrednost.

Za določitev trenutne trdnosti v verigi uporabite naslednjo formulo iz zakona ohm.:

V teh formulah. JAZ. 0 in U. 0 - Največje vrednosti toka in napetosti. Od tu lahko sklepamo, da je najvišja vrednost trenutne vrednosti enaka razmerju največje napetosti na aktivno odpornost:

Ti dve vrednosti se spremenita v isti fazi, zato imajo grafi velikosti enak videz, vendar različne amplitude.

Kondenzator v verigah

Ne pozabite! Nemogoče je dobiti konstanten tok v verigi, kjer je kondenzator. To je kraj za prekinitev toka toka in spreminjanje njegove amplitude. Hkrati pa izmenični tok popolnoma teče skozi takšno verigo, ki spreminja polarnost kondenzatorja.

Ko jo gledamo tako verigo, bomo domnevali, da je v njem izključno kondenzator. Trenutni tokovi v nasprotni smeri urinega kazalca, to je pozitivno.

Kot že vemo, je napetost na kondenzatorju povezana z možnostjo akumulacije dajatve, to je njena vrednost in zmogljivost.

Ker je tok prvi derivat, lahko ugotovite, katera formula je mogoče izračunati, najti derivat iz zadnje formule:

Kot lahko vidite, v tem primeru je moč toka opisana z zakonom kosine, medtem ko lahko vrednost in polnjenje napetosti opisal s sinusnim pravom. To pomeni, da se funkcije nahajajo v nasprotni fazi in imajo podoben pogled na tabelo.

Vsi vemo, da se funkcije kosina in sinusa istega argumenta razlikujejo za 90 stopinj drug od drugega, tako da lahko dobite naslednje izraze:

Od tu se lahko največja vrednost trenutne vrednosti določi s formulo:

Vrednost v imenovalcu je upor na kondenzatorju. Ta odpor je kapacitiran. To je in označuje, kot sledi:

S povečanjem kapacitivne odpornosti, amplitude vrednost trenutnih kapljic.

Upoštevajte, da je v tej verigi uporaba Ohmskega prava primerna le, če je treba določiti najvišjo vrednostjo vrednost, da se določi tok v vsakem trenutku v skladu s tem zakonom, ki je nemogoče zaradi razlike v fazah napetosti in tok.

Tuljava v verigah

Upoštevajte verigo, v kateri je tuljava. Predstavljajte si, da nima aktivne odpornosti. V tem primeru se zdi, da nič ne bi smelo preprečiti sedanjega gibanja. Vendar pa ni. Stvar je v tem, da ko sedanji prehaja skozi tuljavo, se začne polje Vortex, ki preprečuje prehod toka zaradi nastanka samo-indukcije.

Trenutek zavzema naslednjo vrednost:

Ponovno ga je mogoče opozoriti, da se trenutne spremembe v skladu z zakonodajo kosina, zato za to verigo, fazni premik pošten, ki ga je mogoče videti na grafikonu:

Zato je največja vrednost trenutne vrednosti:

V imenovalcu lahko vidimo formulo, za katero je določen induktivni upor verige.

Večja je induktivna odpornost, manjša vrednost je trenutna amplituda.

Tuljava, odpornost in kondenzator v verigi.

Če so vse vrste odpornosti prisotne v vezju, je mogoče določiti vrednost trenutne vrednosti, kot sledi, transformacija ohmova zakon:

Imenovalec se imenuje polno odpornost. Sestavljen je iz vsote kvadratov aktivnih (R) in reaktivnega upora, ki sestoji iz kapacitivnega in induktivnega. Popolna odpornost se imenuje "impedanca".

Elektrika

Nemogoče je predstaviti sodobno življenje brez uporabe električnih naprav, ki delujejo zaradi energije, ki se pojavi električni tok. Vsi tehnični napredek temelji na električni energiji.

Pridobivanje energije iz električnega toka ima veliko število prednosti:

1. Električni tok se preprosto proizvaja, saj po vsem svetu obstajajo milijarde elektrarn, generatorjev in druge opreme za oblikovanje električne energije.

2. Električno energijo lahko prenesete na velike razdalje v kratkem času in brez pomembnih izgub.

3. Električno energijo je mogoče pretvoriti v mehanske, lahke, notranje in druge vrste.

Pošljite svoje dobro delo v bazi znanja, je preprosto. Uporabite spodnji obrazec

Študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki uporabljajo bazo znanja v svojem študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.

