Повышающий трансформатор на электростанциях используется для: 8. Повышающий трансформатор на электростанциях используется для: 1) увеличения силы тока в

Содержание

Применение трансформаторов и их виды

Электрическую энергию, обычно вырабатываемую электростанциями, расположенными в местах крупных залежей топлива, у рек, а также атомными электростанциями, приходится передавать за сотни и тысячи километров, в объединенную энергетическую систему, в промышленные центры и непосредственно к потребителю. Для этого сооружают мощные линии электропередачи (ЛЭП). Однако передача электроэнергии больших мощностей на значительные расстояния даже при наибольшем номинальном напряжении 24 кВ современных генераторов практически неосуществима. Причиной этого является то, что для ограничения потерь электрической энергии в ЛЭП (нагревание проводов), пропорциональных квадрату силы тока и сопротивлению проводов (PR), потребовалось бы такое сечение проводов и соответственно расход дефицитного цветного металла, при котором сооружение ЛЭП было бы неоправданно экономически и технически невозможно.
Чтобы уменьшить потери электроэнергии, увеличивают напряжение и соответственно снижают силу тока с помощью трансформаторов. Трансформатор, повышая напряжение, пропорционально уменьшает силу тока, поэтому передаваемая мощность остается без изменения, а потери в проводах ЛЭП резко уменьшаются. Например, при увеличении напряжения передаваемой энергии в 10 раз потери снижаются в 100 раз. Если учесть, что современные трансформаторы способны повысить напряжение до 500—750 кВ и более, то легко представить себе роль трансформатора в электроэнергетике.

Для повышения напряжения в начале ЛЭП устанавливают повышающие трансформаторы, а в конце — понижающие, уменьшающие напряжение до требуемых значений. Для этого сооружают трансформаторные подстанции, распределяющие электроэнергию между потребителями (промышленные центры, заводы, фабрики, города, поселки) и трансформирующие ее на напряжения электрических сетей и токоприемников. Главное место среди множества различных видов трансформаторов, применяемых в энергетике, принадлежит силовым трансформаторам и автотрансформаторам.
Силовые трансформаторы предназначены для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках, служащих для ее приема и использования. Их делят на силовые трансформаторы общего и специального назначения.
Силовые трансформаторы общего назначения предназначены для включения в сеть или для непосредственного питания приемников электрической энергии, если эта сеть и токоприемники не отличаются особыми условиями работы, характером нагрузки или режимом работы.
Из-за большой разветвленности электрических сетей, передающих и распределяющих электроэнергию между потребителями, отличающимися мощностями, характером нагрузки и удаленностью от электростанций и подстанций, необходима четырех-пятикратная и более трансформация напряжения, для этого приходится устанавливать большое количество повышающих и понижающих силовых трансформаторов. Кроме того, при трансформировании суммарная мощность силовых трансформаторов на каждой ступени с более низким напряжением обычно больше, чем на ступени с более высоким напряжением. Поэтому общая суммарная мощность силовых трансформаторов, установленных в сетях, превышает суммарную мощность генераторов электростанций в 7—8 раз.
В электрических сетях высокого напряжения кроме трансформаторов широкое применение нашли автотрансформаторы, они рассмотрены ниже.
К специальным силовым трансформаторам относятся трансформаторы, предназначенные для непосредственного питания электрической сети потребителей или приемников электрической энергии, если эта сеть или приемники отличаются особыми условиями работы, характером нагрузки или режимом работы. К таким приемникам электрической энергии относятся промышленные электротермические печи, служащие для плавки стали и других металлов; установки, преобразующие переменный ток в постоянный, электровозы железнодорожного транспорта, подземные шахтные сети и установки и многие другие. К специальным силовым трансформаторам относятся также регулировочные и вольтодобавочные трансформаторы, предназначенные для регулирования напряжения в электрических сетях высокого напряжения, и некоторые другие.

Производство переменного тока. Трансформатор





Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒
А 1 Электрогенератор является источником
  1) химической энергии 2) внутренней энергии
  3) механической энергии 4) электрической энергии
А 2 Основное назначение электрогенератора заключается в преобразовании 1) механической энергии в электрическую энергию 2) электрической энергии в механическую энергию 3) различных видов энергии в механическую энергию 4) механической энергии в различные виды энергии
А 3 В основе работы электрогенератора на ГЭС лежит 1) действие магнитного поля на проводник с электрическим током 2) явление электромагнитной индукции 3) явление самоиндукции 4) действие электрического поля на электрический заряд
Генератор представляет собой катушку диаметром 2 см, содержащую 500 витков и вращающуюся в однородном магнитном поле индукцией 0,01 Тл. С какой частотой надо вращать катушку, чтобы снимать с ее концов напряжение амплитудой 2,5 В? Ответ округлите до десятков.

 

 

А 5 Повышающий трансформатор на электростанциях используется для 1) увеличения силы тока в линиях электропередач 2) увеличения частоты передаваемого напряжения 3) уменьшения частоты передаваемого напряжения 4) уменьшения доли потерянной энергии на линии электропередач
А 6 Напряжение на концах первичной и вторичной обмоток ненагруженного трансформатора равны и . Каково отношение числа витков в первичной обмотке к числу витков во вторичной ? 1) 10 2) 203) 30 4) 40
А 7 Напряжение на концах первичной обмотки трансформатора 110 В, сила тока в ней 0,1 А. Напряжение на концах вторичной обмотки 220 В, сила тока в ней 0,04 А. Чему равен КПД трансформатора? 1) 120 % 2) 93 % 3) 80 %4) 67 %
А 8 Напряжение на концах первичной обмотки трансформатора 127 В, сила тока в ней 1 А. Напряжение на концах вторичной обмотки 12,7 В, сила тока в ней 8 А. Чему равен КПД трансформатора? 1) 100 % 2) 90 % 3) 80 %4) 70 %
А 9 Напряжение на концах первичной обмотки трансформатора 220 В, сила тока в ней 1 А. Напряжение на концах вторичной обмотки 22 В. Какой была бы сила тока во вторичной обмотке при коэффициенте полезного действия трансформатора 100 %? 1) 0,1 А 2) 1 А 3) 10 А4) 100 А
А 10 КПД трансформатора 90 %. Напряжение на концах первичной обмотки 220 В, на концах вторичной 22 В. Сила тока во вторичной обмотке 9 А. Какова сила тока в первичной обмотке трансформатора? 1) 0,1 А 2) 0,45 А 3) 0,9 А 4) 1 А

 

С 11 На рисунке приведена электрическая цепь, состоящая из гальванического элемента, реостата, трансформатора, амперметра и вольтметра. В начальный момент времени ползунок реостата установлен посередине и неподвижен. Опираясь на законы электродинамики, объясните, как будут изменяться показания приборов в процессе перемещения ползунка реостата влево. ЭДС самоиндукции пренебречь по сравнению с .
С 12 На рисунке приведена электрическая цепь, состоящая из гальванического элемента, реостата, трансформатора, амперметра и вольтметра. В начальный момент времени ползунок реостата установлен посередине и неподвижен. Опираясь на законы электродинамики, объясните, как будут изменяться показания приборов в процессе перемещения ползунка реостата вправо. ЭДС самоиндукции пренебречь по сравнению с .
С 13 На рисунке приведена электрическая цепь, состоящая из гальванического элемента, реостата, трансформатора, амперметра и вольтметра. В начальный момент времени ползунок реостата установлен посередине и неподвижен. Опираясь на законы электродинамики, объясните, как будут изменяться показания приборов в процессе перемещения ползунка реостата вниз. ЭДС самоиндукции пренебречь по сравнению с .
С 14 На рисунке приведена электрическая цепь, состоящая из гальванического элемента, реостата, трансформатора, амперметра и вольтметра. В начальный момент времени ползунок реостата установлен в крайнее верхнее положения и неподвижен. Опираясь на законы электродинамики, объясните, как будут изменяться показания приборов в процессе перемещения ползунка реостата вниз. ЭДС самоиндукции пренебречь по сравнению с .

Механические волны

А 1 Поперечной называют такую волну, в которой частицы 1) колеблются в направлении распространения волны 2) колеблются в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны 3) движутся по кругу в плоскости, параллельной направлению распространения волны 4) движутся по кругу в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны
А 2 Мимо неподвижного наблюдателя за 20 с прошло 8 гребней волны. Каков период колебаний частиц волны? 1) 2,5 с2) 0,4 с 3) 160 с 4) 5 с
А 3 Мимо рыбака, сидящего на пристани, прошло 5 гребней волны за 10 с. Каков период колебаний поплавка на волнах? 1) 5 с 2) 50 с 3) 2 с 4) 0,5 с
А 4 Волна с периодом колебаний 0,5 с распространяется со скоростью 20 м/с. Длина волны равна 1) 10 м2) 40 м 3) 0,025 м 4) 5 м
А 5 Волна с частотой 4 Гц распространяется по шнуру со скоростью 8 м/с. Длина волны равна 1) 0,5 м 2) 2 м3) 32 м 4) для решения не хватает данных
А 6 Волна частотой 3 Гц распространяется в среде со скоростью 6 м/с. Длина волны равна 1) 1 м 2) 2 м3) 0,5 м 4) 18 м
А 7 На рисунке изображен шнур, по которому распространяется поперечная волна, в некоторый момент времени. Расстояние между какими точками равно длине волны? 1)ОВ2) АВ 3) ОD 4) AD
А 8 На рисунке изображен шнур, по которому распространяется поперечная волна, в некоторый момент времени. Расстояние между какими точками равно половине длины волны? 1)ОВ2) АВ 3) ОD 4) AD
А 9 На рисунке показан профиль бегущей волны в некоторый момент времени. Разность фаз колебаний точек 1 и 3 равна  
  1) 2 2) 3) /4 4) /2

 

А 10 На рисунке показан профиль бегущей волны в некоторый момент времени. Разность фаз колебаний точек 1 и 2 равна  
  1) 2 2) 3) /4 4) /2
А 11 Учитель продемонстрировал опыт по распространению волны по длинному шнуру. В один из моментов времени форма шнура оказалась такой, как показано на рисунке. Скорость распространения колебания по шнуру равна 2 м/с. Частота колебаний равна
 
 
 

 

 

1) 50 Гц 2) 0,25 Гц 3) 1 Гц4) 4 Гц

А 12 На рисунке изображена бегущая поперечная волна. Скорость волны в некоторый момент времени направлена так, как показано на рисунке. В каком направлении движется частица А?
 

 

 

1) 2) 3) 4)

А 13 Волны от камня, упавшего в воду на расстоянии м от берега, дошли до берега за с. Чему равно расстояние между гребнями волн, если волны бьются о берег с частотой ударов в секунду? 1) 2) 3) 4)
А 14 На поверхности спокойного озера покоится лодка, в которой сидит рыбак. Рыбак бросает в воду камень в направлении, перпендикулярном берегу. Волна от упавшего в воду камня доходит до лодки за 10 с, а до берега за 40 с. Чему может быть равна скорость волн на воде, если расстояние от лодки до берега равно 60 м? 1) 1,2 м/с 2) 6 м/с 3) 1,5 м/с 4) 1,2 м/с или 2 м/с
А 15 На поверхности спокойного озера покоится лодка, в которой сидит рыбак. Рыбак бросает в воду камень в направлении, перпендикулярном берегу. Волна от упавшего в воду камня доходит до лодки за 10 с, а до берега за 40 с. Чему может быть равно расстояние от лодки до берега, если скорость волн на воде 75 см/с? 1) 7,5 м 2) 30 м 3) 37,5 м 4) 22,5 м или 37,5 м
С 16 Маятник с чернильницей укреплен на движущемся игрушечном автомобиле и колеблется в плоскости , перпендикулярной движению автомобиля. Длина маятника м. Чернильница оставила на столе след, показанный на рисунке. Чему равна скорость автомобиля?  
         

Звуковые волны

А 1 Обязательными условиями возбуждения звуковой волны являются А: наличие источника колебаний Б: наличие упругой среды В: наличие газовой среды 1) А и Б2) Б и В 3) А и В 4) А, Б и В
А 2 Какие изменения отмечает человек в звуке при увеличении частоты колебаний в звуковой волне?
  1) Повышение высоты тона 2) Понижение высоты тона
  3) Повышение громкости 4) Уменьшение громкости
А 3 Какие изменения отмечает человек в звуке при увеличении амплитуды колебаний в звуковой волне?
  1) Повышение высоты тона 2) Понижение высоты тона
  3) Повышение громкости 4) Уменьшение громкости
А 4 Частота колебаний струны равна 500 Гц. Скорость звука в воздухе 340 м/с. Длина звуковой волны равна 1) 68 м 2) 340 м 3) 170 м 4) 0,68 м
Динамик подключен к выходу генератора электрических колебаний звуковой частоты. Частота колебаний 6800 Гц. Определите длину звуковой волны, зная, что скорость звука в воздухе 340 м/с.
А 6 Струна создает звуковую волну, которая распространяется в воздухе со скоростью 340 м/с. Длина звуковой волны равна 0,68 м. Какова частота колебаний струны? 1) 5 Гц 2) 231 Гц 3) 500 Гц 4) 0,02 Гц
А 7 Какова частота звуковых колебаний в среде, если скорость звука в среде 500 м/с, а длина волны 2 м? 1) 1000 Гц 2) 250 Гц 3) 100 Гц 4) 25 Гц
А 8 Человеческое ухо может воспринимать звуки частотой от 20 до 20000 Гц. Какой диапазон длин волн соответствует интервалу слышимости звуковых колебаний? Скорость звука в воздухе 340 м/с
  1) От 20 до 20 000 м 3) От 0,06 до 58,8 м 2) От 6800 до 6 800 000 м 4) От 0,017 до 17 м

 

А 9 Мужской голос баритон занимает частотный интервал от 100 Гц до 400 Гц. Отношение длин звуковых волн , соответствующих границам этого интервала, равно 1) 0,5 2) 3) 0,25 4) 4
А 10 Принято считать, что среди диапазона голосов певцов и певиц женское сопрано занимает частотный интервал от 250 Гц до 1000 Гц. Отношение граничных длин звуковых волн этого интервала равно 1) 1 2) 2 3)1/4 4) 4
А 11 На расстоянии 400 м от наблюдателя рабочие вбивают сваи с помощью копра. Каково время между видимым ударом молота о сваю и звуком удара, услышанным наблюдателем? Скорость звука в воздухе 340 м/с. 1) 1,4 с 2) 1,2 с3) 0,9 с 4) 0,6 с
А 12 Ультразвуковой эхолот улавливает отраженный от дна моря сигнал через время после его испускания. Если скорость ультразвука в воде равна , то глубина моря равна 1) 2) 3) 4) 0
А 13 Звуковой сигнал, отразившись от препятствия, вернулся обратно к источнику через 5 с после его испускания. Каково расстояния от источника до препятствия, если скорость звука в воздухе 340 м/с? 1) 850 м 2) 425 м 3) 3400 м 4) 1700 м
А 14 Для экспериментального определения скорости звука ученик встал на расстоянии 30 м от стены и хлопнул в ладоши. В момент хлопка включился электронный секундомер, который выключился отраженным звуком. Время, отмеченное секундомером равно 0,18 с. Какова скорость звука, определенная учеником? 1) 167 м/с 2) 333 м/с3) 380 м/с 4) 540 м/с
А 15   На рисунке показан график зависимости давления воздуха в некоторый момент времени от расстояния до источника звука при распространении звуковой волны. Из этого графика следует, что длина звуковой волны равна   1) 0,2 м 2) 0,4 м 3) 0,8 м4) 1,6 м  

 

 



Читайте также:




Переменный ток Итоговый тест l A 1

Переменный ток Итоговый тест

l A 1. На рисунке приведены осциллограммы напряжений на двух различных элементах электрической цепи переменного тока. Колебания этих напряжений имеют A. одинаковые периоды, но различные амплитуды различные периоды и различные амплитуды различные периоды, но одинаковые амплитуды одинаковые периоды и одинаковые амплитуды B. C. D.

