РЕФЕРАТ
ПО ТЕМЕ
ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Выполнила ученица 11 класса:
Волосатова Олеся
Проверил учитель физики:
Кречман Ольга Алексеевна
С. Тресково
Оглавление
Введение
Передача электроэнергии
Использование электроэнергии
Список используемой литературы
Введение
Согласно современным научным представлениям, энергия – это общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи, которая не возникает из ничего и не исчезает, а только может переходить из одной формы в другую в соответствии с законом сохранения энергии. Различают энергию механическую, тепловую, электрическую, электромагнитную, ядерную, химическую, гравитационную и др.
Для жизнедеятельности человека наиболее важное значение имеет потребление электрической и тепловой энергии, которые возможно извлекать из природных источников – энергоресурсов.
Энергоресурсы – это первичные источники энергии находящиеся в окружающей природе.
Среди различных видов энергии, используемых человеком, особое место занимает наиболее универсальный из ее видов – электрическаяэнергия.
Широкое распространение электрическая энергия получила благодаря следующим ее свойствам:
· возможность получения практически из любых энергоресурсов при умеренных затратах;
· простоте трансформации в другие формы энергии (механическую, тепловую, звуковую, световую, химическую);
· способность сравнительно легко передаваться в значительных количествах на большие расстояния с огромной скоростью и относительно небольшими потерями;
· возможность использования в устройствах, различающихся по мощности, напряжению, частоте.
Электрической энергией человечество пользуется с 80-х годов XIX века.
Поскольку общее определение энергии – это мощность за единицу времени, то единица измерения электрической энергии представляет собой киловатт за час (кВт·ч).
Электрическая энергия имеет ряд особенностей:
· она непосредственно не подлежит визуальному восприятию;
· легко превращается в иные виды энергии (например, в тепловую, механическую);
· достаточно просто и с большой скоростью передается на большие расстояния;
· простота ее распределения в электрических сетях;
· проста в использовании с помощью машин, установок, приборов;
· позволяет изменять свои параметры (напряжение, ток, частота);
· удобна для контроля и управления;
· качество ее определяет качество работы оборудования, которое потребляет эту энергию;
· качество энергии в месте производства не может служить гарантией ее качества в месте потребления;
· неразрывность во временном измерении процессов производства и потребления энергии;
· процесс передачи энергии сопровождается ее потерями.
Диафильм фабрики экранных учебно-наглядных пособий "Энергия и мощность электрического тока"
Передача электроэнергии
Трансформатором называется устройство, которое служит для преобразования силы и напряжения переменного тока при неизменной частоте.
Любой трансформатор характеризуется коэффициентом трансформации — отношением числа витков в первичной обмотке трансформатора, к числу витков в его вторичной обмотке.
В зависимости от значения коэффициента трансформации, различают повышающий и понижающий трансформаторы.
Если коэффициент трансформации меньше единицы, то трансформатор называется повышающим, а если больше единицы, то понижающим.
Электроэнергия вырабатывается на различных электростанциях: ТЭС, ГЭС и АЭС. Однако, как правило, все электростанции располагаются на значительном удалении от крупным населенных пунктов и городов, в местах, близких к источникам топливо- и гидроресурсов.
Известно что, законсервировать электроэнергию в больших масштабах, в настоящее время невозможно. Поэтому она должна быть потреблена практически сразу же после получения. В связи с этим, возникает необходимость в передаче электроэнергии на большие расстояния.
Для этого между станцией и конечными потребителями строятся линии электропередач.
Однако передача электроэнергии по линии электропередач связана с заметными потерями, так как при протекании электрического тока по проводам, он вызывает их нагревание.
Согласно закону Джоуля-Ленца количество теплоты, выделяемой проводником равно произведению квадрата силы тока, сопротивления и времени прохождения тока по проводнику. Таким образом, исходя из данного закона, энергия, расходуемая на нагрев проводов линии электропередач, будет определяться по формуле:
где R — сопротивление линии электропередач, U — передаваемое напряжение, а P — мощность источника тока.
Исходя из данного закона, следует, что уменьшить потери в линии электропередач можно двумя способами: либо уменьшить сопротивление проводов, либо уменьшить силу тока в них.
Из курса физики 8 класса известно, что сопротивление зависит от геометрических свойств проводника, а также от материала, из которого он изготовлен. Отсюда видно, что сопротивление будет меньше, если уменьшить длину проводника. Однако длина определяется расстоянием, на которое передается электроэнергия. Значит, этот способ не подходит. Можно попытаться увеличить площадь поперечного сечения, но это приведет к перерасходу дорогостоящего цветного металла и возникновению трудностей, при закреплении проводов на столбах. Так что, и этот способ не выгоден. Значит, остается только второй способ — уменьшать силу тока в линии электропередач.
Но при данной мощности IU уменьшение силы тока возможно лишь при повышении передаваемого напряжения в линии электропередач. Поэтому, при передаче электроэнергии на большие расстояния необходимо пользоваться высоким напряжением и, чем длиннее линия передачи, тем более выгодно использовать более высокое напряжение. Поэтому на крупных электростанциях устанавливают повышающие трансформаторы. Напомним, что трансформатор уменьшает силу тока во столько же раз, во сколько раз он увеличивает напряжение.