Objavljeno by. http://www.allbest.ru/

v fiziki

na temo: "Proizvodnja, prenos in poraba električne energije" \\ t

Izvedeno:

Učenec 11a.

Khodakova Julia.

Učitelj:

Dubinina Marina Nikolaevna.

1. Proizvodnja električne energije

Električna energija se izvede na električnih postajah, pogosto s pomočjo elektromehanskih generatorjev indukcijskih generatorjev. Obstajata 2 glavna vrsta elektrarn - termoelektrarne (TPPS) in hidroelektrarne (hidroelektrarna) - različne motorje, ki zavrtijo rotorje generatorjev.

Vir energije na TPP je gorivo: kurilno olje, gorljivi skrilavec, olje, premog prah. Rotorji električnih generatorjev se obrnejo s parnimi in plinskimi turbinami ali motorji z notranjim izgorevanjem (DVS).

Kot veste, učinkovitost toplotnih motorjev se poveča s povečanjem začetne temperature delovne tekočine. Zato se para, ki vstopi v turbino, prilagodi približno 550 ° C pri tlaku okoli 25 MPa. Učinkovitost TPP doseže 40%.

V termoelektrarnah (SPTE), večina energije porabljene pare uporablja v industrijskih podjetjih in za gospodinjske potrebe. CTD CHP lahko doseže 60-70%.

Hidroelektrarna voda se uporablja za vrtenje rotorjev generatorjev. Rotorji poganjajo hidravlične turbine.

Moč postaje je odvisna od razlike v nivojih vode, ki jih ustvari jezu (tlak), in na masi vode, ki prehaja skozi turbino v 1 sekundi (poraba vode).

Del električne energije, ki se porabi v Rusiji (približno 10%), je narejen na jedrskih elektrarnah (NPP).

2. Prenos električne energije

V bistvu, ta proces spremljajo bistvene izgube, ki so povezane z ogrevalnimi žicami električnih vodov s tokom. Po zakonu Joule-Lenza, energija, ki se porabi za ogrevanje žic, je sorazmerni kvadrat trenutne sile in odpornost črte, tako da z veliko dolžino linije, prenos električne energije lahko gospodarsko neugoden. Zato je treba zmanjšati trenutno trdnost, da na določeni prenosnem napajanju vodi do potrebe po povečanju napetosti. Daljša električna vogala, bolj dobičkonosna uporaba visokih napetosti (na nekaterih napetosti doseže 500 kV). AC generatorji izhodne napetosti, ki ne smejo biti več kot 20 kV (ki je povezana z lastnostmi uporabljenih izolacijskih materialov).

Zato se povečujejo transformatorji na elektrarnah, ki povečujejo napetost in hkrati zmanjšajo tok. Če želite hraniti porabnike električne energije zahtevane (nizke) napetosti na koncih električnega voda, se transformatorji zmanjšajo. Zmanjšanje stresa se običajno proizvaja v fazah.

3. Uporaba električne energije

Električna energija se uporablja skoraj povsod. Seveda, večina proizvedene električne energije pade na industrijo. Poleg tega bo velik potrošnik prevoz.

Mnoge železniške proge so dolgo preklopile na električno vleko. Osvetlitev stanovanj, ulic mest, industrijskih in gospodinjskih potreb in vasi - vse to je tudi velik porabnik električne energije.

Velik del proizvedenega električne energije se spremeni v mehansko energijo. Vsi mehanizmi, ki se uporabljajo v industriji, poganjajo električni motorji. Potrošniki električne energije zadostujejo in so povsod.

Energija se izvaja le na nekaj mestih. Obstaja vprašanje o prenosu električne energije in na dolge razdalje. Pri prenosu na dolge razdalje je veliko izgub električne energije. V glavnem je izguba za ogrevanje električnih žic.

V skladu z zakonom se Joule-Lenza, energija, porabljena za ogrevanje, izračuna s formulo:

električna energija atomska toplota

Ker je skoraj nemogoče zmanjšati odpornosti na sprejemljivo raven, potem morate zmanjšati trenutno moč. To naredite, povečajte napetost. Običajno obstajajo generatorji za povečanje na postajah, na koncu gonila pa znižajo transformatorje. In že z njimi je energija razdeljena na potrošnike.