А 2. Напряжение в цепи переменного тока изменяется по закону U = 3 sin(10 t). Чему равна частота электрических колебаний? A. B. C. D. 3 Гц 5/π Гц 10 t Гц 10/π Гц

A 3. Емкость конденсатора, включенного в цепь переменного тока, равна 6 мк. Ф. Уравнение колебаний напряжения на конденсаторе имеет вид: U = 50 cos(103 t), где все величины выражены в СИ. Найдите амплитуду силы тока. A. B. C. D. 1, 6 А 8, 1 А 0, 3 А 0, 6 А

A 4. По участку цепи с сопротивлением R течет переменный ток. Как изменится мощность переменного тока на этом участке цепи, если действующее значение силы тока на нем увеличить в 2 раза, а его сопротивление в 2 раза уменьшить? A. B. C. D. Не изменится Увеличится в 2 раза Уменьшится в 2 раза Увеличится в 4 раза

A 5. Может ли трансформатор преобразовывать постоянный ток? A. B. C. D. да, может, если сила тока не очень велика может, если напряжение не очень велико нет, не может

A 6. Повышающий трансформатор на электростанциях используется для A. B. C. D. увеличения силы тока в линиях электропередач увеличения частоты передаваемого напряжения уменьшения доли потерянной энергии на линиях электропередач

A 7. Сколько витков должна содержать вторичная обмотка трансформатора для питания лампочки напряжением 3, 5 В, если первичная обмотка трансформатора содержит 1000 витков и он подключен к сети напряжением 220 В? A. B. C. D. 6 витков 16 витков 26 витков 36 витков

А 8. Сила тока в первичной обмотке трансформатора I 1 = 0, 5 А, напряжение на ее концах U 1 = 220 В. Сила тока во вторичной обмотке трансформатора I 2 = 11 А, напряжение на ее концах U 2 = 9, 5 В. Найдите КПД трансформатора. A. B. C. D. 65% 75% 85% 95%

A 9. Напряжение на выходных клеммах генератора меняется по закону U(t) = 280 cos 100 t. Действующее значение напряжения в этом случае равно A. B. C. D. 396 В 280 В 200 В 100 В

А 10. При вращении проволочной рамки в однородном магнитном поле поток, пронизывающий рамку, изменяется со временем по закону Ф = 0, 01 cos 10πt. Определите зависимость возникающей при этом ЭДС от времени. A. B. C. D. е = 0, 31 sin 10πt e = 3, l sin 10πt е = 0, 31 cos 10πt в = 3, 1 cos 10πt

А 11. Сколько витков имеет рамка площадью S = 500 см 2, если при вращении ее с частотой v = 20 Гц в однородном магнитном поле с индукцией В = 0, 1 Тл амплитудное значение ЭДС индукции Ε = 63 В? A. B. C. D. 10 50 100 200

А 12. При передаче электроэнергии с напряжением 30 к. В потери энергии в линии равны 5%. Какими будут потери в линии при напряжении 300 к. В с таким же активным сопротивлением проводов? A. B. C. D. 5% 0, 05% 50%

А 13. Во сколько раз изменятся потери мощности в проводах линии электропередачи, если для передачи той же мощности в нагрузку уменьшить напряжение в 2 раза? A. B. C. D. останутся неизменными уменьшатся в 2 раза уменьшатся в 4 раза увеличатся в 4 раза

Получение и передача переменного электрического тока. Трансформатор

Тестовая работа на тему: «Получение и
передача переменного электрического тока.
Трансформатор».
Задания
Использован шаблон создания тестов в PowerPoint

2. Результат теста

Верно: 3
Ошибки: 7
Отметка: 2
исправить
Время: 0 мин. 8 сек.
ещё

3. Вариант 1

1. Выберите верное(-ые) утверждение(-ия).
А: в электрических сетях нашей страны
используется постоянный ток.
Б: в электрических сетях нашей страны
используется переменный ток.
а) А.
в) Ни А, ни Б.
б) Б.
г) А и Б.
3

4. Вариант 1

2. Где проходит промышленное получение
электрического тока?
а) На заводах.
в) На электростанциях.
б) На фабриках.
г) В жилых домах.
4

5. Вариант 1

3. Какое явление лежит в основе действия
генераторов?
а) Намагничивание.
в) Электромагнитная
индукция.
б) Электролиз.
г) Резонанс.
5

6. Вариант 1

4. Как называется подвижная часть генератора?
а) Ротор.
в) Трансформатор.
б) Статор.
г) Электродвигатель.
6

7. Вариант 1

5. В индукционном генераторе тока происходит
превращение
а) механической энергии
ротора и магнитной энергии
статора в электрическую
энергию.
в) магнитной энергии ротора в
электрическую энергию.
б) электрической энергии
тока, протекающего по
обмотке статора, и
механической энергии ротора
в магнитную энергию.
г) механической и магнитной
энергии ротора в
электрическую энергию.
7

8. Вариант 1

6. Чему равна стандартная частота переменного
тока в России?
а) 25 Гц.
в) 75 Гц.
б) 50 Гц.
г) 100 Гц.
8

9. Вариант 1

7. Стандартная частота переменного тока в США
60 Гц. Определите его период.
а) 0,017 с.
в) 0,3 с.
б) 0,6 с.
г) 60 с.
9

10. Вариант 1

8. На рисунке приведён график зависимости силы
тока от времени. Пользуясь графиком,
определите частоту колебаний.
а) 0,25 Гц.
в) 1 Гц.
б) 0,5 Гц.
г) 2 Гц.
10

11. Вариант 1

9. Повышающий трансформатор на
электростанциях используется для
а) увеличения силы тока
на линиях
электропередач.
в) уменьшения частоты
передаваемого напряжения.
б) увеличения частоты
передаваемого
напряжения.
г) уменьшения доли
потерянной энергии на линии
электропередач.
11

12. Вариант 1

10. Напряжение на концах первичной и вторичной
обмоток ненагруженного трансформатора равны
U1 = 220B и U2 =55B. Каково отношение числа
витков в первичной обмотке к числу витков во
вторичной N1 / N2 ?
б) 4.
а) 2.
г) 40.
в) 20.
12

Понижающий трансформатор. Что это и зачем он нужен?

Трансформаторы — это статические электрические устройства без движущихся частей, преобразующие электрическую энергию из одного значения напряжения и тока в другое. Частота электрического тока при этом остается постоянной.

Трансформаторы классифицируются по функциям: повышающие или понижающие. Повышающие трансформаторы увеличивают входящее напряжение, а понижающие трансформаторы уменьшают значение выходящего напряжение. Входящее напряжение называется первичным напряжением, а выходящее- вторичным. Также трансформатор может использоваться для гальванической развязки.

Как правило, повышающие трансформаторы располагаются на электростанциях, повышая напряжение, поступающее от электростанции в распределительные сети на большие расстояния. Понижающие трансформаторы, с другой стороны, уменьшают напряжение распределительных сетей, получаемых на уровне местного распределения. Поток на большие расстояния сначала понижается до уровня, приемлемого для местного распределения, а затем снова понижается в каждом потребительском узле (жилых домах и офисах).

Необходимость трансформаторов

При передаче электрической энергии, как на большие, так и на малые расстояния в системе энергоснабжения возникают собственные потери. Чем выше ток в линии, тем больше потери (при более низком напряжении, так как мощность передается одинакова). По этой причине для передачи электроэнергии на большие расстояния необходимо, чтобы у электричества было максимально высокое напряжение и максимально малый ток. Однако высокое напряжение небезопасно для потребителей и не подходит для большинства электроприборов. Бытовые электроприборы обычно рассчитаны на 220 В (110 В в США).

Трансформаторы преобразуют электроэнергию между высоким напряжением, малым током, необходимым для передачи на большие расстояния, и низким напряжением, большим током, необходимым для использования потребителями.

Кроме того, линии электропередачи обычно изготавливаются из меди, чтобы минимизировать потери, связанные с передачей. Медь имеет самое низкое электрическое сопротивление из всех проводящих материалов.

Применение понижающего трансформатора

Электростанции вырабатывают электроэнергию с напряжением 20 кВ, которое затем повышается до 330 кВ (а иногда и выше) для распределения на большие расстояния. При получении на местной распределительной станции напряжение снижается до 6, 10 кВ с помощью понижающего трансформатора. После чего, для распределения отдельным потребителям, используют другой понижающий трансформатор, который снижает напряжение до стандартных 380 В (220 В), пригодных для использования потребителями.

Бытовое напряжение в большинстве районов составляет 220 В. Однако не во всем мире используется напряжение 220 В в бытовых розетках. Например, в США напряжение в бытовой сети составляет от 110 В. Подключение устройства 220 В к розетке 110 В может привести к повреждению устройства. К счастью, есть недорогие трансформаторы-адаптеры (рисунок ниже), которые полностью решают эту проблему.

Работа трансформатора

Трансформаторы работают по принципу взаимной индукции. Изменяющееся магнитное поле в одном витке провода индуцирует электродвижущую силу (ЭДС) в соседнем витке провода, индуктивно связанном с первым. Проще говоря, трансформатор состоит из двух катушек из медной проволоки с высокой взаимной индуктивностью. Эти катушки электрически разделены, в то же время они имеют общую магнитную цепь (рисунок ниже).

В понижающем трансформаторе вторичная обмотка имеет меньшее количество витков, чем первичная, что позволяет снизить напряжение на выходе устройства.

Первичная обмотка, которая представляет собой первый набор катушек, подключается к источнику переменного напряжения. Вторичная обмотка подключается к нагрузке, распределяя электроэнергию от трансформатора.

Переменный ток, протекающий при первичном напряжении, создает переменный магнитный поток. Он индуцирует аналогичный ток во вторичной катушке, создавая вторичное напряжение. Здесь уменьшенное количество обмоток вторичной катушки эффективно снижает результирующее напряжение, следовательно, «понижая» напряжение до более низкого значения при сохранении постоянной частоты.

Обратите внимание, что при уменьшении напряжения ток увеличивается для поддержки одинаковой частоты между первичной и вторичной обмотками. По этой причине вторичная обмотка в понижающих трансформаторах обычно имеет провод большего сечения, чем первичная. Поскольку ток в первичной обмотке низкий, для подключения первичной обмотки не требуется провод большого сечения. И наоборот, повышенный ток, протекающий через вторичную обмотку, требует увеличения сечения проводника. Если провод во вторичной катушке слишком тонкий, он плавится из-за перегрева, вызывая выход из строя трансформатора.

Изменение направления потока

Возможно использование как повышающих, так и понижающих трансформаторов в обратном подключении. При переключении первичной и вторичной обмоток направление электрического потока меняется на противоположное. Таким образом, повышающий трансформатор может выполнять функцию понижающего трансформатора и наоборот.

Производственные соображения

Трансформаторы — дорогой, но важный элемент системы электроснабжения. На приобретение трансформаторов требуются большие капитальные затраты, и ожидается, что они будут работать в течение всего прогнозируемого срока службы. В действительности, однако, трансформаторы обычно выходят из строя примерно на половине ожидаемого срока службы. Неправильно отремонтированные обмотки, устройства РПН и вводы часто являются первопричиной.

Однако виноваты не только неадекватные планы обслуживания. Трансформаторы часто не соответствуют предполагаемым условиям использования, что создает ненужную нагрузку на устройство. Несмотря на то, что трансформаторы полностью статичны и не имеют движущихся частей, сила тока, протекающего через обмотки, вызывает износ самих обмоток. То же самое и с переключателями ответвлений и втулками. Со временем целостность этих материалов нарушается, что приводит к легкому или критическому отказу.

Чтобы предотвратить преждевременный выход из строя, трансформаторы следует выбирать внимательно. После установки следует также осторожно производить ввод в эксплуатацию. Условия эксплуатации должны тщательно контролироваться, а планы технического обслуживания должны выполняться регулярно и тщательно. При наличии этих положений трансформаторы, вероятно, будут обеспечивать оптимальную производительность в течение всего прогнозируемого срока службы.

Сердечник

Кроме того, будьте благоразумны при выборе марки материала сердечника трансформатора. Хотя материалы более высокого качества, как правило, дороже, они обычно обеспечивают более длительный срок службы. Подберите материал в соответствии с нормальными условиями эксплуатации и желаемым сроком службы трансформатора.

Обмотки

Тщательно подбирайте тип металла, из которого изготовлены обмотки трансформатора. Здесь цель состоит в том, чтобы минимизировать сопротивление в проводах, одновременно увеличивая электрическую проводимость. В этом случае лучше всего подходит медь, хотя обычно она дороже алюминия, который является альтернативой.

В долгосрочной перспективе медь, как правило, является наиболее экономичным вариантом, поскольку она обеспечивает меньшее сопротивление электрическому току, чем альтернативные материалы. Это уменьшенное сопротивление приводит к меньшим потерям электроэнергии, увеличивая долгосрочную эффективность оборудования. Дополнительным преимуществом является снижение тепловыделения в системе, поскольку электрическое сопротивление приводит к выделению тепла при использовании альтернативных материалов.

Важно понимать физическое расположение обмоток. Такое расположение должно соответствовать ожидаемым условиям эксплуатации.

Изоляция

Изоляция имеет решающее значение для правильного функционирования трансформатора, а также для безопасности персонала на объекте. Совместите это с ожидаемыми условиями эксплуатации, обеспечив оптимальный выбор изоляционного материала и конфигурации.

Вывод

Трансформаторы необходимы для эффективного функционирования энергосистемы. Эти устройства позволяют преобразовывать электрическую мощность в правильное соотношение напряжения к току как для передачи на большие расстояния, так и для местного распределения. Из-за их стоимости трансформатор следует выбирать внимательно. Правильная эксплуатация и соответствующее техническое обслуживание продлевают срок службы трансформатора.

gaz.wiki - gaz.wiki

Navigation

  • Main page

Languages

  • Deutsch
  • Français
  • Nederlands
  • Русский
  • Italiano
  • Español
  • Polski
  • Português
  • Norsk
  • Suomen kieli
  • Magyar
  • Čeština
  • Türkçe
  • Dansk
  • Română
  • Svenska

Производство и использование электрической энергии. Производство, передача и использование электрической энергии (презентация)

Генерирование электрической энергии Электрический ток вырабатывается в генераторах-устройствах, преобразующих энергию того или иного вида в электрическую энергию. Преобладающую роль в наше время играют электромеханические индукционные генераторы переменного тока. Там механическая энергия превращается в электрическую. Электрический ток вырабатывается в генераторах-устройствах, преобразующих энергию того или иного вида в электрическую энергию. Преобладающую роль в наше время играют электромеханические индукционные генераторы переменного тока. Там механическая энергия превращается в электрическую. Генератор состоит из Генератор состоит из постоянного магнита, создающего магнитное поле, и обмотки, в которой индуцируется переменная ЭДС. постоянного магнита, создающего магнитное поле, и обмотки, в которой индуцируется переменная ЭДС.

Трансформаторы ТРАНСФОРМАТОР– аппарат, преобразующий переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения при неизменной частоте. В простейшем случае трансформатор состоит из замкнутого стального сердечника, на который надеты две катушки с проволочными обмотками. Та из обмоток, которая подключается к источнику переменного напряжения, называется первичной, а та, к которой присоединяют «нагрузку», т. е. приборы, потребляющие электроэнергию, называется вторичной. Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции.

Производство электрической энергии Производится электроэнергия на больших и малых электрических станциях в основном с помощью электромеханических индукционных генераторов. Существует несколько типов электростанций: тепловые, гидроэлектрические и атомные электростанции. АЭС ГЭСТепловые электростанции

Использование электроэнергии Главным потребителем электроэнергии является промышленность, на долю которой приходится около 70% производимой электроэнергии. Крупным потребителем является также транспорт. Все большее количество железнодорожных линий переводиться на электрическую тягу. Почти все деревни и села получают электроэнергию от государственных электростанций для производственных и бытовых нужд. Около трети электроэнергии, потребляемой промышленностью, используются для технологических целей (электросварка, электрический нагрев и плавление металлов, электролиз и т. п.).

Передача электроэнергии Передача энергии связана с заметными потерями: электрический ток нагревает провода линий электропередачи. При очень большой длине линии передача энергии может стать экономически невыгодной. Так как мощность тока пропорциональна произведению силы тока на напряжение, то для сохранения передаваемой мощности нужно повысить напряжение в линии передачи. Поэтому на крупных электростанциях ставят повышающие трансформаторы. Они увеличивают напряжение в линии во столько же раз, во сколько уменьшают силу тока. Для непосредственного использования электроэнергии на концах линии ставят понижающие трансформаторы. Повышающий трансформатор Понижающий трансформатор Понижающий трансформатор Понижающий трансформатор К потребителю Генератор 11 кВ 110 кВ 35 кВ 6 кВ Линия передачи Линия передачи Линия передачи 35 кВ 6 кВ 220 В

Эффективное использование электроэнергии Потребность в электроэнергии постоянно увеличивается. Удовлетворить эту потребность можно двумя способами. Самый естественный и единственный на первый взгляд способ – строительство новых мощных электростанций. Но ТЭС потребляют не возобновляемые природные ресурсы, а также наносят большой ущерб экологическому равновесию на нашей планете. Передовые технологии позволяют удовлетворить потребности в электроэнергии другим способом. Приоритет должен быть отдан увеличению эффективности использования электроэнергии, а не росту мощности электростанций.

Передача электроэнергии - процесс, который заключается в поставке электроэнергии потребителям. Электричество производится на удаленных источниках производства (электростанциях) огромными генераторами, использующими уголь, природный газ, воду, атомный распад или ветер.