Так, электроэнергия. Волжской ГЭС передается в Москву при напряжении 500 кВ, а от Саяно-Шушенской ГЭС — при напряжении 750 кВ. Однако на самих электростанциях генераторы переменного тока выстраивают на напряжения, не превышающие 16 — 20 кВ. Это, в первую очередь, связано с тем, что более высокое напряжение потребовало бы принятия сложных мер для изоляции обмоток и иных частей генераторов.
Однако, для непосредственного использования, электроэнергия таких больших напряжений не подходит. Вследствие чего, напряжение на концах линии электропередач нужно понизить. Это достигается с помощью понижающих трансформаторов.
При этом понижение напряжения и соответственно силы тока осуществляются в несколько этапов. На каждом из них напряжение становится все меньше и меньше, а территория, охватываемая электрической сетью, — все шире.
Обратите внимание на блок-схему линии передачи переменного тока. Как можно заметить, в ней присутствуют конденсаторы. Все дело в том, что трансформаторы обладают очень большим индуктивным сопротивлением, вследствие чего происходит сдвиг фаз между силой тока и напряжением. А конденсаторы помогают увеличить коэффициент мощности, тем самым свести к минимуму эту разность фаз.
В одной из прошлых тем говорилось, что долгое время в ученых кругах были разногласия по поводу использования постоянного и переменного тока. Эти разногласия были связаны в первую очередь с тем, что при передаче постоянного тока потери были бы меньше примерно в 1,5 раза. Однако до сих пор нет способов трансформации постоянного тока. Делается попытка промышленной передачи постоянного тока высокого напряжения на большие расстояния, но трансформируется все же переменный ток, который потом при высоком напряжении выпрямляется при помощи полупроводниковых приборов. После передачи постоянный ток обратно преобразуется в переменный в инверторах, который затем вновь трансформируется.
Тем не менее, трудности преобразований тока в такой линии передачи не позволяют пока широко использовать данный экономичный метод передачи электроэнергии. Поэтому, в ближайшие годы, электроэнергия в жилые дома и для обеспечения нужд промышленности будет передаваться по линиям электропередач в виде переменного тока.
Что касается электрических станций ряда районов нашей страны, то они объединены высоковольтными линиями электропередачи, образуя общую электрическую сеть, к которой подключены потребители. Такое объединение называется энергосистемой. Она позволяет сгладить пиковые нагрузки потребления электроэнергии в вечерние и утренние часы.
Помимо этого, энергосистема обеспечивает бесперебойную подачу энергии потребителям вне зависимости от их месторасположения.
Использование электроэнергии
В каждом доме, на каждой улице, во всех магазинах, школах и даже в космосе. Примеров множество, наибольшую часть электроэнергии потребляет, промышленность, городской автотранспорт. Электричество, считается главным условием комфортного существования человечества.
Настолько обширное использование электричества, объясняется её достоинствами пред иными типами энергии. В транспортной промышленности, электроэнергия играет очень важную роль, ведь электротранспорт не загрязняет атмосферу. Электроэнергия в бытовом обиходе, делает лучше, гигиеничные условия жизни и упрощает осуществление домашних хлопот. Сохранение в чистоте кухонь, обслуживаемых электричеством, стоит существенно дешевле — отсутствие копоти, золы, фрагментов не сгоревшего горючего, исключена вероятность попадания на кухню, вредоносных продуктов сгорания и светильного газа.
На предприятиях применяется трёхфазная электропередача, согласно тому фактору, что большая часть нагрузок, это асинхронные трёхфазные моторы. Непосредственно для них используется значительная доля электричества. Наравне с трёхфазным питанием в отдельных областях индустрии используют непрерывный ток, который производится путём выпрямления переменного. Употребление непрерывного электротока, преобладает на фирмах с применением электролиза (разноцветная гидрометаллургия и химическая индустрия).
Электроэнергия - весьма комфортная и регулируемая форма энергии. Её свободно можно транспортировать на немалые дистанции, что дает вероятность непосредственно обеспечивать энергией здания и фабрики с целью многочисленного практического использования. Оно дает тепло, освещение и механическую энергию - необходимо лишь клацнуть выключателем. Кроме того, возможно просто и четко определить употребление электроэнергии, что может помочь реализовывать контроль и взыскивать оплату за её употребление.
С ростом численности населения, необходимость в электричестве регулярно возрастает Электрическую энергию, возможно, получить за счет иных различных типов энергии (воды, ветра, солнца), свободно преобразовывать в прочие разновидности энергии.
Список используемой литературы
1. https://electricalschool.info/spravochnik/poleznoe/1926-ponjatie-jelektricheskojj-jenergii.html
2. https://videouroki.net/video/18-pieriedacha-eliektroenierghii.html
3. https://class-fizika.ru/11_35.html
4. https://electricalschool.info/spravochnik/poleznoe/1926-ponjatie-jelektricheskojj-jenergii.html