Potreba po električni energiji se nenehno povečuje. Da bi izpolnili zahteve za povečanje potrošnje, obstajata dva načina:

1. Gradnja novih elektrarn

2. Uporabite napredne tehnologije.

Učinkovita raba električne energije

Prva metoda zahteva stroške velikega števila gradbenih in denarnih virov. Za izgradnjo ene elektrarne je preživela več let. Poleg tega na primer toplotne elektrarne porabijo številne neobnovljive naravne vire in škodojejo okoljskemu okolju.

Uporaba napredne tehnologije je zelo pravilna rešitev tega problema. Poleg tega je treba izogibati zaman porabo električne energije in zmanjšati neučinkovito uporabo na minimum.

Objavljeno na Allbest.ru.

...

Podobni dokumenti

Značilnosti toplotnih in jedrskih elektrarn, hidroelektrarne. Prenos in prerazporeditev električne energije, ki jo uporabljamo v industriji, vsakdanjem življenju, prometu. Izvajanje in zmanjšanje napetosti s transformatorji.

predstavitev, dodana 01/12/2015


Zgodovino rojstva energije. Vrste elektrarn in njihove značilnosti: Toplotna in hidroelektrarna. Alternativni viri energije. Prenos in transformatorji električne energije. Značilnosti uporabe elektroenergetske industrije v proizvodnji, znanosti in vsakdanjem življenju.

predstavitev, dodana 01/18/2011


Industrijska in alternativna energija. Prednosti in slabosti hidroelektrarn, termalnih in jedrskih elektrarn. Pridobivanje energije brez uporabe tradicionalnih fosilnih goriv. Učinkovita raba energije, varčevanje z energijo.

predstavitev, dodana 15.05.2016


Proizvodnja električne energije. Glavne vrste elektrarn. Učinek toplotnih in jedrskih elektrarn na okolje. Naprava sodobnih hidroelektrarn. Prednosti plimskih postaj. Razmerje med vrstami elektrarn.

predstavitev, dodana 03/23/2015


Opis proizvodnih procesov električne energije na termičnih kondenzacijskih elektrarnah, plinske turbinske naprave in toplotne in elektrarne. Študija naprave hidravličnih in akumulacijskih elektrarn. Geotermalna in vetrna energija.

povzetek, dodan 10/25/2013


Vloga električne energije v industrijskih procesih v tej fazi, metoda njegove proizvodnje. Skupna shema električne energije. Značilnosti glavnih vrst elektrarn: atomske, termalne, hidro in vetrne generatorje. Prednosti električne energije.

predstavitev, dodana 12.12.2011


Proizvodnja električne energije kot proizvodnja s pretvorbo iz drugih vrst energije z uporabo posebnih tehničnih naprav. Posebnosti, tehnike in učinkovitost industrijske in alternativne energije. Vrste elektrarn.

predstavitev, dodana 11/11/2013


Proizvodnja električne in toplotne energije. Hidravlične električne postaje. Uporabite alternativne vire energije. Porazdelitev električnih obremenitev med elektrarnami. Prenos in poraba električne in toplotne energije.

tutorial, dodan 04/19/2012


Osnove varčevanja z energijo, energetski viri, razvoj, transformacija, prenos in uporaba različnih vrst energije. Tradicionalne metode za proizvodnjo toplotne in električne energije. Struktura proizvodnje in porabe električne energije.

povzetek, dodan 16.09.2010


Svetovni voditelji pri proizvodnji jedrske energije. Razvrstitev jedrskih elektrarn. Načelo njihovega delovanja. Vrste in kemijska sestava jedrskega goriva in bistvo proizvodnje energije iz nje. Mehanizem tekočega verižne reakcije. Iskanje urana v naravi.

Prenos električne energije je proces, ki je sestavljen iz oskrbe z električno energijo potrošnikom. Električna energija se izvaja na daljinskih virih proizvodnje (elektrarne) z velikimi generatorji, ki uporabljajo premog, zemeljski plin, vodo, atomsko razpadanje ali veter.

Tok se prenaša skozi transformatorje, ki povečajo njeno napetost. Visoka napetost je ekonomsko koristna pri prenosu energije na dolge razdalje. Visokonapetostne vodnike, ki se raztezajo po vsej državi. Na njih, električni tok doseže transformat iz velikih mest, kjer se zniža z njegovo napetostjo in jo pošljejo na majhne (distribucijske) električne vodnike. Električni tok potuje skozi distribucijske vode na vsakem območju mesta in vstopi v transformatorske kabine. Transformatorji zmanjšajo napetost na določeno standardno vrednost, ki je varna in potrebna za delovanje gospodinjskih naprav. Tok pade v hišo na žice in prehaja skozi pult, ki kaže količino porabljene energije.