Ток передается через трансформаторы, которые повышают его напряжение. Именно высокое напряжение экономически выгодно при передаче энергии на большие расстояния. Высоковольтные линии электропередач простираются по всей стране. По ним электрический ток достигает подстанций у больших городов, где понижают его напряжение и отправляют его на небольшие (распределительные) линии электропередач. Электрический ток путешествует по распределительным линиям в каждом районе города и попадает в трансформаторные будки. Трансформаторы уменьшают напряжение до определенного стандартного значения, которое безопасно и необходимо для работы бытовых устройств. Ток попадает в дом по проводам и проходит через счетчик, показывающий количество расходуемой энергии.

Трансформатор - статическое устройство, которое преобразует переменный электрический ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения, не изменяя его частоту. Он может работать только на переменном токе.

Основные конструкционные части трансформатора

Устройство состоит из трех основных частей:

  1. Первичная обмотка трансформатора. Число витков N 1 .
  2. Сердечник замкнутой формы из магнитомягкого материала (например, сталь).
  3. Вторичная обмотка. Число витков N 2 .

На схемах трансформатор изображают таким образом:

Принцип работы

Работа силового трансформатора основывается на законе электромагнитной индукции Фарадея.

Между двумя раздельными обмотками (первичной и вторичной), которые связаны общим магнитным потоком, проявляется взаимная индукция. Взаимная индукция - процесс, с помощью которого первичная обмотка индуцирует напряжение во вторичной обмотке, расположенной в непосредственной близости от нее.

На первичную обмотку поступает переменный ток, который производит магнитный поток, при подключении к источнику питания. Магнитный поток проходит через сердечник и так как он меняется в течение времени, то возбуждает во вторичной обмотке ЭДС индукции. Напряжение тока на второй обмотке может быть ниже, чем на первой, тогда трансформатор называется понижающим. У повышающего трансформатора на вторичной обмотке напряжение тока выше. Частота тока остается неизменной. Эффективное понижение или повышение напряжения не может увеличить электрическую мощность, поэтому на выходе трансформатора сила тока соответственно пропорционально повышается или понижается.

Для амплитудных значений напряжения на обмотках можно записать следующее выражение:

k - коэффициент трансформации.

Для повышающего трансформатора k>1, а для понижающего - k

Во время работы реального устройства всегда существуют потери энергии:

  • происходит нагревание обмоток;
  • затрачивается работа на намагничивание сердечника;
  • в сердечнике возникают токи Фуко (они оказывают тепловое действие на массивный сердечник).

Для уменьшения потерь при нагревании, трансформаторные сердечники делают не из цельного куска металла, а из тонких пластин, между которыми располагается диэлектрик.

БОУ Чувашской Республики СПО «АСХТ» Минобразования Чувашии

МЕТОДИЧЕСКАЯ

РАЗРАБОТКА

открытого занятия по дисциплине «Физика»

Тема: Производство, передача и потребление электрической энергии

высшей квалификационной категории

Алатырь, 2012год

РАССМОТРЕНО

на заседании методической комиссии

гуманитарных и естественнонаучных

дисциплин

Протокол № __ от «___» ______ 2012г.

Председатель_____________________

Рецензент: Ермакова Н.Е., преподаватель БОУ ЧР СПО «АСХТ», председатель ПЦК гуманитарных и естественнонаучных дисциплин

На сегодняшний день энергия остается главной составляющей жизни человека. Она дает возможность создавать различные материалы, является одним из главных факторов при разработке новых технологий. Попросту говоря, без освоения различных видов энергии человек не способен полноценно существовать. Трудно представить существование современной цивилизации без электроэнергии. Если в нашей квартире отключается свет хотя бы на несколько минут, то мы уже испытываем многочисленные неудобства. А что произойдет при отключении электроэнергии на несколько часов! Электрический ток – основной источник электроэнергии. Вот почему так важно представлять физические основы получения, передачи и использования переменного электрического тока.

  1. Пояснительная записка

  2. Содержание основной части

  3. Библиографический список

  4. Приложения.

Пояснительная записка

Цели:
- познакомить студентов с физическими основами производства, передачи и

использования электрической энергии

Способствовать формированию у студентов информационной и коммуникативной

компетентностей

Углубить познания о развитии электроэнергетики и связанных с этим экологических

проблем, воспитание чувства ответственности за сохранение окружающей среды

Обоснование выбранной темы:

Представить сегодня нашу жизнь без электрической энергии невозможно. Электроэнергетика вторглась во все сферы деятельности человека: промышленность и сельское хозяйство, науку и космос. Немыслим без электроэнергии и наш быт. Электроэнергия была и остается главной составляющей жизни человека. Какой будет энергетика ХХІ века? Чтобы дать ответы на этот вопрос необходимо знать основные способы получения электроэнергии, изучить проблемы и перспективы современного производства электроэнергии не только в России, но и на территории Чувашии и Алатыря Данное занятие позволяет сформировать у студентов умение перерабатывать информацию и применять знания теории на практике, развивать навыки самостоятельной работы с различными источниками информации. На этом занятии раскрываются возможности формирования информационной и коммуникативной компетентностей

План занятия

по дисциплине «Физика»
Дата: 16.04.2012 г.
Группа: 11 тв
Цели:

- образовательная: - познакомить студентов с физическими основами производства,

передачи и использования электрической энергии

Способствовать формированию у студентов информационной и

коммуникативной компетентностей

Углубить познания о развитии электроэнергетики и связанных с

этим экологических проблем, воспитание чувства ответственности

за сохранение окружающей среды

- развивающая:: - формировать умений перерабатывать информацию и применять

знания теории на практике;

Развивать навыки самостоятельной работы с различными

источниками информации

Развивать познавательный интерес к предмету.
- воспитательная: - воспитывать познавательную активность студентов;

Воспитывать умение слушать и быть услышанным;

Воспитывать самостоятельность студентов в приобретении новых

знаний


- воспитывать коммуникативные качества при работе в группах
Задача: формирование ключевых компетенций при изучении производства, передачи и использования электрической энергии
Вид занятия - урок
Тип занятия - комбинированный урок
Средства обучения: учебники, справочники, раздаточный материал, мультимедийный проектор,

экран, электронная презентация


Ход занятия:

  1. Организационный момент (проверка отсутствующих, готовности группы к уроку)

  2. Организация целевого пространства

  3. Проверка знаний студентов, сообщение темы и плана опроса, постановка цели
Тема: «Трансформаторы»

Действия педагога

Действия студентов


Методы проведения



  1. Проводит фронтальную беседу, корректирует ответы студентов:
1) В чём преимущества электрической энергии перед другими видами энергии?

2) С помощью какого устройства изменяют силу переменного тока и напряжение?

3) Каково его назначение?

4) Каково устройство трансформатора?

6) Что такое коэффициент трансформации? Каким он бывает численно?

7) Какой трансформатор называют повышающим, какой понижающим?

8) Что называют мощностью трансформатора?


  1. Предлагает решить задачу

  1. Проводит тестирование

  2. Предлагает студентам ключи к тесту для проведения самопроверки

  1. Отвечают на вопросы

    1. Находят правильные ответы

    2. Корректируют ответы товарищей

    3. Вырабатывают критерии своего поведения

    4. Сравнивают и находят общее и отличное в явлениях

  1. Анализируют решение, ищут ошибки, обосновывают ответ

  1. Отвечают на вопросы теста

  2. Проводят взаимопроверку тестов

Фронтальная беседа

Решение задач

Тестирование


  1. Подведение итогов проверки основных положений изученного раздела

  2. Сообщение темы, постановка цели, плана изучения нового материала

Тема: «Производство, передача и потребление электроэнергии»
План: 1) Производство электроэнергии:

а) Промышленная энергетика (ГЭС, ТЭС, АЭС)

б) Альтернативная энергетика (ГеоТЭС, СЭС, ВЭС, ПЭС)

2) Передача электрической энергии

3) Эффективное использование электрической энергии

4) Энергетика Чувашской Республики


  1. Мотивация учебной деятельности студентов

Действия педагога

Действия студентов


Метод изучения



  1. Организует целевое пространство, знакомит с планом изучения темы

  2. Знакомит с основными способами производства электроэнергии

  3. Предлагает студентам выделить физические основы производства электроэнергии

  4. Предлагает заполнить обобщающую таблицу

  5. Формирует умения перерабатывать информацию, выделять главное, анализировать, сравнивать, находить общее и отличное, делать выводы;

  1. Осознают цели, записывают план

  1. Слушают, осознают, анализируют

  1. Делают доклад, слушают докладчика, осмысливают услышанное, делают выводы

  1. Исследуют средства, обобщают, делают выводы, заполняют таблицу

  2. Сравнивают, находят общее и отличное

Опережающая самостоятельная работа


Исследование
Доклады студентов

  1. Закрепление нового материала

  1. Обобщение и систематизация материала.

  2. Проведение итогов занятия.

  3. Задание для самостоятельной работы студентов во внеаудиторное время.

  • Учебник § 39-41, закончить заполнение таблицы
Тема: Производство, передача и потребление электроэнергии
Представить сегодня нашу жизнь без электрической энергии невозможно. Электроэнергетика вторглась во все сферы деятельности человека: промышленность и сельское хозяйство, науку и космос. Немыслим без электроэнергии и наш быт. Столь широкое применение электроэнергии объясняется ее преимуществами перед другими видами энергии. Электроэнергия была и остается главной составляющей жизни человека Главные вопросы – сколько энергии нужно человечеству? Какой будет энергетика ХХІ века? Чтобы дать ответы на эти вопросы необходимо знать основные способы получения электроэнергии, изучить проблемы и перспективы современного производства электроэнергии не только в России, но и на территории Чувашии и Алатыря.

Преобразования энергии различных видов в электрическую энергию происходит на электростанциях. Рассмотрим физические основы производства электроэнергии на электростанциях.

Статистические данные о производстве электроэнергии в России, млрд кВтч

В зависимости от вида преобразуемой энергии электростанции могут быть разделены на следующие основные типы:


  • Электростанции промышленной энергетики: ГЭС, ТЭС, АЭС

  • Электростанции альтернативной энергетики: ПЭС, СЭС, ВЭС, ГеоТЭС

Гидроэлектростанции
Гидроэлектростанция представляет собой комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию На ГЭС электроэнергию получают, используя энергию воды, перетекающей с высшего уровня к низшему уровню и вращающей при этом турбину. Плотина – самый важный и самый дорогостоящий элемент ГЭС. Вода перетекает с верхнего бьефа в нижний бьеф по специальным трубопроводам, либо по выполненным в теле плотины каналам и приобретает большую скорость. Струя воды поступает на лопасти гидротурбины. Ротор гидротурбины приводится во вращение под действием центробежной силы струи воды. Вал турбины соединяется с валом электрического генератора, и при вращении ротора генератора механическая энергия ротора преобразуется в электрическую энергию.
Важнейшая особенность гидроэнергетических ресурсов по сравнению с топливно-энергетическими ресурсами – их непрерывная возобновляемость. Отсутствие потребности в топливе для ГЭС определяет низкую себестоимость вырабатываемой на ГЭС электроэнергии. Однако гидроэнергетика не безвредна для окружающей среды. При постройке плотины образуется водохранилище. Вода, залившая огромные площади, необратимо изменяет окружающую среду. Подъем уровня реки плотиной может вызвать заболоченность, засоленность, изменения прибрежной растительности и микроклимата. Поэтому так важно создание и использование экологически безвредных гидротехнических сооружений.
Теплоэлектростанции
Тепловая электростанция (ТЭС) – электростанция, вырабатывающая электрическую энергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива. Основными видами топлива для ТЭС являются природные ресурсы – газ, уголь, торф, горючие сланцы, мазут. Тепловые электростанции разделяются на две группы: конденсационные и теплофикационные или теплоцентрали (ТЭЦ). Конденсационные станции снабжают потребителей только электрической энергией. Их сооружают вблизи залежей местного топлива с тем, чтобы не возить его на большие расстояния. Теплоцентрали снабжают потребителей не только электрической энергией, но и теплом – водяным паром или горячей водой, поэтому ТЭЦ сооружают поблизости от приемников теплоты, в центрах промышленных районов и крупных городов для уменьшения протяженности теплофикационных сетей. Топливо транспортируют на ТЭЦ из мест его добычи. В машинном зале ТЭС установлен котел с водой. За счет тепла, образующегося в результате сжигания топлива, вода в паровом котле нагревается, испаряется, а образовавшийся насыщенный пар доводится до температуры 550°С и под давлением 25 МПа поступает по паропроводу в паровую турбину, назначение которой превращать тепловую энергию пара в механическую энергию. Энергия движения паровой турбины преобразуется в электрическую энергию генератором, вал которого непосредственно соединен с валом турбины. После паровой турбины водяной пар, имея уже низкое давление и температуру около 25°С, поступает в конденсатор. Здесь пар с помощью охлаждающей воды превращается в воду, которая с помощью насоса снова подается в котел. Цикл начинается снова. ТЭС работают на органическом топливе, но это, к сожалению, невосполнимые природные ресурсы. К тому же, работа ТЭС сопровождается экологическими проблемами: при сгорании топлива происходит тепловое и химическое загрязнение среды, что оказывает губительное воздействие на живой мир водоемов и качество питьевой воды.
Атомные электростанции
Атомная электростанция (АЭС) – электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую энергию. Атомные электростанции действуют по такому же принципу, что и тепловые электростанции, но используют для парообразования энергию, получающуюся при делении тяжелых атомных ядер (урана, плутония). В активной зоне реактора протекают ядерные реакции, сопровождающиеся выделением огромной энергии. Вода, соприкасающаяся в активной зоне реактора с тепловыделяющими элементами, забирает у них тепло и передает это тепло в теплообменнике также воде, но уже не представляющей опасности радиоактивного излучения. Поскольку вода в теплообменнике превращается в пар, его называют парогенератором. Горячий пар поступает в турбину, преобразующую тепловую энергию пара в механическую энергию. Энергия движения паровой турбины преобразуется в электрическую энергию генератором, вал которого непосредственно соединен с валом турбины. АЭС, являющиеся наиболее современным видом электростанций, имеют ряд существенных преимуществ перед другими видами электростанций: не требуют привязки к источнику сырья и собственно могут быть размещены в любом месте, при нормальном режиме функционирования считаются экологически безопасными. Но при авариях на АЭС возникает потенциальная опасность радиационного загрязнения среды. Кроме того существенной проблемой остается утилизация радиоактивных отходов и демонтаж отслуживших свой срок АЭС.
Альтернативная энергетика - совокупность перспективных способов получения энергии, которые распространены, не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при низком риске причинения вреда экологии района. Альтернативный источник энергии - способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электрическую энергию (или другой требуемый вид энергии) и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле. Цель поиска альтернативных источников энергии - потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений.
Приливные электростанции
Использование энергии приливов началось еще в ХІ веке, когда на берегах Белого и Северного морей появились мельницы и лесопилки. Два раза в сутки уровень океана то поднимается под действием гравитационных сил Луны и Солнца, притягивающих к себе массы воды. Вдали от берега колебания уровня воды не превышают 1 м, но у самого берега они могут достигать 13-18 метров. Для устройства простейшей приливной электростанции (ПЭС) нужен бассейн – перекрытый плотиной залив или устье реки. В плотине имеются водопропускные отверстия и установлены гидротурбины, которые вращают генератор. Считается экономически целесообразным строительство приливных электростанций в районах с приливными колебаниями уровня моря не менее 4 метров. В приливных электростанциях двустороннего действия турбины работают при движении воды из моря в бассейн и обратно. Приливные электростанции двустороннего действия способны вырабатывать электроэнергию непрерывно в течение 4-5 часов с перерывами в 1-2 часа четыре раза в сутки. Для увеличения времени работы турбин существуют более сложные схемы – с двумя, тремя и большим количеством бассейнов, однако стоимость таких проектов весьма высока. Недостаток приливных электростанций в том, что они строятся только на берегу морей и океанов, к тому же они развивают не очень большую мощность, да и приливы бывают всего лишь два раза в сутки. И даже они экологически не безопасны. Они нарушают нормальный обмен соленой и пресной воды и тем самым – условия жизни морской флоры и фауны. Влияют они и на климат, поскольку меняют энергетический потенциал морских вод, их скорость и территорию перемещения.
Ветряные электростанции
Энергия ветра – это косвенная форма солнечной энергии, являющаяся следствием разности температур и давлений в атмосфере Земли. Около 2% поступающей на Землю солнечной энергии превращается в энергию ветра. Ветер – возобновляемый источник энергии. Его энергию можно использовать почти во всех районах Земли. Получение электроэнергии от ветросиловых установок является чрезвычайно привлекательной, но вместе с тем технически сложной задачей. Трудность заключается в очень большой рассеянности энергии ветра и в его непостоянстве. Принцип действия ветряных электростанций прост: ветер крутит лопасти установки, приводя в движение вал электрогенератора. Генератор вырабатывает электрическую энергию, и, таким образом, энергия ветра превращается в электрический ток. Производство ВЭС очень дешево, но их мощность мала, и их работа зависит от погоды. К тому же они очень шумны, поэтому крупные установки даже приходится на ночь отключать. Помимо этого, ветряные электростанции создают помехи для воздушного сообщения, и даже для радиоволн. Применение ВЭС вызывает локальное ослабление силы воздушных потоков, мешающее проветриванию промышленных районов и даже влияющее на климат. Наконец, для использования ВЭС, необходимы огромные площади много больше, чем для других типов электрогенераторов. И все же изолированные ВЭС с тепловыми двигателями как резерв и ВЭС, которые работают параллельно с тепло – и гидростанциями, должны занять видное место в энергоснабжении тех районов, где скорость ветра превышает 5 м/с.
Геотермальные электростанции
Геотермальная энергия – это энергия внутренних областей Земли. Извержение вулканов наглядно свидетельствует об огромном жаре внутри планеты. Ученые оценивают температуру ядра Земли в тысячи градусов Цельсия. Геотермальное тепло – это тепло, содержащееся в подземной горячей воде и водяном паре, и тепло нагретых сухих пород. Геотермальные тепловые электростанции (ГеоТЭС) преобразуют внутреннее тепло Земли (энергию горячих пароводяных источников) в электрическую энергию. Источниками геотермальной энергии могут быть подземные бассейны естественных теплоносителей – горячей воды или пара. По существу, это непосредственно готовые к использованию «подземные котлы», откуда воду или пар можно добыть с помощью обычных буровых скважин. Полученный таким способом природный пар после предварительной очистки от газов, вызывающих разрушение труб, направляется в турбины, соединенные с электрогенераторами. Использование геотермальной энергии не требует больших издержек, т.к. в данном случае речь идет об уже «готовых к употреблению», созданных самой природой источниках энергии. К недостаткам ГеоТЭС относится возможность локального оседания грунтов и пробуждения сейсмической активности. А выходящие из-под земли газы создают в окрестностях немалый шум и могут, к тому же, содержать отравляющие вещества. Кроме того, ГеоТЭС построить можно не везде, потому что для ее постройки необходимы геологические условия.
Солнечные электростанции
Солнечная энергия – наиболее грандиозный, дешевый, но, и, пожалуй, наименее используемый человеком источник энергии. Преобразование энергии солнечного излучения в электрическую энергию осуществляется с помощью солнечных электростанций. Различают термодинамические СЭС, в которых солнечная энергия сначала преобразуется в тепловую, а затем в электрическую; и фотоэлектрические станции, непосредственно преобразующие солнечную энергию в электрическую энергию. Фотоэлектрические станции бесперебойно снабжают электроэнергией речные бакены, сигнальные огни, системы аварийной связи, лампы маяков и многие другие объекты, расположенные в труднодоступных местах. По мере совершенствования солнечных батарей они будут находить применение в жилых домах для автономного энергоснабжения (отопления, горячего водоснабжения, освещения и питания бытовых электроприборов). Солнечные электростанции обладают заметным преимуществом перед станциями других типов: отсутствием вредных выбросов и экологической чистотой, бесшумностью в работе, сохранением в неприкосновенности земных недр.
Передача электроэнергии на расстояние
Электроэнергия производится вблизи источников топлива или гидроресурсов, в то время как ее потребители находятся повсеместно. Поэтому возникает необходимость в передаче электроэнергии на большие расстояния. Рассмотрим принципиальную схему передачи электроэнергии от генератора к потребителю. Обычно генераторы переменного тока на электростанциях вырабатывают напряжение, не превышающее 20 кВ, так как при более высоких напряжениях резко возрастает возможность электрического пробоя изоляции в обмотке и в других частях генератора. Для сохранения передаваемой мощности напряжение в ЛЭП должно быть максимальным, поэтому на крупных электростанциях ставят повышающие трансформаторы. Однако напряжение в линии электропередачи ограничено: при слишком высоком напряжении между проводами возникают разряды, приводящие к потерям энергии. Для использования электроэнергии на промышленных предприятиях требуется значительное снижение напряжения, осуществляемое с помощью понижающих трансформаторов. Дальнейшее снижение напряжения до величины порядка 4 кВ необходимо для электрораспределения по местным сетям, т.е. по тем проводам, которые мы видим на окраинах наших городов. Менее мощные трансформаторы снижают напряжение до 220 В (напряжение, используемое большинством индивидуальных потребителей).

Эффективное использование электроэнергии
Электроэнергия занимает существенное место в статье расходов каждой семьи. Ее эффективное использование позволит значительно снизить издержки. Все чаще в наших квартирах «прописываются» компьютеры, посудомоечные машины, кухонные комбайны. Поэтому и плата за электроэнергию весьма значительна. Возросшее энергопотребление приводит к дополнительному потреблению невозобновляемых природных ресурсов: уголь, нефть, газ. При сжигании топлива в атмосферу выбрасывается углекислый газ, что приводит к пагубным климатическим изменениям. Экономия электричества позволяет сократить потребление природных ресурсов, а значит, и снизить выбросы вредных веществ в атмосферу.

Четыре ступени энергосбережения


  • Не забывайте выключать свет.

  • Использовать энергосберегающие лампочки и бытовую технику класса А.

  • Хорошо утеплять окна и двери.

  • Установить регуляторы подачи тепла (батареи с вентилем).

Энергетика Чувашии - одна из самых развитых отраслей промышленности республики, от работы которой напрямую зависит социальное, экономическое и политическое благополучие. Энергетика - это основа функционирования экономики и жизнеобеспечения республики. Работа энергетического комплекса Чувашии настолько прочно связана с повседневной жизнью каждого предприятия, учреждения, фирмы, дома, каждой квартиры и в итоге – каждого жителя нашей республики.


В самом начале XX века, когда электроэнергетика делала еще только первые практические шаги.

До 1917г. на территории современной Чувашии не было ни одной электрической станции общественного пользования. Крестьянские дома освещались лучиной.

В промышленности имелось всего 16 первичных двигателей. В Алатырском уезде электроэнергию производили и использовали на лесопильном заводе, на мукомольных предприятиях. Небольшая электростанция имелась на винокуренном заводе вблизи Марпосада. Собственную электростанцию на маслобойном заводе в г.Ядрине имели купцы Таланцевы. В Чебоксарах небольшую электростанцию имел купец Ефремов. Она обслуживала лесопильное производство и два его дома.

Как в домах, так и на улицах городов Чувашии света почти не было.

Развитие энергетики Чувашии начинается после 1917г. С 1918г. начинается строительство электростанций общественного пользования, разворачивается большая работа по созданию электроэнергетики в г.Алатырь. Первую электростанцию решили построить в то время на бывшем заводе Попова.

В Чебоксарах вопросами электрификации занимался отдел коммунального хозяйства. Его усилиями в 1918г. возобновила работу электростанция на лесопильном заводе, принадлежавшем купцу Ефремову. Электроэнергия по двум линиям поступала в государственные учреждения и на уличное освещение.

Образование Чувашской автономной области (24 июня 1920г.) создало благоприятные условия для развития энергетики. Именно в 1920г. в связи с острой нуждой областной отдел коммунального хозяйства оборудовал первую небольшую электростанцию г.Чебоксары, мощность в 12 кВт.

Мариинско-Посадская электростанция была оборудована в 1919г. Начала давать электроэнергию Марпосадская городская электростанция. Цивильская электростанция была построена в 1919г., но из-за отсутствия линий электропередач отпуск электроэнергии стал производиться только с 1923 года.

Таким образом, первые основы энергетики Чувашии закладывались в годы интервенции и гражданской войны. Создавались первые небольшие городские коммунальные электростанции общественного пользования общей мощностью около 20 кВт.

До революции 1917 года на территории Чувашии не было ни одной электрической станции общественного пользования, в домах царила лучина. При лучине или керосиновой лампе работали даже в небольших мастерских. Здесь же кустари использовали оборудование с механическим приводом. На более солидных предприятиях, где обрабатывали сельскохозяйственные и лесные продукты, варили бумагу, сбивали масло и мололи муку,

имелось 16 маломощных двигателей.

При большевиках пионером энергетики Чувашии стал г. Алатырь. В этом небольшом городке благодаря усилиям местного совнархоза появилась первая общественная электростанция.


В Чебоксарах вся электрификация в 1918 году свелась к тому, что восстановили электростанцию на конфискованном у купца Ефремова лесопильном заводе, который стал называться «Имени 25 октября». Однако ее электроэнергии хватило лишь на освещение некоторых улиц и госучреждений (по статистике в 1920 году городским чиновникам светило около 100 лампочек мощностью 20 свечей).

В 1924 году были построены еще три небольших электростанции, и, для управления увеличивающейся энергетической базой, 1 октября 1924 года было создано Чувашское объединение коммунальных электростанций – ЧОКЭС. В 1925 году Госплан республики принял план электрификации, по которому предусматривалось за 5 лет построить 8 новых электростанций – 5 городских (в Чебоксарах, Канаше, Марпосаде, Цивильске и Ядрине) и 3 сельских (в Ибресях, Вурнарах и Урмарах). Реализация этого проекта позволила электрифицировать 100 сел – в основном Чебоксарского и Цивильского районов и вдоль тракта Чебоксары – Канаш, 700 крестьянских дворов, некоторые кустарные мастерские.
За 1929-1932 годы мощности коммунальных и промышленных электростанций республики выросли почти в 10 раз; выработка электроэнергии этими электростанциями увеличилась почти в 30 раз.

В годы Великой Отечественной войны были проведены большие мероприятия по укреплению и развитию энергетической базы промышленности республики. Рост мощностей происходил главным образом за счёт роста мощностей районных, коммунальных и сельских электростанций. Энергетики Чувашии с честью выдержали тяжёлое испытание и выполнили свой патриотический долг. Они понимали, что производимая электроэнергия необходима, в первую очередь, предприятиям, выполняющим заказы с фронта.


За годы послевоенной пятилетки в Чувашской АССР построено и сдано в эксплуатацию 102 сельских электростанции, вт.ч. 69 ГЭС и 33 ТЭС. Отпуск электроэнергии сельскому хозяйству увеличился в 3 раза по сравнению с 1945 годом.
В 1953 году в Алатыре по приказу, подписанному Сталиным, было начато строительство Алатырской ТЭС. Первый турбогенератор мощностью 4 МВТ был введен в эксплуатацию в 1957 году, 2-й - в 1959 году. По прогнозам, мощности ТЭС должно было хватить до1985 г. как для города, так и района и обеспечить электроэнергией Тургеньевский Светозавод в Мордовии.

Библиографический список


  1. Учебник С.В.Громова «Физика, 10 класс». Москва: Просвещение.

  2. Энциклопедический словарь юного физика. Состав. В.А. Чуянов, Москва: Педагогика.

  3. Эллион Л., Уилконс У.. Физика. Москва: Наука.

  4. Колтун М. Мир физики. Москва.

  5. Источники энергии. Факты, проблемы, решения. Москва: Наука и техника.

  6. Нетрадиционные источники энергии. Москва: Знание.

  7. Юдасин Л.С.. Энергетика: проблемы и надежды. Москва: Просвещение.

  8. Подгорный А.Н. Водородная энергетика. Москва: Наука.

Приложение

Электростанция

Первичный источник энергии


Схема преобразования

энергии

Преимущества


Недостатки






ГеоТЭС



.
Лист самоконтроля

Закончите предложение:

Энергосистема - это


  1. Электрическая система электростанции

  2. Электрическая система отдельного города

  3. Электрическая система районов страны, соединенная высоковольтными линиями электропередачи

Энергосистема - Электрическая система районов страны, соединенная высоковольтными линиями электропередачи

Что является источником энергии на ГЭС?


  1. Нефть, уголь, газ

  2. Энергия ветра

  3. Энергия воды

Какие источники энергии – возобновляемые или невозобновляемые – используются в Республике Чувашия?

Невозобновляемые



Расположите в хронологическом порядке источники энергии, которые становились доступны человечеству, начиная с самых ранних:

А. Электрическая тяга;

Б. Атомная энергия;

В. Мускульная энергия домашних животных;

Г. Энергия пара.



Назовите известные вам источники энергии, использование которых приведет к уменьшению экологических последствий электроэнергетики.

ПЭС
ГеоТЭС


Проверьте себя по ответам на экране и выставьте оценку:

5 верных ответов – 5

4 верных ответа – 4

3 верных ответа - 3


К атегория: Электромонтажные работы

Производство электрической энергии

Электрическая энергия (электроэнергия) является наиболее совершенным видом энергии и используется во всех сферах и отраслях материального производства. К ее преимуществам относят - возможность передачи на большие расстояния и преобразование в другие виды энергии (механическую, тепловую, химическую, световую и др).

Электрическая энергия вырабатывается на специальных предприятиях - электрических станциях, преобразующих в электрическую другие виды энергии: химическую, топлива, энергию воды, ветра, солнца, атомную.

Возможность передачи электроэнергии на большие расстояния позволяет строить электростанции вблизи мест нахождения топлива или на многоводных реках, что является более экономичным, чем подвоз в больших количествах топлива к электростанциям, расположенным вблизи потребителей электроэнергии.

В зависимости от вида используемой энергии различают электростанции тепловые, гидравлические, атомные. Электростанции, использующие энергию ветра и теплоту солнечных лучей, представляют собой пока маломощные источники электроэнергии, не имеющие промышленного значения.

На тепловых электростанциях используется тепловая энергия, получаемая при сжигании в топках котлов твердого топлива (уголь, торф, горючие сланцы), жидкого (мазут) и газообразного (природный газ, а на металлургических заводах - доменный и коксовый газ).

Тепловая энергия превращается в механическую энергию вращением турбины, которая в генераторе, соединенном с турбиной, преобразуется в электрическую. Генератор становится источником электроэнергии. Тепловые электростанции различают по виду первичного двигателя: паровая турбина, паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, локомобиль, газовая турбина. Кроме того, паротурбинные электростанции подразделяют на конденсационные и теплофикационные. Конденсационные станции снабжают потребителей только электрической энергией. Отработанный пар проходит цикл охлаждения и, превращаясь в конденсат, вновь подается в котел.

Снабжение потребителей тепловой и электрической энергией осуществляется теплофикационными станциями, называемыми теплоэлектроцентралями (ТЭЦ). На этих станциях тепловая энергия только частично преобразуется в электрическую, а в основном расходуется на снабжение промышленных предприятий и других потребителей, расположенных в непосредственной близости от электростанций, паром и горячей водой.

Гидроэлектростанции (ГЭС) сооружают на реках, являющихся неиссякаемым источником энергии для электростанций. Они текут с возвышенностей в низины и, следовательно, способны совершать механическую работу. На горных реках сооружают ГЭС, используя естественный напор воды. На равнинных реках напор создается искусственно сооружением плотин, вследствие разности уровней воды по обеим сторонам плотины. Первичными двигателями на ГЭС являются гидротурбины, в которых энергия потока воды преобразуется в механическую энергию.

Вода вращает рабочее колесо гидротурбины и генератор, при этом механическая энергия гидротурбины преобразуется в электрическую, вырабатываемую генератором. Сооружение ГЭС решает кроме задачи выработки электроэнергии также комплекс других задач народнохозяйственного значения - улучшение судоходства рек, орошение и обводнение засушливых земель, улучшение водоснабжения городов и промышленных предприятий.

Атомные электростанции (АЭС) относят к тепловым паротурбинным станциям, работающим не на органическом топливе, а использующим в качестве источника энергии теплоту, получаемую в процессе деления ядер атомов ядерного топлива (горючего), - урана или плутония. На АЭС роль котельных агрегатов выполняют атомные реакторы и парогенераторы.

Электроснабжение потребителей осуществляется преимущественно от электрических сетей, объединяющих ряд электростанций. Параллельная работа электрических станций на общую электрическую сеть обеспечивает рациональное распределение нагрузки между электростанциями, наиболее экономичную выработку электроэнергии, лучшее использование установленной мощности станций, повышение надежности электроснабжения потребителей и отпуска им электроэнергии с нормальными качественными показателями по частоте и напряжению.

Необходимость объединения вызвана неодинаковой нагрузкой электростанций. Спрос потребителей на электроэнергию резко изменяется не только в течение суток, но и в разные времена года. Зимой потребление электроэнергии на освещение возрастает. В сельском хозяйстве электроэнергия в больших количествах нужна летом на полевые работы и орошение.