Transformator je statična naprava, ki pretvori izmenični električni tok ene napetosti v izmenični tok druge napetosti, ne da bi spremenil njegovo frekvenco. Lahko deluje samo na izmeničnem toku.

Glavni konstrukcijski deli transformatorja

Naprava je sestavljena iz treh glavnih delov:

1. Navitje primarnega transformatorja. Število obratov n 1.
2. Jedro zaprto obliko iz magnetnega materiala (na primer jeklo).
3. Sekundarno navitje. Število zavitkov n 2.

V diagramih je transformator prikazan na ta način:

Načelo delovanja

Delovanje energetskega transformatorja temelji na pravu elektromagnetne indukcije Faradaya.

Med dvema ločenima navitjema (primarno in sekundarno), ki sta povezana s skupnim magnetnim tokom, se medsebojna indukcija manifestira. Medsebojna indukcija je proces, s katerim primarno navijanje povzroči napetost v sekundarnem navitju, ki se nahaja v neposredni bližini.

Spremenljiv tok pride do primarnega navijanja, ki proizvaja magnetni tok, ko je priključen na vir napajanja. Magnetni tok poteka skozi jedro in ker se sčasoma spremeni, se vznemirja v sekundarnem navijanju indukcije EMF. Trenutna napetost na drugem navitju je lahko nižja kot na prvem, nato pa se transformator imenuje navzdol. Na dvigalnem transformatorju na sekundarni napetosti navijanja je višja. Pogostost toka ostane nespremenjena. Učinkovito zmanjšanje ali povečanje napetosti ne more povečati električne energije, tako da na izhodu transformatorja, sedanja trdnost v skladu s tem sorazmerno z ali zmanjša.

Za vrednosti amplitude napetosti na navitjih lahko posnamete naslednji izraz:

k je koeficient transformacije.

Za povečanje transformatorja K\u003e 1 in za spuščanje - K<1.

Med delovanjem prave naprave je vedno izguba energije:

• navitja se segreje;
• delo na magnetizaciji jedra se porabi;
• v jedru so tokovi Fouca (imajo toplotni učinek na masivno jedro).

Da bi zmanjšali izgube v segrevanju, so transformatorska jedra izdelana iz trdnega kosa kovine, temveč iz tankih plošč, med katerimi se nahaja dielectric.

\u003e\u003e Proizvodnja in uporaba električne energije

§ 39 Proizvodnja in uporaba električne energije

V Nanieju je raven proizvodnje in porabe energije eden najpomembnejših kazalnikov za razvoj proizvodnih sil. Vodilno vlogo igra električna energija - najbolj univerzalna in enostavna za uporabo energije. Če se poraba energije na svetu poveča za 2-krat v približno 25 letih, je povečanje porabe električne energije 2-krat povprečno 10 let. To pomeni, da se vedno več procesov, povezanih z porabo energije, prevedena v elektriko.

Močna generacija. Električna energija se izvaja na velikih in majhnih električnih postajah predvsem s pomočjo elektromehanskih indukcijskih generatorjev. Obstajata dve glavni vrsti elektrarn: toplotna in hidroelektrarna. Te elektrarne se razlikujejo z motorji Rotorji generatorja.

Na termoelektrarnah je vir energije gorivo: premog, plin, nafta, kurilno olje, gorljivi skrilavec. Rotorje električnih generatorjev poganjajo parne in plinske turbine ali motorji z notranjim izgorevanjem. Najbolj ekonomične velike termalne parne turbinske elektrarne (skrajšane: TPP). Večina TPP na naši državi uporablja Hugo prah kot gorivo. Za proizvodnjo 1 kW električne energije se porabi več sto gramov premoga. V parnem kotlu se prenaša več kot 90% energije, ki ga izloča gorivo. V turbini se kinetična energija jet pare prenaša z rotorjem. Turbinska gred je strogo priključena na generatorsko gred. Parne turbogeneratorji so zelo visoke hitrosti: hitrost rotorja je več tisoč na minuto.