Разница в степени загрузки станций особо ощутима при значительном отдалении районов потребления электроэнергии друг от друга в направлении с востока на запад, что объясняется разновременностью наступления часов утренних и вечерних максимумов нагрузки. Чтобы обеспечить надежность электроснабжения потребителей и полнее использовать мощность электростанций, работающих в разных режимах, их объединяют в энергетические или электрические системы с помощью электрических сетей высокого напряжения.

Совокупность электростанций, линий электропередачи и тепловых сетей, а также приемников электро- и тепло-энергии, связанных в одно целое общностью режима и непрерывностью процесса производства и потребления электрической и тепловой энергии, называют энергетической системой (энергосистемой). Электрическая система, состоящая из подстанций и линий электропередачи различных напряжений, - часть энергосистемы.

Энергосистемы отдельных районов в свою очередь соединены между собой для параллельной работы и образуют крупные системы, например единая энергетическая система (ЕЭС) европейской части СССР, объединенные системы Сибири, Казахстана, Средней Азии и др.

Теплоэлектроцентрали и заводские электростанции обычно связаны с электросетью ближайшей энергосистемы по линиям генераторного напряжения 6 и 10 кВ или линиям более высокого напряжения (35 кВ и выше) через трансформаторные подстанции. Передача энергии, выработанной мощными районными электростанциями, в электросеть для снабжения потребителей осуществляется по линиям высокого напряжения (110 кВ и выше).

- Производство электрической энергии

по физике

на тему«Производство, передача и использование электроэнергии»

ученицы 11класса А

МОУ школы № 85

Екатерины.

План реферата.

Введение.

1. Производствоэлектроэнергии.

1. типыэлектростанций.

2. альтернативныеисточники энергии.

2. Передачаэлектроэнергии.

трансформаторы.

3. Использованиеэлектроэнергии.

Введение.

Рождение энергетикипроизошло несколько миллионов лет тому назад, когда люди научились использоватьогонь. Огонь давал им тепло и свет, был источником вдохновения и оптимизма,оружием против врагов и диких зверей, лечебным средством, помощником вземледелии, консервантом продуктов, технологическим средством и т.д.

Прекрасный миф о Прометее,даровавшем людям огонь, появился в Древней Греции значительно позже того, какво многих частях света были освоены методы довольно изощренного обращения согнем, его получением и тушением, сохранением огня и рациональным использованиемтоплива.

На протяжении многихлет огонь поддерживался путем сжигания растительных энергоносителей (древесины,кустарников, камыша, травы, сухих водорослей и т.п.), а затем была обнаруженавозможность использовать для поддержания огня ископаемые вещества: каменныйуголь, нефть, сланцы, торф.

На сегодняшний деньэнергия остается главной составляющей жизни человека. Она дает возможностьсоздавать различные материалы, является одним из главных факторов приразработке новых технологий. Попросту говоря, без освоения различных видовэнергии человек не способен полноценно существовать.

Производствоэлектроэнергии.

Типыэлектростанций.

Тепловая электростанция (ТЭС), электростанция, вырабатываю­щая электрическуюэнергию в результате пре­образования тепловой энергии, выделяю­щейся присжигании органического топлива. Первые ТЭС появились в конце 19 века и получилипреимущественное распространение. В середине 70-х годов 20 века ТЭС - основнойвид элек­трической станций.

На тепловыхэлектростанциях химическая энергия топлива преобразуется сначала вмеханическую, а затем в электрическую. Топливомдля такой электростанции могут служить уголь, торф, газ, горючие сланцы, мазут.

Тепловыеэлектрические стан­ции подразделяют на конденсационные (КЭС),предназначенные для выработки только электрической энергии, и теплоэлектро­централи (ТЭЦ), производящие кроме электрической тепловую энергию в виде горячей воды ипара. Крупные КЭС районного значения получили название государственных районныхэлектро­станций (ГРЭС).

Простейшаяпринципиальная схема КЭС, работающей на угле, представлена на рисунке. Угольподается в топливный бункер 1, а из него - в дробильную установку 2, гдепревраща­ется в пыль. Угольная пыль поступает в топку парогенератора (паровогокотла) 3, имеющего систему трубок, в которых цир­кулирует химически очищеннаявода, называемая питательной. В котле вода нагревается, испаряется, аобразовавшийся насы­щенный пар доводится до температуры 400-650 °С и под дав­лением3-24 МПа поступает по паропроводу в паровую турби­ну 4. Параметры пара зависятот мощности агрегатов.

Тепловые конденсацион­ныеэлектростанции име­ют невысокий кпд (30- 40%), так как большая часть энергиитеряется с отходящими топочными газами и охлаждающей водой конденсатора. СооружатьКЭС выгодно в непосредственной близости от мест добычи топлива. При этомпотребители электроэнергии могут находиться на значи­тельном расстоянии отстан­ции.

Теплоэлектроцентраль отли­чается от конденсационной станции установленной на ней специальнойтеплофикационной турбиной с отбором пара. На ТЭЦ одна часть пара полностью используется в турбине для выработки электроэнергии в генераторе 5 и затемпоступает в конденсатор 6, а другая, имеющая большую температуру и давление,отбирается от промежуточной ступени турбины и исполь­зуется для теплоснабжения.Конденсат насосом 7 через деаэра­тор 8 и далее питательным насосом 9 подается впарогенератор. Количество отбираемого пара зависит от потребности предприя­тийв тепловой энергии.

Коэффициент полезногодействия ТЭЦ достигает 60-70%. Такие станции строят обычно вблизи потребителей- про­мышленных предприятий или жилых массивов. Чаще всего они работают напривозном топливе.

Значительно меньшеераспространение полу­чили тепловые станции с газотурбинными (ГТЭС), парогазовыми (ПГЭС) и дизельными установками.

Вкамере сгорания ГТЭС сжигают газ или жидкое топливо; продукты сгорания стемпера­турой 750-900 ºС поступают в газо­вую турбину, вращающуюэлектрогене­ратор. Кпд таких ТЭС обычно составляет 26-28%, мощность - донескольких со­тен МВт. ГТЭС обычно применяются для покрытия пиковэлектрической нагрузки. Кпд ПГЭС может достигать 42 - 43%.

Наиболее экономичными яв­ляютсякрупные тепловые паро­турбинные электростанции (сокра­щенно ТЭС). БольшинствоТЭС нашей страны используют в ка­честве топлива угольную пыль. Для выработки 1кВт-ч электроэнергии затрачивается несколько сот грам­мов угля. В паровом котлесвыше 90% выделяемой топливом энергии передается пару. В турбине кине­тическаяэнергия струй пара пере­дается ротору. Вал турбины жестко соединен с валомгенератора.

Современные паровые турбины для ТЭС - весьма совершенные,быстроходные, высокоэкономичные машины с большим ресурсом работы. Их мощность водновальном исполнении достигает 1 млн. 200 тыс. кВт, и это не являетсяпределом. Такие машины всегда бывают многоступенчатыми, т. е. имеют обыч­нонесколько десятков дисков с рабочими лопат­ками и такое же количество, передкаждым диском, групп сопел, через которые протекает струя пара. Давление итемпература пара постепенно снижаются.

Из курса физики из­вестно,что КПД тепловых двига­телей увеличивается с ростом на­чальной температурырабочего тела. Поэтому поступающий в турбину пар доводят до высоких параметров:температуру - почти до 550 °С и давление - до 25 МПа. Коэффи­циент полезногодействия ТЭС дости­гает 40%. Большая часть энергии теряется вместе с горячимотрабо­танным паром.

Гидроэлектрическаястанция (ГЭС), комплекссооружений и оборудования, посредством которых энергия потока водыпреобразуется в электрическую энергию. ГЭС состоит из последовательной цепи гид­ротехническихсооружений, обеспечи­вающих необходимую концентрацию по­тока воды и созданиенапора, и энергетического оборудования, преобразующего энергию движущейся поднапором воды в механическую энергию вращения, которая, в свою очередь,преобразуется в электрическую энергию.

НапорГЭС создается концентрацией падения реки на используемом участке плотиной, либодеривацией, либо плотиной и дери­вацией совместно. Основноеэнергетическое оборудование ГЭС размещается в здании ГЭС: в машинном залеэлектростанции - гидроагрегаты, вспомогательное оборудование, устройства автоматического управления и контроля; в центральном посту управления- пульт оператора-диспетчера или автооператор гидро­электростанции. Повышающая транс­форматорная подстанция размещается как внутри зданияГЭС, так и в отдельных зда­ниях или на открытых площадках. Рас­пределительныеустройства зачастую располагаются на открытой площадке. Здание ГЭС можетбыть разделено на секции с одним или несколькими агрегатами и вспомогательнымоборудованием, отделённые от смежных частей здания. При здании ГЭС или внутринего создаётся монтаж­ная площадка для сборки и ремонта раз­личногооборудования и для вспомогательных операций по обслуживанию ГЭС.

Поустановленной мощности (в МВт) различают ГЭС мощные (св. 250), сред­ние (до 25) и малые (до 5). Мощность ГЭС зависит от напора (разности уровнейверхнего и нижнего бьефа), расхода воды, используемого в гидротурбинах,и кпд гидроагрегата. По ряду причин (вследствие, например, сезонных измененийуровня воды в во­доёмах, непостоянства нагрузки энерго­системы, ремонтагидроагрегатов или гидротехнических сооружений и т. п.) напор и расход водынепрерывно меняются, а, кроме того, меняется расход при регули­ровании мощностиГЭС. Различают го­дичный, недельный и суточный циклы режима работы ГЭС.

Помаксимально используемому напо­ру ГЭС делятся на высоконапорные (более60 м), средненапорные (от 25 до 60 м) и низконапорные (от 3 до 25 м). На равнинных реках напоры редко пре­вышают 100 м, вгорных условиях посредством плотины можно создавать напоры до 300 м иболее, а с помощью дерива­ции - до 1500 м. Подразделение ГЭС поиспользуемому напору имеет при­близительный, условный характер.

Посхеме использования водных ре­сурсов и концентрации напоров ГЭС обыч­ноподразделяют на русловые , приплотинные , деривационные снапорной и без­напорной деривацией, смешанные, гидроаккумулирующие и приливные .

Врусловых и приплотинных ГЭС напор воды создаётся плотиной, пе­регораживающейреку и поднимающей уровень воды в верхнем бьефе. При этом неизбежно некотороезатопление долины реки. Русловые и приплотинныс ГЭС строят и на равнинныхмноговодных реках и на горных реках, в узких сжатых долинах. Для русловых ГЭСхарактерны напоры до 30-40 м.

Приболее высоких напорах оказывает­ся нецелесообразным передавать на зда­ние ГЭСгидростатичное давление воды. В этом случае применяется тип плотиной ГЭС, у которой напорный фронт на всём протяжении перекрывается плотиной, аздание ГЭС располагается за пло­тиной, примыкает к нижнему бьефу.

Другойвид компоновки приплотинная ГЭС соответствует горным усло­виям присравнительно малых рас­ходах реки.

Вдеривационных ГЭС кон­центрация падения реки создаётся по­средствомдеривации; вода в начале ис­пользуемого участка реки отводится из речного руславодоводом, с уклоном, зна­чительно меньшим, чем средний уклон реки на этомучастке и со спрямлением изги­бов и поворотов русла. Конец деривации подводят кместу расположения здания ГЭС. Отработанная вода либо возвраща­ется в реку,либо подводится к следующей де­ривационной ГЭС. Деривация выгодна тогда, когдауклон реки велик.

Особоеместо среди ГЭС занимают гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) и приливныеэлектростанции (ПЭС). Сооружение ГАЭС обусловлено ростом потребности впиковой мощности в крупных энергетических системах, что и определяетгенераторную мощность, тре­бующуюся для покрытия пиковых на­грузок. СпособностьГАЭС аккумулиро­вать энергию основана на том, что сво­бодная вэнергосистеме в некоторый пе­риод времени электрическая энергияиспользуется агрегатами ГАЭС, которые, работая в ре­жиме насоса, нагнетают водуиз водохра­нилища в верхний аккумулирующий бас­сейн. В период пиков нагрузкиаккуму­лированная энергия возвращается в энергосистему (вода из верхнего бассей­напоступает в напорный трубопровод и вращает гидроагрегаты, работающие в режимегенератора тока).

ПЭСпреобразуют энергию морских приливов в электрическую. Электроэнер­гия приливныхГЭС в силу некоторых особенностей, связанных с периодичным ха­рактером приливови отливов, может быть использована в энергосистемах лишь совместно с энергией регулирующих электростанций, которые восполняют про­валы мощности приливныхэлектростан­ций в течение суток или месяцев.

Важнейшаяособенность гидроэнергетических ресурсов по сравнению стопливно-энергетическими ресурсами - их непрерывная возобновляемость.Отсутствие потребности в топливе для ГЭС определяет низ­кую себестоимостьвырабатываемой на ГЭС электроэнергии. Поэтому сооруже­нию ГЭС, несмотря назначительные, удельные капиталовложения на 1 кВт установлен­ной мощностии продолжительные сроки строи­тельства, придавалось и придаётся боль­шоезначение, особенно когда это связано с размещением электроёмких производств.

Атомная электростанция (АЭС), электростанция, в которой атомная (ядер­ная) энергия преобразуется вэлект­рическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор. Тепло,которое выделя­ется в реакторе в результате цепной реакции деления ядернекоторых тяжёлых элементов, затем так же, как и на обыч­ных тепловыхэлектростанциях (ТЭС), преобразуется в электроэнергию. В отли­чие от ТЭС,работающих на органическом топливе, АЭС работает на ядерном горю­чем (воснове 233U, 235U, 239Pu).Установлено, что мировые энергетические ресурсы ядерного горючего (уран,плутоний и др.) существенно превышают энергоресурсы природных запасоворганического, топлива (нефть, уголь, природный газ и др.). Это открываетширокие перспективы для удовлетворе­ния быстро растущих потребностей в топ­ливе.Кроме того, необходимо учиты­вать всё увеличивающийся объём потреб­ления угля инефти для технологических целей мировой химической промышленности, котораястановится серьёзным конкурентом тепло­вых электростанций. Несмотря на откры­тиеновых месторождений органического топ­лива и совершенствование способов егодобычи, в мире наблюдается тенденция к относительному, увеличению егостоимости. Это создаёт наиболее тяжёлые условия для стран, имеющих ограниченныезапасы топлива органического происхождения. Очевидна необходимость быстрейшегоразвития атомной энергетики, которая уже занимает заметное место вэнергетическом балансе ряда промышленных стран мира.

Принципиальнаясхема АЭС с ядерным реактором, имеющим водяное охлаждение, приведена на рис. 2.Тепло, выделяемое в активной зоне реактора теплоносителем, вбираетсяводой 1-го контура, которая прокачивается через реактор циркуляционнымнасосом.Нагретая вода из реактора поступает в теплообменник(парогенератор) 3, где передаёт тепло, полученное в реакторе воде 2-гоконтура. Вода 2-го контура испаряется в парогенераторе, и образуется пар,который затем поступает в турбину 4.

Наиболеечасто на АЭС применяют 4 типа реакторов на тепловых нейтронах:

1)водо-водяные с обычной водой в качестве замедлителя и теплоносителя;

2)графитоводные с водяным теплоносителем и графитовым замедлителем;

3)тяжеловодные с водяным теплоносителем и тяжёлой водой в качестве замедлителя;

4)граффито - газовые с газовым теплоноси­телем и графитовым замедлителем.

Выборпреимущественно применяемого типа реактора определяется главным образом на­копленнымопытом в реактороносителе, а также наличием необходимого промышленного оборудования,сырьевых запасов и т. д.

Креактору и обслуживающим его си­стемам относятся: собственно реактор сбиологическойзащитой, теплообменни­ки, насосы или газодувныеустановки, осуществляющие циркуляцию теплоноси­теля, трубопроводы и арматурациркуляции контура, устройства для перезагруз­ки ядерного горючего, системыспециальной вентиляции, аварийного расхолаживания и др.

Дляпредохранения персонала АЭС от радиационного облучения реактор окружаютбиологической защитой, основным материалом для которой служат бетон, вода,серпантиновый песок. Оборудование реакторного контура должно быть полностьюгерме­тичным. Предусматривается система конт­роля мест возможной утечкитеплоноси­теля, принимают меры, чтобы появление не плотностей и разрывов контуране приводило к радиоактивным выбросам и загрязнению помещений АЭС и окружаю­щейместности. Радиоактивный воздух и не­большое количество паров теплоносителя,обусловленное наличием протечек из контура, удаляют из необслуживаемыхпомещений АЭС специальной системой вентиляции, в которой для исключениявозможно­сти загрязнения атмосферы предусмот­рены очистные фильтры игазгольдеры выдержки. За выполнением правил ра­диационной безопасностиперсоналом АЭС сле­дит служба дозиметрического контроля.

Наличие биологической защиты, систем специальной вентиляции и аварийного расхо­лаживанияи службы дозиметрического контро­ля позволяет полностью обезопаситьобслуживающий персонал АЭС от вред­ных воздействий радиоактивного облу­чения.

АЭС, являющиесянаиболее современным видом электростанций, имеют ряд существенных преимуществперед другими видами электростанций: при нормальных условиях функционированияони абсолютно не загрязняют окружающую среду, не требуют привязки к источникусырья и соответственно могут быть размещены практически везде. Новыеэнергоблоки имеют мощность практически равную мощности средней ГЭС, однакокоэффициент использования установленной мощности на АЭС (80%) значительнопревышает этот показатель у ГЭС или ТЭС.

Значительныхнедостатков АЭС при нормальных условиях функционирования практически не имеют.Однако нельзя не заметить опасность АЭС при возможных форс-мажорныхобстоятельствах: землетрясениях, ураганах, и т. п. - здесь старые моделиэнергоблоков представляют потенциальную опасность радиационного заражениятерриторий из-за неконтролируемого перегрева реактора.

Альтернативныеисточники энергии.

Энергия солнца.

В последнее времяинтерес к проблеме использования солнечной энергии резко возрос, ведь потенциальныевозможности энергетики, основанной на использование непосредственногосолнечного излучения, чрезвычайно велики.

Простейшийколлектор солнечного излучения представляет собой зачерненный металлический(как правило, алюминиевый) лист, внутри которого располагаются трубы сциркулирующей в ней жид­костью. Нагретая за счет солнечной энергии, поглощенной кол­лектором, жидкость поступает для непосредственного использова­ния.

Солнечнаяэнергетика относится к наиболее материалоемким видам производства энергии. Крупномасштабное использование солнечной энергии влечет за собой гигантское увеличение пот­ребности в материалах, а, следовательно, и в трудовых ресурсахдля добычи сырья, его обогащения, получения материалов, изготовлениягелиостатов, коллекторов, другой аппаратуры, их перевозки.

Покаеще электрическая энергия, рожденная солнечными луча­ми, обходится намного дороже, чем получаемая традиционными способами. Ученые надеются, чтоэксперименты, которые они прове­дут на опытных установках и станциях, помогутрешить не только технические, но и экономические проблемы.

Ветроваяэнергия.

Огромнаэнергия движущихся воздушных масс. Запасы энергии ветра более чем в сто разпревышают запасы гидроэнергии всех рек планеты. Постоянно и повсюду на земледуют ветры. Климатические условия позволяют развивать ветроэнергетику наогромной территории.

Нов наши дни двигатели, использующие ветер, покрыва­ют всего одну тысячнуюмировых потребностей в энергии. Потому к созданию конструкцийветроколеса-сердца любой ветроэнергетической установки привлекаютсяспециалисты-са­молетостроители, умеющие выбрать наиболее целесообразный про­фильлопасти, исследовать его в аэродинамической трубе. Усили­ями ученых и инженеровсозданы самые разнообразные конструкции современных ветровых установок.

Энергия Земли.

Издавналюди знают о стихийных проявлениях гигантской энергии, таящейся в недрахземного шара. Память человечества хранит предания о катастрофическихизвержениях вулканов, унес­ших миллионы человеческих жизней, неузнаваемоизменивших облик многих мест на Земле. Мощность извержения даже сравнительнонебольшого вулкана колоссальна, она многократно превышает мощ­ность самыхкрупных энергетических установок, созданных руками человека. Правда, о непосредственном использовании энергии вулканических извержений говорить неприходится, нет пока у лю­дей возможностей обуздать эту непокорную стихию.

Энергия Земли пригодна не только для отопленияпомещений, как это происходит в Исландии, но и для получения электроэнергии.Уже давно работают электростанции, использующие горячие подземные источники. Первая такая электростанция, совсем еще маломощная, была построена в 1904 годув небольшом итальянском городке Лардерелло. Пос­тепенно мощность электростанции росла, в строй вступали все новые агрегаты, использовалисьновые источники горячей воды, и в наши дни мощность станции достигла ужевнушительной величи­ны-360 тысяч киловатт.

Передачаэлектроэнергии.

Трансформаторы.

Вы приобрелихолодильник ЗИЛ. Продавец вас предупредил, что холодильник рассчитан нанапряжение в сети 220 В. А у вас в доме сетевое напряжение 127 В. Безвыходноеположение? Ничуть. Просто придется сделать дополнительную затрату и приобреститрансформатор.

Трансформатор - очень простое устройство, которое позволяет, как повышать, так и понижатьнапряжение. Преобразование переменного тока осуществляется с помощьютрансформаторов. Впервые трансформаторы были использованы в 1878 г. русскимученым П. Н. Яблочковым для питания изобре­тенных им «электрических свечей» -нового в то время источника света. Идея П. Н. Яблочкова была развитасотрудником Москов­ского университета И. Ф. Усагиным, сконструировавшимусовершенствованные трансформаторы.

Трансформатор состоитиз замкнутого железного сердечника, на который надеты две (иногда и более)катушки с проволочны­ми обмотками (рис. 1). Одна из обмоток, называемая первич­ной,подключается к источнику переменного напряжения. Вторая обмотка, к которойприсоединяют «нагрузку», т. е. приборы и устройства, потребляющиеэлектроэнергию, называется вторич­ной.

Рис.1 Рис.2

Схема устройстватрансформатора с двумя обмотками при­ведена на рисунке 2, а принятое для негоусловное обозначе­ние - на рис. 3.

Действиетрансформатора основано на явлении электромаг­нитной индукции. При прохождениипеременного тока по первич­ной обмотке в железном сердечнике появляетсяпеременный маг­нитный поток, который возбуждает ЭДС индукции в каждой обмотке.Причем мгновенное значение ЭДС индукции е в любом витке первичной или вторичной обмотки согласно закону Фарадеяопределяется формулой:

е = - Δ Ф/ Δ t

ЕслиФ = Ф0соsωt,то

е = ω Ф0 sin ω t , или

е = E sin ω t ,

гдеE =ω Ф0 - амплитуда ЭДС в одном витке.

В первичной обмотке,имеющей п1 витков, полная ЭДС индук­ции e 1 равна п1е.

Во вторичной обмоткеполная ЭДС. е2 равна п2е, где п2 - чис­ло витков этой обмотки.

Отсюда следует, что

e 1 е2 = п1п2 . (1)

Сумманапряжения u 1 , приложенного к первичной обмотке, и ЭДС e 1 должна равняться падению напряжения в первичной обмотке:

u 1 + e 1 = i 1 R 1 , где R 1 - активное сопротивление обмотки, а i 1 - сила тока в ней. Данное уравнение непосредственновытекает из общего урав­нения. Обычно активное сопротивле­ние обмотки мало ичленом i 1 R 1 можно пре­небречь. Поэтому

u 1 ≈ -e 1 . (2)

При разомкнутойвторичной обмотке трансформатора ток в ней не течет, и имеет место соотношение:

u 2 ≈ - e 2 . (3)

Таккак мгновенные значения ЭДС e 1 иe 2 изменяютсясинфазно, то их отношение в формуле (1) можно заменить отношением дей­ствующихзначений E 1 и E 2 этих ЭДС или, учитывая равенства (2) и (3), отношением действующих значенийнапряжений U1 и U2 .

U1 /U2 = E 1 / E 2 = n 1 / n 2 = k . (4)

Величинаk называется коэффициентом трансформации. Ес­ли k >1, то трансформатор является понижающим, при k повышающим.

При замыкании цепивторичной обмотки в ней течет ток. Тогда соотношение u 2 ≈ - e 2 уже не выполняется точно, и соответ­ственно связь между U1 и U2 становитсяболее сложной, чем в уравнении (4).

Согласно законусохранения энергии, мощность в первичной цепи должна равняться мощности вовторичной цепи:

U1 I 1 = U2 I 2, (5)

где I 1 иI 2 -действующие значения силы в первичной и вто­ричной обмотках.

Отсюда следует, что

U1 /U2 = I 1 / I 2 . (6)

Этоозначает, что, повышая с помощью трансформатора на­пряжение в несколько раз, мыво столько же раз уменьшаем си­лу тока (и наоборот).

Вследствие неизбежныхпотерь энергии на выделение тепла в обмотках и железном сердечнике уравнения(5) и (6) вы­полняются приближенно. Однако в современных мощных транс­форматорахсуммарные потери не превышают 2-3%.

В житейской практикечасто приходится иметь дело с трансформаторами. Кроме тех трансформаторов,которыми мы пользуемся волей-неволей из-за того, что промышленные приборырассчитаны на одно напряжение, а в городской сети используется другое, - кромених приходится иметь дело с бобинами автомобиля. Бобина - это повышающийтрансформатор. Для создания искры, поджигающей рабочую смесь, требуется высокоенапряжение, которое мы и получаем от аккумулятора автомобиля, предварительнопревратив постоянный ток аккумулятора в переменный с помощью прерывателя.Нетрудно сообразить, что с точностью до потерь энергии, идущей на нагреваниетрансформатора, при повышении напряжения уменьшается сила тока, и наоборот.

Для сварочныхаппаратов требуются понижающие трансформаторы. Для сварки нужны очень сильныетоки, и трансформатор сварочного аппарата имеет всего лишь один выходной виток.

Вы, наверное,обращали внимание, что сердечник трансформатора изготовляют из тонких листиковстали. Это сделано для того, чтобы не терять энергии при преобразованиинапряжения. В листовом материале вихревые токи будут играть меньшую роль, чем всплошном.

Дома вы имеете дело смаленькими трансформаторами. Что же касается мощных трансформаторов, то онипредставляют собой огромные сооружения. В этих случаях сердечник с обмоткамипомещен в бак, заполненный охлаждающим маслом.

Передачаэлектроэнергии

Потребителиэлектроэнергии имеются повсюду. Производит­ся же она в сравнительно немногихместах, близких к источникам топливных и гидроресурсов. Поэтому возникает необходимостьпередачи электроэнергии на расстояния, достигающие иногда сотен километров.

Но передачаэлектроэнергии на большие расстояния связана с заметными потерями. Дело в том,что, протекая по линиям электропередачи, ток нагревает их. В соответствии с закономДжоуля - Ленца, энергия, расходуемая на нагрев проводов ли­нии, определяетсяформулой

где R - сопротивление линии. При большой длине линии переда­чаэнергии может стать вообще экономически невыгодной. Для уменьшения потерьможно, конечно, идти по пути уменьшения сопротивления Rлинии посредством увеличения площади попе­речного сечения проводов. Но дляуменьшения R, к примеру, в 100 раз нужно увеличить массу провода такжев 100 раз. Ясно, что нельзя допустить такого большого расходования дорогостоя­щегоцветного металла, не говоря уже о трудностях закрепления тяжелых проводов навысоких мачтах и т. п. Поэтому потери энергии в линии снижают другим путем:уменьшением тока в ли­нии. Например, уменьшение тока в 10 раз уменьшаетколичество выделившегося в проводниках тепла в 100 раз, т. е. достигается тотже эффект, что и от стократного утяжеления провода.

Так как мощность токапропорциональна произведению силы тока на напряжение, то для сохраненияпередаваемой мощности нужно повысить напряжение в линии передачи. Причем, чемдлиннее линия передачи, тем выгоднее использовать более высо­кое напряжение.Так, например, в высоковольтной линии переда­чи Волжская ГЭС - Москваиспользуют напряжение в 500 кв. Между тем генераторы переменного тока строят нанапряжения, не превышающие 16-20 кв., так как бо­лее высокое напряжениепотребовало бы принятия более слож­ных специальных мер для изоляции обмоток идругих частей генераторов.

Поэтому на крупныхэлектростанциях ставят повышающие трансформаторы. Трансформатор увеличиваетнапряжение в ли­нии во столько же раз, во сколько уменьшает силу тока. Потеримощности при этом невелики.

Для непосредственногоиспользования электроэнергии в дви­гателях электропривода станков, восветительной сети и для дру­гих целей напряжение на концах линии нужнопонизить. Это до­стигается с помощью понижающих трансформаторов. Причем обычнопонижение напряжения и соответственно увеличение силы тока происходит внесколько этапов. На каждом этапе напряжение становится все меньше, атерритория, охватываемая электрической сетью, - все шире. Схема передачи ираспределения электроэнергии приведена на рисунке.

Электрические станцииряда областей страны соединены высоковольтными линиями передач, образуя общуюэлектросеть, к которой присоединены потребители. Такое объединение называетсяэнергосистемой. Энергосистема обеспечивает бесперебойность подачи энергиипотребителям не зависимо от их месторасположения.

Использованиеэлектроэнергии.

Использованиеэлектроэнергетики в различных областях науки.

ХХ век стал веком,когда наука вторгается во все сферы жизни общества: экономику, политику,культуру, образование и т.д. Естественно, что наука непосредственно влияет наразвитие энергетики и сферу применения электроэнергии. С одной стороны наукаспособствует расширению сферы применения электрической энергии и тем самымувеличивает ее потребление, но с другой стороны в эпоху, когда неограниченноеиспользование невозобновляемых энергетических ресурсов несет опасность длябудущих поколений, актуальными задачами науки становятся задачи разработкиэнергосберегающих технологий и внедрение их в жизнь.

Рассмотрим этивопросы на конкретных примерах. Около 80% прироста ВВП (внутреннего валовогопродукта) развитых стран достигается за счет технических инноваций, основнаячасть которых связана с использованием электроэнергии. Все новое впромышленность, сельское хозяйство и быт приходит к нам благодаря новымразработкам в различных отраслях науки.

Большая часть научныхразработок начинается с теоретических расчетов. Но если в ХIХ веке эти расчетыпроизводились с помощью пера и бумаги, то в век НТР (научно-техническойреволюции) все теоретические расчеты, отбор и анализ научных данных и дажелингвистический разбор литературных произведений делаются с помощью ЭВМ(электронно-вычислительных машин), которые работают на электрической энергии,наиболее удобной для передачи ее на расстояние и использования. Но еслипервоначально ЭВМ использовались для научных расчетов, то теперь из наукикомпьютеры пришли в жизнь.

Сейчас онииспользуются во всех сферах деятельности человека: для записи и храненияинформации, создания архивов, подготовки и редактирования текстов, выполнениячертежных и графических работ, автоматизации производства и сельскогохозяйства. Электронизация и автоматизация производства - важнейшие последствия«второй промышленной» или «микроэлектронной» революции вэкономике развитых стран. С микроэлектроникой непосредственно связано и развитиекомплексной автоматизации, качественно новый этап которой начался послеизобретения в 1971 году микропроцессора - микроэлектронного логическогоустройства, встраиваемого в различные устройства для управления их работой.

Микропроцессорыускорили рост робототехники. Большинство применяемых ныне роботов относится ктак называемому первому поколению, и применяются при сварке, резании,прессовке, нанесении покрытий и т.д. Приходящие им на смену роботы второгопоколения оборудованы устройствами для распознавания окружающей среды. Ароботы-«интеллектуалы» третьего поколения будут «видеть»,«чувствовать», «слышать». Ученые и инженеры среди наиболееприоритетных сфер применения роботов называют атомную энергетику, освоениекосмического пространства, транспорта, торговлю, складское хозяйство,медицинское обслуживание, переработку отходов, освоение богатств океаническогодна. Основная часть роботов работают на электрической энергии, но увеличениепотребления электроэнергии роботами компенсируется снижением энергозатрат вомногих энергоемких производственных процессах за счет внедрения болеерациональных методов и новых энергосберегающих технологических процессов.

Но вернемся к науке.Все новые теоретические разработки после расчетов на ЭВМ проверяютсяэкспериментально. И, как правило, на этом этапе исследования проводятся спомощью физических измерений, химических анализов и т.д. Здесь инструментынаучных исследований многообразны - многочисленные измерительные приборы,ускорители, электронные микроскопы, магниторезонансные томографы и т.д.Основная часть этих инструментов экспериментальной науки работают наэлектрической энергии.

Очень бурноразвивается наука в области средств связи и коммуникаций. Спутниковая связьиспользуется уже не только как средство международной связи, но и в быту - спутниковые антенны не редкость и в нашем городе. Новые средства связи, напримерволоконная техника, позволяют значительно снизить потери электроэнергии впроцессе передачи сигналов на большие расстояния.

Не обошла наука исферу управления. По мере развития НТР, расширения производственной инепроизводственной сфер деятельности человека, все более важную роль вповышении их эффективности начинает играть управление. Из своего родаискусства, еще недавно основывавшегося на опыте и интуиции, управление в нашидни превратилось в науку. Наука об управлении, об общих законах получения,хранения, передачи и переработки информации называется кибернетикой. Этоттермин происходит от греческих слов «рулевой», «кормчий».Он встречается в трудах древнегреческих философов. Однако новое рождение егопроизошло фактически в 1948 году, после выхода книги американского ученогоНорберта Винера «Кибернетика».