Od 10. razreda fizike, je znano, da se učinkovitost toplotnih motorjev poveča s povečanjem temperature grelnika in, v skladu s tem, začetna temperatura delovne tekočine (pare, plin). Zato se para, ki vstopa v turbino, prilagodimo na visoke parametre: temperature - skoraj do 550 ° C in tlak - do 25 MPa. Koeficient učinkovitosti TPP doseže 40%. Večina energije se izgubi skupaj z vročimi odpadki. Pretvorba energije je prikazana na diagramu, prikazanem na sliki 5.5.

Toplotne elektrarne so tako imenovane termoelektrarne (SPTE) - omogočajo pomemben del energije izrabljenega para za uporabo v industrijskih podjetjih in za gospodinjske potrebe (za oskrbo z ogrevanjem in toplo vodo). Kot rezultat, učinkovitost SPTE dosega 60-70%. Trenutno SPTE v Rusiji daje približno 40% vse električne energije in oskrbi na stotine mest z elektriko in toploto.

Na hidroelektrarnah (hidroelektrarne) se potencialna energija vode uporablja za vrtenje rotorjev generatorjev. Rotorje električnih generatorjev poganjajo hidravlične turbine. Moč take postaje je odvisna od ravni vode, ki jih povzroča jezu (tlak) in masa vode, ki poteka skozi turbino v vsaki sekundi (poraba vode). Energetske transformacije so prikazane na diagramu, prikazanem na sliki 5.6.

Hidroelektrarne dajejo približno 20% proizvedene električne energije v naši državi.

Atomske elektrarne (NPP) igrajo pomembno vlogo v energetskem sektorju. Trenutno NPP v Rusiji dajejo približno 10% električne energije.

Uporaba električne energije. Glavni porabnik električne energije je industrija, ki predstavlja približno 70% proizvedene električne energije. Velik potrošnik je tudi prevoz. Vse večjo železniške proge se prevede v električno vleko. Skoraj vse vasi in vasi prejemajo električno energijo iz elektrarn za industrijske in gospodinjske potrebe. Vsakdo ve o uporabi električne energije za razsvetljavo in v gospodinjskih električnih napravah.

Večina uporabljene električne energije se zdaj obrača v mehansko energijo. Skoraj vse mehanizme v industriji poganjajo elektromotorji. So priročne, kompaktne, omogočajo sposobnost avtomatizacije proizvodnje.

Približno tretjina električne energije, ki jo porabi industrija, se uporablja za tehnološke namene (električno varjenje, električno ogrevanje in taljenje kovin, elektroliza itd.).

Sodobna civilizacija je nepredstavljiva brez široke uporabe električne energije. Kršitev oskrbe z električno energijo v velikem mestu z nesrečo, paralizira njegovo življenje.

1. Navedite primere strojev in mehanizmov, v katerih se električni tok ne bi uporabljal!
2. Ali ste bili blizu električnega toka generatorja na razdalji, ki ne presega 100 m!
3. Karkoli bi prebivalci velikega mesta izgubili, ko bi električna omrežna nesreča!

MyAkyshev G. Ya., Fizika. 11. razred: Študije. Za splošno izobraževanje. Institucije: Osnovni in profil. Ravence / G. Ya. MyAkyshev, B. V. Bukhovtsev, V. M. Chartitutin; Ed. V. I. Nikolaeva, N. A. Parfenteva. - 17. Ed., Pererab. in dodajte. - M.: Razsvetljenje, 2008. - 399 C: IL.

Fizika in astronomija za prosti prenos razreda 11, načrte za abstraktne lekcije, ki se pripravljajo na šolo na spletu

Oblikovanje lekcije Abstraktna lekcija Referenčni okvir Predstavitvena lekcija Pospešne metode Interaktivne tehnologije Praksa Naloge in vaje Self-testna delavnica, usposabljanja, primeri, Quests Home Opravila Razprava Vprašanja Retorična vprašanja študentov Ilustracije Avdio, video posnetki in multimediji Fotografije, slike, mize, sheme humorja, šale, šale, stripi Pregovori, izreke, križanke, citate Dodatki Povzetki Članki Čipi za radovedne goljufije listov učbeniki Osnovni in dodatni globusi Drugi pogoji Izboljšanje učbenikov in izkušenj Popravljanje napak v učbeniku Posodabljanje fragmenta v učbeniku. Elementi inovacij v lekciji, ki nadomeščajo zastarelo znanje novo Samo za učitelje Popolna lekcija Koledar Načrt za leto Metodična priporočila programa za razpravo Integrirane lekcije