До начала«кибернетической» революции существовала только бумажная Информатика,основным средством восприятия которой оставался человеческий мозг, и которая неиспользовала электроэнергию. «Кибернетическая» революция породилапринципиально иную - машинную информатику, соответствующую гигантски возросшимпотокам информации, источником энергии для которой служит электроэнергия.Созданы совершенно новые средства получения информации, ее накопления,обработки и передачи, в совокупности образующие сложную информационнуюструктуру. Она включает АСУ (автоматизированные системы управления),информационные банки данных, автоматизированные информационные базы,вычислительные центры, видеотерминалы, копировальные и фототелеграфныеаппараты, общегосударственные информационные системы, системы спутниковой искоростной волокнисто-оптической связи - все это неограниченно расширило сферуиспользования электроэнергии.

Многие ученыесчитают, что в данном случае речь идет о новой «информационной»цивилизации, приходящей на смену традиционной организации обществаиндустриального типа. Такая специализация характеризуется следующими важными признаками:

· широкимраспространением информационной технологии в материальном и нематериальномпроизводстве, в области науки, образования, здравоохранения и т.д.;

· наличиемширокой сети различных банков данных, в том числе общественного пользования;

· превращениеинформации в один из важнейших факторов экономического, национального и личногоразвития;

· свободнойциркуляцией информации в обществе.

Такой переход отиндустриального общества к «информационной цивилизации» стал возможенво многом благодаря развитию энергетики и обеспечению удобным в передаче иприменении видом энергии - электрической энергией.

Электроэнергияв производстве.

Современное обществоневозможно представить без электрификации производственной деятельности. Уже вконце 80-х годов более 1/3 всего потребления энергии в мире осуществлялось ввиде электрической энергии. К началу следующего века эта доля может увеличитьсядо 1/2. Такой рост потребления электроэнергии прежде всего связан с ростом еепотребления в промышленности. Основная часть промышленных предприятий работаетна электрической энергии. Высокое потребление электроэнергии характерно длятаких энергоемких отраслей, как металлургия, алюминиевая и машиностроительнаяпромышленность.

Электроэнергияв быту.

Электроэнергия в бытунеотъемлемый помощник. Каждый день мы имеем с ней дело, и, наверное, уже непредставляем свою жизнь без нее. Вспомните, когда последний раз вам отключалисвет, то есть в ваш дом не поступала электроэнергия, вспомните, как выругались, что ничего не успеваете и вам нужен свет, вам нужен телевизор, чайники куча других электроприборов. Ведь если нас обесточить навсегда, то мы простовернемся в те давние времена, когда еду готовили на костре и жили в холодныхвигвамах.

Значимостиэлектроэнергии в нашей жизни можно посветить целую поэму, настолько она важна внашей жизни и настолько мы привыкли к ней. Хотя мы уже и не замечаем, что онапоступает к нам в дома, но когда ее отключают, становится очень не комфортно.

Ценитеэлектроэнергию!

Списокиспользуемой литературы.

1. УчебникС.В.Громова «Физика, 10 класс». Москва: Просвещение.

2. Энциклопедическийсловарь юного физика. Состав. В.А. Чуянов, Москва: Педагогика.

3. ЭллионЛ., Уилконс У… Физика. Москва: Наука.

4. КолтунМ. Мир физики. Москва.

5. Источникиэнергии. Факты, проблемы, решения. Москва: Наука и техника.

6. Нетрадиционныеисточники энергии. Москва: Знание.

7. ЮдасинЛ.С… Энергетика: проблемы и надежды. Москва: Просвещение.

8. ПодгорныйА.Н. Водородная энергетика. Москва: Наука.

Применение повышающего трансформатора

| ЭлектрооборудованиеMag

Повышающий трансформатор - это электрическое устройство, повышающее напряжение вторичной стороны (обмотки) до первичной стороны (обмотки). Трансформатор - это статическое устройство, которое используется для повышения и понижения напряжения. Мощность на первичной и вторичной сторонах трансформатора остается неизменной. Как мы знаем, частота также остается той же, но на 180 градусов не совпадает по фазе с частотой питающей сети.

Подробнее о трансформаторе:

Строительство трансформаторов

Методы охлаждения трансформатора

Потери и КПД трансформатора
Повышающий трансформатор

Выходное напряжение повышающего трансформатора

Повышающий переход используется для увеличения выходного напряжения, но ток будет уменьшен, чтобы мощность оставалась одинаковой для обеих сторон.Напряжение первичной стороны является низким и большим током по сравнению с вторичной стороной. В то время как напряжение вторичной стороны высокое, а ток - низкий по сравнению с первичной стороной. Для повышения напряжения или понижения напряжения главное правило первичной и вторичной обмоток (количество витков). Если у вторичной обмотки количество витков больше, чем у первичной, то говорят о повышающем трансформаторе.

Применения повышающего трансформатора:

  • В основном повышающие трансформаторы используются для передачи электроэнергии от электростанций к электросети.Обычно генерирующее напряжение около 11кВ или иногда 20кВ. В то время как напряжение передачи 500 кВ, 132 кВ и 66 кВ или в соответствии с системными требованиями. Итак, чтобы увеличить генерирующее напряжение до нужного, мы используем повышающий трансформатор.
  • Для минимизации потерь в ЛЭП используется повышающий трансформатор.
  • Использует небольшие электронные компоненты.

Посмотрите это видео, чтобы лучше понять

Какому бытовому оборудованию нужен этот трансформатор?

В настоящее время эти трансформаторы редко используются в быту.В лампах дневного света при взрыве используются повышающие трансформаторы для повышения напряжения и ограничения тока. В электронных лампах, телевизорах и радио также используют его из-за высоких напряжений.

Повышающий трансформатор

А | IOPSpark

В = -N (dΦ / dt)

Электричество и магнетизм

Повышающий трансформатор

Практическая деятельность для 14-16

Демонстрация

Использование ламп и измерителей для сравнения напряжений в первичной и вторичной обмотках трансформатора.

Аппаратура и материалы

Техника безопасности и здоровья

Если используются низковольтные блоки питания общего назначения, возможно, что учащиеся увеличат напряжение, подаваемое на первичную обмотку, выше предлагаемых 2 В. В принципе, вторичное напряжение может стать более чем в два раза выше первичного. На практике отключение от перегрузки сработает до того, как вторичное напряжение станет опасным.

Прочтите наше стандартное руководство по охране труда

Процедура

  1. Намотайте 10 витков изолированного провода вокруг одного плеча С-образного сердечника. Это формирует первичную катушку.
  2. Намотайте 25 витков изолированного провода вокруг одного плеча другого С-образного сердечника. Это образует вторичную катушку.
  3. Скрепите два С-образных сердечника вместе, чтобы сформировать трансформатор.
  4. Подсоедините концы вторичной катушки к лампе.
  5. Подключите концы первичной катушки к клеммам переменного тока источника питания.Подключите вторую лампу параллельно.
  6. Включить. Обе лампы должны гореть; вторичная лампа должна быть ярче.
  7. Вставьте демонстрационные амперметр и вольтметр в первичную цепь, как показано. Обратите внимание на показания.
  8. Вставьте демонстрационные амперметр и вольтметр во вторичную цепь, как показано. Обратите внимание на показания.

Учебные заметки

  • Хотя первичный ток меньше 1 А, рекомендуется использовать диапазон амперметра 5 А.Это позволяет избежать заметного снижения входного сигнала трансформатора (поскольку сопротивление измерителя будет ниже). Вы можете отсоединить лампу от вторичной обмотки, чтобы наблюдать влияние на счетчики в первичной цепи. В этом случае для удобства следует использовать диапазон измерителя 1 ампер.
  • При работающей схеме вы можете отсоединить два С-образных сердечника и аккуратно разделить их. Подчеркните, что между первичной и вторичной цепями нет электрического соединения. К ним присоединяется только магнитное поле в сердечниках.
  • Повышающие и понижающие трансформаторы используются в электрических распределительных сетях, чтобы изменить выходное напряжение электростанции (например, 25 кВ) на напряжение, необходимое для передачи высокого напряжения (например, 132 кВ или 400 кВ), и снова понизить его для использования в домах, фабриках и офисах (например, 230 В). Более высокие напряжения в линиях электропередач делают процесс передачи намного более эффективным.

Этот эксперимент прошел испытания на безопасность в июле 2007 г.

Повышающий трансформатор

: конструкция и принципы работы

- Реклама -

Что такое повышающий трансформатор? Трансформатор, используемый для повышения основного напряжения за счет поддержания стабильного тока без каких-либо изменений, вводится как повышающий трансформатор.Этот тип трансформатора в основном используется на передающих и электростанциях. Этот прибор состоит из двух обмоток, включая первичную и вторичную части. Первичная часть имеет меньше витков по сравнению с вторичной.

Что такое повышающий трансформатор?

Трансформатор - одно из наиболее часто используемых электрооборудования. Это причина, по которой мы можем использовать электрические устройства так же, как и мы. Даже невольно вы можете полагаться на эти инструменты в своей повседневной жизни.Прежде чем перейти к его приложениям, мы в первую очередь попытаемся получить ответы на два важных вопроса: что такое повышающий трансформатор и как работает повышающий трансформатор?

Любой трансформатор в основном состоит из сердечника и двух обмоток. Две обмотки представлены как первичная и вторичная секции. Повышающий трансформатор преобразует сильноточный низковольтный вход в слаботочный высоковольтный выход, применяя принципы магнитной индукции. Переменный электрический поток в первичной части создает переменное магнитное поле в сердечнике.Это, в свою очередь, вызывает выработку переменного тока во вторичной части. Если количество витков во вторичной обмотке больше, чем в первичной части, выходное значение будет больше входного напряжения.

Определение

Трансформатор - это статический электрический прибор, используемый для передачи энергии в электрическом виде между двумя или несколькими сетями. Важной функцией этого устройства является изменение переменного тока с одного напряжения на другое.Трансформатор не имеет скользящего элемента и работает по принципу магнитной индукции.

Модель трансформатора обычно предназначена для повышения напряжения. Обычно они доступны в двух формах в зависимости от обмотки, а именно в повышающем и понижающем типах. Целью повышающего трансформатора является повышение напряжения, в то время как характеристики понижающего типа - понижение входного значения. Уровни трансформатора можно регулировать в соответствии с требованиями, такими как ВА, КВА или МВА.В этом посте обсуждается обзор повышающего трансформатора.

Определение повышающего трансформатора (Ссылка: elprocus.com )

Повышающий трансформатор - это разновидность электрического прибора, который преобразует низкое напряжение (НН) и большой ток на входе первичной части устройства в высоковольтный (ВН) и слаботочный выход на вторичной части прибора. Обратная функция этой функции называется понижающим трансформатором.

Как обсуждалось ранее, это устройство представляет собой часть статического электрического оборудования, которое преобразует электрическую мощность в первичной обмотке в магнитную форму в магнитном сердечнике и снова в электричество на вторичной стороне.Согласно этому определению, повышающий трансформатор может применяться в самых разных случаях в линиях передачи и электрических системах.

Что такое повышающий трансформатор? (Ссылка: electric4u.com )

Рабочая частота и стандартная мощность на первичной и вторичной сторонах трансформатора относительно равны, поскольку трансформатор является очень эффективным оборудованием, тогда как значения тока и напряжения обычно различаются.

Трансформатор обеспечивает гальваническую развязку в электрической сети.Благодаря этим двум основным свойствам трансформатор является наиболее важным компонентом электрической цепи и обеспечивает надежную и экономичную передачу и распределение электроэнергии.

Принцип

Трансформатор может передавать электричество в обоих направлениях, со стороны низкого напряжения на сторону высокого напряжения, а также в обратном направлении. Это основная причина, по которой он может работать как понижающий или повышающий трансформатор. Обе формы трансформатора имеют одинаковую конструкцию и принцип.

Теоретически мы можем запускать любое устройство как с повышением, так и с понижением. Он основан только на направлении потока энергии.

Катушки высокого напряжения содержат большое количество витков по сравнению с катушками низкого напряжения. Провод катушки низкого напряжения имеет большее поперечное сечение, чем линия высокого напряжения, из-за большего значения тока на участке низкого напряжения. Как правило, мы устанавливаем катушки низкого напряжения близко к центру трансформатора, а над ними устанавливаются обмотки высокого напряжения.

Коэффициент трансформации повышающего трансформатора приблизительно зависит от коэффициента напряжения и может быть определен как:

n = \ frac {{V} _ {P}} {{V} _ {S}} = \ frac {{N} _ {P}} {{N} _ {S}}

, где V P, S - напряжения, а N P, S - номера витков на первичной и вторичной частях соответственно.Первичная обмотка повышающего трансформатора (сторона низкого напряжения) имеет меньше витков по сравнению с вторичной обмоткой. Это означает, что мощность перетекает со стороны низкого напряжения в секцию высокого напряжения. Напряжение повышается от входного до вторичного выходного напряжения.

Строительство повышающего трансформатора

Конструкция повышающего трансформатора очень проста. Схема повышающего трансформатора имеет несколько основных частей. Эта конструкция может быть выполнена с использованием сердечника и обмоток. Щелкните здесь, чтобы полностью увидеть конструкцию этого инструмента.

Ядро

Моделирование сердечника трансформатора может быть выполнено с использованием высокопроницаемого вещества. Это вещество ядра позволяет магнитному току течь с меньшими потерями. Материал сердечника имеет большую проницаемость по сравнению с воздухом. Таким образом, это вещество сердечника будет ограничивать линии магнитного потока через материал сердечника. Следовательно, эффективность трансформатора может быть повышена за счет сокращения потерь трансформатора.

Магнитные детали позволяют магнитному току проходить через них, а также приводят к потерям в сердечнике, таким как потери вихревых токов из-за гистерезиса.Таким образом, гистерезис и вещества с низкой соактивностью выбираются для создания магнитных сердечников, подобных кремнистой стали или ферриту.

Сердечник трансформатора может быть ламинирован для удержания потерь вихревых токов на минимально низком уровне, чтобы минимизировать нагрев сердечника. Как только сердечник нагревается, возникает некоторая потеря электроэнергии, и эффективность трансформатора может быть снижена.

Обмотки

Обмотки повышающего трансформатора помогают передавать ток, который вырабатывается в трансформаторе.Эти обмотки, как правило, сконструированы таким образом, чтобы охлаждать трансформатор и выдерживать условия эксплуатации и испытаний. Плотность катушки в первичной части большая, но она состоит из меньшего числа витков. Точно так же плотность катушки во вторичной части мала, но содержит огромные витки. Моделирование этого может быть выполнено так, как будто первичная секция несет меньше энергии по сравнению с вторичной стороной.

Материал обмотки трансформатора - медь и алюминий.Здесь цена алюминия ниже по сравнению с медью, но, используя медь, можно улучшить жизненный цикл трансформатора. В трансформаторе присутствуют различные формы пластин, уменьшающие потери вихревых токов, такие как форма EE или тип EI.

Работа повышающего трансформатора?

Символическое изображение повышающего трансформатора представлено ниже. В следующей схеме выходное и входное напряжения представлены как V 2 и V 1, соответственно.Витки на катушках трансформатора - Т 1 и Т 2 . Здесь выходная обмотка вторичная, а входная - первичная.

Изображение повышающего трансформатора (Ссылка: elprocus.com )

Выходное значение больше входного, поскольку витки катушки на первичной стороне меньше, чем на вторичной. Пока переменный ток движется через трансформатор, ток будет преобразовываться в одном направлении, останавливается и изменяет направление для преобразования в другом направлении.

Ток создает магнитный поток в области обмотки. Направление магнитных полюсов будет изменяться, когда ток изменяет свое направление.

Напряжение создается в обмотках поперек магнитного поля. Точно так же напряжение будет создаваться на вторичной обмотке, когда она находится в движущемся магнитном потоке, вводится как эффект взаимной индукции. Следовательно, переменный ток в первичной части создает движущийся магнитный поток, так что напряжение может создаваться на вторичной стороне.

Основное соотношение между напряжением и количеством витков в каждой обмотке может быть получено с помощью формулы повышающего трансформатора, основанной на его основной схеме.

\ frac {{V} _ {2}} {{V} _ {1}} = \ frac {{T} _ {2}} {{T} _ {1}}

Где,

  • ‘V 2 ’ - напряжение во вторичной обмотке
  • ‘V 1 ’ - напряжение первичной обмотки
  • ‘T 2 ’ включает вторичную обмотку
  • ‘T 1 ’ включает первичную обмотку

Это уравнение трансформатора может помочь вам просто оценить коэффициент трансформации трансформатора и определить, является ли прибор понижающим или повышающим трансформатором.

Наиболее важным применением повышающего типа является устройство повышения мощности генератора (GSU), используемое на всех электростанциях.

Эти трансформаторы обычно имеют большие значения передаточного числа. Значение напряжения, генерируемое при производстве энергии, улучшено и подготовлено для приложений передачи на большие расстояния.

Энергия, вырабатываемая в генерирующей установке, имеет высокие значения тока и низкие значения напряжения. По форме генерирующей установки устройство GSU имеет стандартное начальное значение от 6 до 20 кВ.

Стандартное значение устройства GSU во вторичной части может составлять 110 кВ, 220 кВ, 410 кВ в зависимости от сети передачи энергии, подключенной к вторичной стороне GSU. Значение тока в первичной части обычно очень велико и, в зависимости от стандартной мощности трансформатора, может достигать даже 30000 А.

Этот ток не является потенциалом для передачи энергии и должен уменьшаться из-за потерь мощности передачи (RI 2 ). Передача электроэнергии на большие расстояния нецелесообразна.Кроме того, устройство GSU обеспечивает гальваническую развязку между электрической сетью и генератором.

Различные факторы повышающего трансформатора

При выборе повышающего трансформатора необходимо учитывать несколько факторов. Наиболее важные из них:

  • Номинал трансформаторов
  • Трансформаторы КПД
  • Охлаждающая среда
  • Количество фаз
  • Материал обмоток

Преимущества повышающего трансформатора

Преимущества повышающего трансформатора перечислены ниже:

  • Использование в коммерческих и жилых помещениях
  • Быстрый старт
  • Техническое обслуживание
  • Передатчик мощности
  • КПД
  • Непрерывная работа

Недостатки повышающего трансформатора

Недостатки повышающего трансформатора следующие.

  • Требуется система охлаждения
  • Работа только на альтернативном токе
  • Огромные размеры этих трансформаторов

Подробнее о Linquip

Типы трансформаторов: статья о различиях конструкции и конструкции трансформаторов

Применение повышающего трансформатора

Теперь, когда мы понимаем, как работает повышающий трансформатор, давайте кратко рассмотрим его основные области применения. Ниже представлены важные применения повышающего трансформатора в реальной жизни:

Распределение электроэнергии

Произведенная электрическая энергия должна пройти мили, прежде чем достигнет нашего дома.Поскольку условия обычно не идеальны, на это тратится энергия. Эти потери напрямую связаны с квадратом тока, протекающего по линиям (RI 2 ). Мощность создаваемого электричества является продуктом низкого напряжения и большого тока. Отходы, которые могут возникнуть в результате, сделают непрактичным передачу электроэнергии в какой-либо регион, который находится далеко от источника генерации.

В этом случае повышающий трансформатор может преобразовать этот низковольтный входной сигнал в слаботочный выход высокого напряжения.Таким образом, этот вывод не будет подвергаться такой большой трате. Это делает трансформаторы важным компонентом распределительной сети.

Повышающий трансформатор в распределительной сети (Ссылка: vietnamtransformer.com )

Пуск электроприборов

Несмотря на то, что преобразуемая электрическая мощность имеет высокое напряжение, оно понижается, когда подается в наш дом. Однако это сделано для того, чтобы сделать его пригодным для общего использования; есть специальные устройства, такие как микроволновые печи, электродвигатели, рентгеновские аппараты и т. д.которым для запуска требуется высокое напряжение.

Повышающее устройство используется для преобразования текущего источника питания в подходящее напряжение. Это устройство обычно доступно как часть самого устройства. Хотя для некоторых устройств вроде рентгеновских аппаратов иногда требуется внешний трансформатор.

Другие применения повышающих трансформаторов кратко описаны ниже:

  • Эти устройства применимы в электронных системах, таких как стабилизаторы и инверторы, для регулирования напряжения от низкого до высокого.
  • Используются для распределения электроэнергии.
  • Применяются для изменения высокого напряжения в сети передачи, которое вырабатывается генератором переменного тока.
  • Эти трансформаторы также используются для запуска электродвигателя, духовки и т. Д.
  • Используются для усиления электронных устройств.
  • Небольшое повышающее устройство может использоваться в электронных устройствах, где требуется повышение напряжения. Но в настоящее время в современных электронных приборах чаще используются силовые электронные сети из-за меньшего веса и габаритов.
  • Гигантское устройство повышения мощности используется в качестве трансформатора GSU для повышения вырабатываемой энергии до более высокого значения напряжения для эффективной передачи электроэнергии.

Для устройств, произведенных в другой стране

Например, ограничение источника питания в Канаде - источник 120 В, 60 Гц. Хотя, это не универсальная сумма. В некоторых регионах есть свои ограничения. Если мы купим какой-либо электрический прибор в какой-либо стране, он будет изготовлен в соответствии с характеристиками в этой стране.В случае, если мы приобрели какое-либо электрическое устройство из региона, в котором основное напряжение превышает 120 В, нам потребуется повышающий трансформатор, чтобы изменить напряжение до скорости, желательной для устройства.

Выбор лучшего трансформатора

Как видно из его использования, повышающее устройство является неотъемлемой частью нашей жизни. Иногда его применение может быть ясным, например, в линиях распределения электроэнергии, а иногда оно может быть не таким очевидным. Но независимо от того, считаем мы это или нет, он отвечает за бесперебойную работу всех электрических инструментов.

Таким образом, нам нужно получить повышающий трансформатор от доверенного конструктора с соответствующей репутацией. Если вы хотите выбрать лучший повышающий трансформатор, вам обязательно нужно подумать о том, чтобы получить свой от таких конструкторов.

Сводка

Таким образом, речь идет о концепции повышающего трансформатора. Повышающая характеристика улучшает напряжение, а также снижает силу тока. В этом типе количество витков на вторичной части больше, чем на первичной стороне.Следовательно, провод в первичной обмотке более прочный по сравнению с вторичной стороной. Эти устройства необходимы в сетях передачи и производства электроэнергии, поскольку они передают энергию в отдаленные регионы.

- Объявление -

Почему напряжение повышается только для понижения?

Электроэнергия состоит из двух компонентов: напряжения и тока.

Мощность = Напряжение x Ток

После выработки электроэнергии на электростанции ее напряжение повышается повышающим трансформатором.Затем мощность передается по линиям электропередачи в район, где она будет управлять домами, офисами и фабриками. Но перед тем, как попасть в район, напряжение в электросети понижается понижающим трансформатором.

Но почему?

Почему увеличивают напряжение питания, чтобы потом его понизить?

Мы хотим, чтобы как можно больше энергии, производимой заводом, доставлялось в окрестности, но мы теряем часть энергии в пути. Когда мощность проходит по линиям, трение превращает электрическую энергию в тепловую, которая рассеивается в воздухе, окружающем линии.2)

рэнд

Потери мощности экспоненциально возрастают с увеличением тока. Следовательно, мы хотим, чтобы наш ток был как можно более низким, не уменьшая при этом передаваемую мощность. Пока мы увеличиваем напряжение на величину, пропорциональную уменьшению тока, мы сохраняем мощность на том же уровне.

Мощность = Напряжение x Ток

Вот почему мы увеличиваем напряжение питания на повышающем трансформаторе перед тем, как отправить питание по соседству.Повышенное напряжение позволяет снизить ток, что значительно снижает потери мощности. Когда питание завершает свой путь, мы уменьшаем его напряжение на понижающем трансформаторе, чтобы сделать его более безопасным и более удобным для использования в окрестностях.

Еще одна вещь

Помимо минимизации потерь мощности, более низкий ток позволяет передавать мощность по более тонким электрическим линиям, которые дешевле, чем более толстые.

Таким образом, минимизация тока экономит деньги не только за счет минимизации потерь мощности, но и за счет минимизации затрат на строительство.Вот почему напряжение повышается только для того, чтобы понизить его.

Том Рафферти, BSEE, менеджер по развитию бизнеса

Поставщики производителей повышающих трансформаторов

Понижающие трансформаторы - Johnson Electric Coil Company

Электричество теряет энергию, идя вниз по линиям электропередачи; однако электричество высокого напряжения теряет меньше энергии, чем электричество низкого напряжения. В результате электростанции повышают или повышают вырабатываемое электричество до чрезвычайно высокого напряжения, прежде чем оно покинет электростанцию, так что будет потеряно меньше электроэнергии.Кроме того, иностранные бизнес-путешественники часто используют понижающие трансформаторы для преобразования в североамериканское напряжение для безопасного использования ноутбуков, факсов, сотовых телефонов и автоответчиков, не беспокоясь о коротком замыкании, взрыве оборудования или возникновении пожара.

Материалы, используемые для изготовления обмоток катушек, включают медь, специальные стальные сплавы, хром, никель и алюминий, из которых медные обмотки являются наиболее эффективными и немного более дорогими. Размеры повышающих трансформаторов варьируются от больших устройств, предназначенных для использования в системах электроснабжения, до гораздо меньших устройств, используемых в электронном оборудовании, таком как громкоговорители в радиоприемниках, высококачественное оборудование и телевизоры.

Понижающие трансформаторы - Johnson Electric Coil Company

Повышающий трансформатор состоит из двух наборов катушек или обмоток, связанных магнитным полем. Сердечник может быть изготовлен из ферритового компаунда или многослойного сердечника, намотанного неизолированной медью или эмалированными катушками. Катушки бывают первичными и вторичными и функционируют как проводники. Основная функция повышающего трансформатора напряжения - преобразовывать мощность низкого напряжения с высоким током в мощность с высоким напряжением и низким током. Хотя между двумя цепями нет связи, обмотки катушки индуктивно связаны.Первичная катушка служит входом и связана с генератором энергии, а вторичная катушка служит выходом и связана с нагрузкой или нагрузками.

Преобразование начинается, когда первичная катушка получает переменный ток или напряжение переменного тока, это создает переменное магнитное поле напряжения, окружающее проводник; магнитное поле активирует катушку вторичного проводника. После преобразования напряжения энергия передается в центр нагрузки, и электрический процесс продолжается оттуда.

Отношение витков (также называемых обмотками) первичной обмотки к количеству витков вторичной обмотки определяет величину напряжения; в понижающем трансформаторе во вторичной обмотке будет больше витков, чем в первичной. Несмотря на то, что количество витков меньше, витки в первичной катушке имеют больший калибр, чем используется во вторичной катушке, чтобы выдерживать повышенную мощность тока, передаваемую первичной катушке. Соотношение напряжения между обмотками первичной и вторичной цепи отражает соотношение количества обмоток.

Как повышающие и понижающие трансформаторы помогают в домах электроснабжения

Повышающие и понижающие трансформаторы широко известны для изменения источника переменного напряжения для питания различных типов промышленных и бытовых электроприборов.

Повышающие трансформаторы могут использоваться для таких компонентов, как обратные электронно-лучевые трубки и катушки запуска люминесцентных ламп. Понижающие трансформаторы используются в таких устройствах, как стереосистемы, проигрыватели компакт-дисков и адаптеры для мобильных телефонов. Однако знаете ли вы, что оба типа трансформаторов ежедневно используются для электроснабжения домов по всей стране? Это сообщение в блоге содержит информацию об этом конкретном приложении.

Как национальная сеть генерирует и передает электроэнергию?

Обычно электростанции сжигают топливо для производства электроэнергии. Когда ток течет по проводу, основным источником потерь энергии является тепло. Высокие токи приводят к высокому потреблению энергии. По этой причине, чтобы уменьшить эти потери энергии, национальная сеть всегда передает электроэнергию с очень низким током и очень высоким напряжением.

Обычно электростанции вырабатывают электроэнергию в среднем 25 000 В, которую необходимо отправлять по стране по кабелям.Однако электричество должно подаваться при высоком напряжении от 275 000 В до 132 000 В. Этот огромный скачок напряжения снижает потери энергии при передаче энергии. Повышающие / понижающие трансформаторы используются для выработки напряжения, а также для уменьшения потерь энергии на этапе передачи энергии.

Как повышающие / понижающие трансформаторы поддерживают национальную сеть

Повышающие трансформаторы используются на центральных электростанциях. Они позволяют станциям повышать напряжение до необходимого уровня для выработки электроэнергии.Затем электричество передается по линиям электропередач. Однако высокое напряжение очень опасно для коммерческого или жилого использования. Когда напряжение достигает местных электростанций, используются понижающие трансформаторы для снижения напряжения до безопасного уровня. Затем электричество подается в промышленные, жилые и коммерческие районы.

Повышающие / понижающие трансформаторы необходимы для создания и поддержания напряжения для обеспечения электричеством. Они также гарантируют, что электричество легко будет доставлено в массы и будет безопасным в использовании.

Как повышающие и понижающие трансформаторы помогают в энергетических домах Последнее изменение: 10 января 2020 г., автор: gt stepp

О gt stepp

GT Stepp - инженер-электрик с более чем 20-летним опытом работы, специалист в области исследований и оценки , тестирование и поддержка различных технологий. Посвящен успеху; с сильными аналитическими, организационными и техническими навыками. В настоящее время работает менеджером по продажам и операциям в Custom Coils, разрабатывая стратегии продаж и маркетинга, которые увеличивают продажи, чтобы сделать Custom Coils более узнаваемыми и уважаемыми на рынке.

Можно ли использовать повышающий трансформатор в качестве понижающего трансформатора с тем же источником переменного тока?

Можно ли использовать повышающий трансформатор в качестве понижающего трансформатора с тем же источником переменного тока?

Да, вы можете это сделать, но при этом необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности: обмотка низкого напряжения, которая была задумана как вторичная обмотка, будет служить первичной, и значение пускового тока намагничивания будет больше, чем ожидалось.

Какое передаточное число у трансформатора?

Коэффициент трансформации трансформатора - это количество витков первичной обмотки, деленное на количество витков вторичной обмотки. Соотношение витков трансформатора обеспечивает ожидаемую работу трансформатора и соответствующее напряжение, требуемое на вторичной обмотке.

Где используется понижающий трансформатор?

Понижающие трансформаторы

используются в блоках питания и выпрямителях для эффективного снижения напряжения.Они также используются в электронных ИИП. Другие области применения: Линии электропередачи.

Зачем нужны понижающие трансформаторы?

Повышающие трансформаторы используются на электростанциях для выработки очень высокого напряжения, необходимого для передачи электроэнергии по линиям электропередач Национальной сети. Эти высокие напряжения слишком опасны для использования в домашних условиях, поэтому на местном уровне используются понижающие трансформаторы для снижения напряжения до безопасного уровня.

Для чего нужен трансформатор 2?

Трансформатор - это электрическое устройство, которое меняет напряжение на ток в цепи, не влияя при этом на общую электрическую мощность.Это означает, что он принимает электричество высокого напряжения с небольшим током и преобразует его в электричество низкого напряжения с большим током, или наоборот.

Почему мы понижаем напряжение?

В национальной сети повышающий трансформатор используется для увеличения напряжения и уменьшения тока. Прежде чем попасть к конечному пользователю, понижающий трансформатор снижает напряжение с передаваемого напряжения до более безопасного напряжения 230 В для домашнего использования.

Можно ли использовать понижающий трансформатор в качестве повышающего трансформатора?

Да, мы можем использовать понижающий трансформатор в качестве повышающего трансформатора.Для этого мы должны изменить обмотку трансформатора, значит заменить вторичную обмотку на первичную обмотку и первичную обмотку на вторичную обмотку.

Какой пример понижающего трансформатора?

Пример понижающего трансформатора VS напряжение на вторичной обмотке трансформатора =? Следовательно, напряжение на вторичной обмотке трансформатора составляет 12 В, что меньше, чем на первичной обмотке. Следовательно, трансформатор в этой теме - понижающий трансформатор.

Какой тип трансформатора называется понижающим трансформатором?

Трансформатор, который увеличивает напряжение от первичной до вторичной (больше витков вторичной обмотки, чем витков первичной обмотки), называется повышающим трансформатором. Напротив, трансформатор, предназначенный для работы с точностью до наоборот, называется понижающим трансформатором.

Как определить понижающий трансформатор?

Следует помнить: если входное питание подается на обмотку низкого напряжения, она становится повышающим трансформатором.В качестве альтернативы, если питание подается на обмотку высокого напряжения, трансформатор становится понижающим.

Что происходит в понижающем трансформаторе?

Повышающие трансформаторы увеличивают напряжение входящего тока, а понижающие трансформаторы уменьшают напряжение входящего тока. Входящее напряжение называется первичным напряжением, а исходящий поток - вторичным.

Как трансформатор понижает напряжение?

Концепция понижающего трансформатора на самом деле довольно проста.Передача имеет больше витков провода на первичной катушке по сравнению с витками на вторичной катушке. Это снижает индуцированное напряжение, проходящее через вторичную катушку, что в конечном итоге снижает выходное напряжение.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *