Elektros energijos gamyba, perdavimas ir paskirstymas. Pristatymas, ataskaita apie elektros energijos gamybą ir naudojimą. Transformatoriaus veikimas pagrįstas

1 skaidrė

Zaozersko 288 mokyklos 11B klasės mokinių Erinos Maria ir Staritsyna Svetlana darbas

2 skaidrė

Elektra yra fizinis terminas, plačiai naudojamas technikoje ir kasdieniame gyvenime, siekiant nustatyti elektros energijos kiekį, kurį generatorius patiekia į elektros tinklą arba iš tinklo gauna vartotojas. Elektros energija taip pat yra produktas, kurį didmeninės rinkos dalyviai perka iš gaminančių įmonių, o elektros energijos vartotojai mažmeninėje rinkoje – iš energijos pardavimo įmonių.

3 skaidrė

Yra keli elektros energijos gamybos būdai: Įvairios elektrinės (hidroelektrinė, atominė elektrinė, šiluminė elektrinė, elektrinė...) Taip pat alternatyvūs šaltiniai (saulės energija, vėjo energija, Žemės energija)

4 skaidrė

Šiluminė elektrinė (TPP) – elektrinė, kuri gamina elektros energiją konvertuojant šiluminę energiją, išsiskiriančią deginant iškastinį kurą. Pirmosios šiluminės elektrinės pasirodė XIX amžiaus pabaigoje ir išplito. XX amžiaus aštuntojo dešimtmečio viduryje šiluminės elektrinės buvo pagrindinė elektrinių rūšis. Šiluminėse elektrinėse kuro cheminė energija pirmiausia paverčiama mechanine, o vėliau – elektros energija. Kuras tokiai jėgainei gali būti anglis, durpės, dujos, skalūnai, mazutas.

5 skaidrė

Hidroelektrinė (HE) – konstrukcijų ir įrangos kompleksas, per kurį vandens srauto energija paverčiama elektros energija. Hidroelektrinę sudaro nuosekli hidraulinių konstrukcijų grandinė, užtikrinanti reikiamą vandens srauto koncentraciją ir slėgio sukūrimą, ir energetinė įranga, kuri paverčia slėgiu judančio vandens energiją į mechaninę sukimosi energiją, kuri, savo ruožtu, paverčiama. į elektros energiją.

6 skaidrė

Atominė elektrinė – tai elektrinė, kurioje branduolinė energija paverčiama elektros energija. Energijos generatorius atominėje elektrinėje yra branduolinis reaktorius. Šiluma, išsiskirianti reaktoriuje dėl kai kurių sunkiųjų elementų branduolių dalijimosi grandininės reakcijos, vėliau paverčiama elektra taip pat, kaip ir įprastose šiluminėse elektrinėse. Skirtingai nuo šiluminių elektrinių, naudojančių iškastinį kurą, atominės elektrinės veikia branduoliniu kuru.

7 skaidrė

Apie 80% išsivysčiusių šalių BVP (bendrojo vidaus produkto) augimo pasiekiama per technines inovacijas, kurių didžioji dalis susijusi su elektros vartojimu. Viskas, kas nauja pramonėje, žemės ūkyje ir kasdieniame gyvenime, mus pasiekia dėka naujų pokyčių įvairiose mokslo šakose. Šiuolaikinė visuomenė neįsivaizduojama be gamybinės veiklos elektrifikavimo. Jau devintojo dešimtmečio pabaigoje daugiau nei 1/3 visos pasaulyje suvartojamos energijos buvo pagaminta iš elektros energijos. Iki kito šimtmečio pradžios ši dalis gali padidėti iki 1/2. Šis elektros suvartojimo padidėjimas visų pirma siejamas su jos suvartojimo padidėjimu pramonėje.

8 skaidrė

Dėl to kyla efektyvaus šios energijos naudojimo problema. Perduodant elektros energiją dideliais atstumais, nuo gamintojo iki vartotojo, šilumos nuostoliai perdavimo linijoje didėja proporcingai srovės kvadratui, t.y. jei srovė padvigubėja, tai šilumos nuostoliai padidėja 4 kartus. Todėl pageidautina, kad srovė linijose būtų maža. Norėdami tai padaryti, padidinama perdavimo linijos įtampa. Elektra perduodama linijomis, kurių įtampa siekia šimtus tūkstančių voltų. Netoli miestų, kurie energiją gauna iš perdavimo linijų, ši įtampa pakeliama iki kelių tūkstančių voltų naudojant žeminamąjį transformatorių. Pačiame mieste pastotėse įtampa nukrenta iki 220 voltų.

9 skaidrė

Mūsų šalis užima didelę teritoriją, beveik 12 laiko juostų. Tai reiškia, kad kai kuriuose regionuose elektros suvartojimas yra didžiausias, kituose darbo diena jau baigėsi ir suvartojimas mažėja. Racionaliam elektrinių gaminamos elektros naudojimui jos jungiamos į atskirų regionų elektros energetikos sistemas: europinės dalies, Sibiro, Uralo, Tolimųjų Rytų ir kt. Šis sujungimas leidžia efektyviau naudoti elektros energiją, koordinuojant veiklą. atskirų elektrinių. Dabar įvairios energetikos sistemos yra sujungtos į vieną Rusijos energetikos sistemą.

Elektros energijos gamyba, perdavimas ir naudojimas Klausimas

• Kokie kintamosios srovės pranašumai prieš nuolatinę srovę?

• Generatorius – įrenginiai, paverčiantys vienos ar kitos rūšies energiją į elektros energiją.

• Generatorius susideda iš
• nuolatinis magnetas, sukuriantis magnetinį lauką, ir apvija, kurioje indukuojamas kintamasis emf

• Mūsų laikais vyraujantį vaidmenį atlieka elektromechaninės indukcinės kintamosios srovės generatoriai. Ten mechaninė energija paverčiama elektros energija.

• TRANSFORMERIS – kintamąją srovę konvertuojantis įrenginys, kuriame įtampa kelis kartus padidėja arba sumažėja praktiškai neprarandant galios.
• Paprasčiausiu atveju transformatorius susideda iš uždaros plieninės šerdies, ant kurios dedamos dvi ritės su vielos apvijomis. Apvija, kuri yra prijungta prie kintamos įtampos šaltinio, vadinama pirmine, o ta, prie kurios prijungta „apkrova“, t. y. elektros energiją vartojantys įrenginiai, vadinama antrine.

• Pradinė vidurinė
• apvija apvija
• Jungiasi
• prie šaltinio
• ~ įtampa „apkrauti“
• uždara plieninė šerdis

• Transformatoriaus veikimo principas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos reiškiniu.

• Transformacijos santykis
• U1/U2 =N1/N2=K
• K>1 žeminamasis transformatorius
• K<1трансформатор повышающий

• Elektra gaminama didelėse ir mažose elektrinėse, daugiausia naudojant elektromechaninius indukcinius generatorius. Yra keletas elektrinių tipų: šiluminės, hidroelektrinės ir atominės.

• Šiluminės elektrinės

• Pagrindinis elektros energijos vartotojas yra pramonė, kuriai pagaminama apie 70 proc. Transportas taip pat yra pagrindinis vartotojas. Vis daugiau geležinkelio linijų perkeliama į elektrinę trauką. Beveik visi kaimai ir kaimai elektros energiją pramonės ir buities reikmėms gauna iš valstybinių elektrinių. Apie trečdalį pramonėje suvartojamos elektros sunaudojama technologiniams tikslams (elektrinis suvirinimas, metalų šildymas ir lydymas elektra, elektrolizė ir kt.).

• Transformatoriai keičia įtampą
• keliuose taškuose išilgai linijos.

• Elektros poreikis nuolat auga. Yra du būdai patenkinti šį poreikį.
• Natūraliausias ir iš pirmo žvilgsnio vienintelis būdas – naujų galingų elektrinių statyba. Tačiau šiluminės elektrinės vartoja neatsinaujinančius gamtos išteklius, taip pat daro didelę žalą mūsų planetos ekologinei pusiausvyrai.
• Pažangios technologijos leidžia patenkinti energijos poreikius kitaip. Pirmenybė turėtų būti teikiama energijos vartojimo efektyvumo didinimui, o ne elektrinių pajėgumų didinimui.

• № 966, 967

• 1) įtampą ir srovę galima konvertuoti (transformuoti) labai plačiame diapazone beveik neprarandant energijos;
• 2) kintamoji srovė lengvai paverčiama nuolatine
• 3) generatorius yra daug paprastesnis ir pigesnis.

• §§38–41 5 pratimas (iš 123)
• GALVOKITE:
• KODĖL TRANSFORMAVIMAS MUZIA?
• Parengti pristatymą „Transformatorių naudojimas“
• (besidomintiems)

• Fizika. 11 klasė: vadovėlis bendrojo ugdymo įstaigoms: pagrindinis ir profilis. lygiai /G.Ya. Myakishev, B.B. Buchovcevas. – M: Švietimas, 2014. – 399 p.
• O.I. Gromceva. Fizika. Vieningas valstybinis egzaminas. Pilnas kursas. – M.: Leidykla „Egzaminas“, 2015.-367 p.
• Volkovas V.A. Universalios fizikos pamokos raidos. 11 klasė. – M.: VAKO, 2014. – 464 p.
• Rymkevičius A.P., Rymkevičius P.A. Fizikos uždavinių rinkinys 10-11 vidurinės mokyklos klasėms. – 13 leidimas. – M.: Švietimas, 2014 m. – 160 s

Elektros vartotojų yra visur. Jis gaminamas palyginti nedaug vietų arti energijos šaltinių. Elektros energijos negalima taupyti dideliu mastu. Jis turi būti suvartotas iš karto po gavimo. Todėl atsiranda poreikis perduoti elektros energiją dideliais atstumais.

Panagrinėkime pirmąją galimybę. Norėdami sumažinti laidų varžą, turite arba naudoti mažos varžos medžiagas (pavyzdžiui, brangius metalus sidabrą ar varį), arba sumažinti laido ilgį (ir energija nepasieks vartotojo), arba padidinti skerspjūvį. laidų plotą (o tada jie taps sunkūs ir gali nutrūkti). Kaip matote, pirmoji galimybė praktiškai neįgyvendinama.

Dabar panagrinėkime antrąją galimybę. Tirdami transformatorių, pastebėjome, kad įtampos padidėjimą lydi srovės sumažėjimas ir tiek pat kartų. Todėl, kol generatoriaus srovė nepateks į elektros liniją, ji turi būti transformuota (paversta) į aukštos įtampos srovę. Padidinę įtampą nuo 10 kV iki 1000 kV, tai yra 100 kartų, tiek pat kartų sumažinsime srovės stiprumą. Ir šilumos kiekis, kuris nenaudingai išleidžiamas laiduose, pagal Džaulio-Lenco dėsnį, sumažės 100 2, tai yra koeficientu! Q=I 2 Rt Elektros perdavimas dideliais atstumais vykdomas esant aukštai įtampai

Generatoriai paprastai gamina apie 12 kV energiją. Elektrinėse įrengiami pakopiniai transformatoriai, iš kurių energija patenka į elektros liniją. Elektros vartotojams įtampa turi būti sumažinta. Tai atliekama keliais etapais, naudojant žeminamuosius transformatorius.

Skirtinguose šalies regionuose esančios elektrinės, sujungtos aukštos įtampos elektros linijomis, kartu su prie jų prijungtais vartotojais sudaro Vieningą energetikos sistemą. Vieningos energetikos sistemos sukūrimas šalyje svarbus, nes elektros suvartojimas visą dieną yra netolygus. Tačiau dėl techninių ir ekonominių sąlygų elektros energijos gamyba turi būti nepertraukiama. Vieningos skirtingų laiko juostų regionų elektros sistemos užtikrina nenutrūkstamą energijos tiekimą

Apsvarstykite šią problemą: kaimas sunaudoja vidutiniškai 120 kW elektros energijos iš už 10 km esančios elektrinės. Maitinimo linijos varža yra 0,4 omo. Būtina nustatyti galios nuostolius ties linijos įtampa: a) 240 V; b) B Sprendimas: a) P=IU. Jei perduodate 120 kW galią esant 240 V įtampai, srovės stipris linijoje bus pasiektas galios nuostolis: b) Kai U = V, galios nuostoliai bus: Mažiau nei 1% visos galios bus prarasta linijoje, jei energija bus perduodama aukšta įtampa.

1 skaidrė

2 skaidrė

3 skaidrė

4 skaidrė

5 skaidrė

6 skaidrė

7 skaidrė

8 skaidrė

9 skaidrė

10 skaidrė

Prezentaciją tema „Elektros gamyba ir perdavimas“ galite atsisiųsti visiškai nemokamai iš mūsų svetainės. Projekto tema: fizika. Spalvingos skaidrės ir iliustracijos padės sudominti klasės draugus ar auditoriją. Norėdami peržiūrėti turinį, naudokite grotuvą arba, jei norite atsisiųsti ataskaitą, spustelėkite atitinkamą tekstą po grotuvu. Pristatymą sudaro 10 skaidrių.

Pristatymo skaidrės

1 skaidrė

2 skaidrė

3 skaidrė

Elektros energija turi neabejotinų pranašumų prieš visas kitas energijos rūšis. Jis gali būti perduodamas laidu dideliais atstumais su santykinai mažais nuostoliais ir patogiai paskirstytas tarp vartotojų. Svarbiausia, kad ši energija gana paprastų prietaisų pagalba gali būti lengvai paverčiama bet kokia kita energija: mechanine, vidine, šviesos energija ir kt.

4 skaidrė

Dvidešimtasis amžius tapo šimtmečiu, kai mokslas įsiveržia į visas socialinio gyvenimo sritis: ekonomiką, politiką, kultūrą, švietimą ir kt. Natūralu, kad mokslas tiesiogiai įtakoja energetikos raidą ir elektros panaudojimo sritį. Viena vertus, mokslas prisideda prie elektros energijos taikymo srities išplėtimo ir taip didina jos suvartojimą, tačiau, kita vertus, epochoje, kai neribotas neatsinaujinančių energijos išteklių naudojimas kelia pavojų ateities kartoms mokslo uždaviniai – energiją taupančių technologijų kūrimas ir jų įgyvendinimas gyvenime.

5 skaidrė

Elektros naudojimas.

Per 10 metų elektros suvartojimas padvigubėja

6 skaidrė

Panagrinėkime šiuos klausimus naudodami konkrečius pavyzdžius. Apie 80% išsivysčiusių šalių BVP (bendrojo vidaus produkto) augimo pasiekiama per technines inovacijas, kurių didžioji dalis susijusi su elektros vartojimu. Dauguma mokslo pasiekimų prasideda teoriniais skaičiavimais. Visi nauji teoriniai pokyčiai po kompiuterinių skaičiavimų yra išbandomi eksperimentiškai. Ir, kaip taisyklė, šiame etape tyrimai atliekami naudojant fizikinius matavimus, chemines analizes ir kt. Čia mokslinių tyrimų priemonės yra įvairios – daugybė matavimo priemonių, greitintuvų, elektroninių mikroskopų, magnetinio rezonanso tomografija ir kt. Didžioji dalis šių eksperimentinio mokslo instrumentų yra maitinami elektros energija.

7 skaidrė

Tačiau mokslas ne tik naudoja elektrą savo teorinėse ir eksperimentinėse srityse, mokslinės idėjos nuolat kyla tradicinėje fizikos srityje, susijusioje su elektros priėmimu ir perdavimu. Pavyzdžiui, mokslininkai bando sukurti elektros generatorius be besisukančių dalių. Įprastuose elektros varikliuose nuolatinė srovė turi būti tiekiama į rotorių, kad atsirastų „magnetinė jėga“. Šiuolaikinė visuomenė neįsivaizduojama be gamybinės veiklos elektrifikavimo. Jau devintojo dešimtmečio pabaigoje daugiau nei 1/3 visos pasaulyje suvartojamos energijos buvo pagaminta iš elektros energijos. Iki kito šimtmečio pradžios ši dalis gali padidėti iki 1/2. Šis elektros suvartojimo padidėjimas visų pirma siejamas su jos suvartojimo padidėjimu pramonėje. Didžioji dalis pramonės įmonių naudojasi elektros energija. Didelis elektros energijos suvartojimas būdingas daug energijos vartojančioms pramonės šakoms, tokioms kaip metalurgija, aliuminis ir mechaninė inžinerija. Transportas taip pat yra pagrindinis vartotojas. Vis daugiau geležinkelio linijų perkeliama į elektrinę trauką. Beveik visi kaimai ir kaimai elektros energiją pramonės ir buities reikmėms gauna iš valstybinių elektrinių.

8 skaidrė

Elektros perdavimas ir paskirstymas

1% elektros nuostolių per dieną - 0,5 milijono rublių nuostoliai Norėdami sumažinti šilumos nuostolius elektros perdavimo linijose (PTL), galite padidinti laidų S skerspjūvį, o tai ekonomiškai nenaudinga, arba sumažinti srovės stiprumą I. perduodama galia p = IU išlieka nepakitusi mažinant srovę, reikia padidinti įtampą U elektros linijoje (U-500 Kv.; 750 Kv.; 1150 Kv.; - elektros linija)

Elektros gamyba, perdavimas ir vartojimas

Elektrinių tipai

• terminis (TPP) – 50 proc.
• Hidroelektrinės (HE) - 20-25 proc.
• Branduolinė (AE) – 15 proc.
• Alternatyvūs šaltiniai

energija - 2–5% (saulės energija, termobranduolinės sintezės energija, potvynių energija, vėjo energija)

Generatorius

Šiluminės elektrinės

Vidinis

Energija

(kuro energija)

Mechaninis

energijos

TD (garas

Elektrinis

energijos

Generatorius

Hidroelektrinės

Mechaninis

energijos

(krentantis vanduo)

Elektrinis

energijos

Generatorius

Atominės elektrinės

Atominė energija

(dalinant

atominiai branduoliai)

Mechaninis

energijos

Elektrinis

energijos

Elektros srovės generatorius

• Generatorius mechaninę energiją paverčia elektros energija
• Generatorius veikia remiantis elektromagnetinės indukcijos reiškinys

Rėmas su srove yra pagrindinis generatoriaus elementas

• Besisukanti dalis vadinama ROTOR (magnetas).
• Stacionari dalis vadinama STATORIU (rėmu)

Rėmui sukant, į rėmą prasiskverbiantis magnetinis srautas laikui bėgant kinta, dėl ko a indukuota srovė

Elektros perdavimas

• Elektros perdavimo linijos (PTL) naudojamos elektrai perduoti vartotojams.
• Perduodant elektrą per atstumą, dėl laidų įkaitimo atsiranda nuostolių (Džaulio-Lenco dėsnis).
• Šilumos nuostolių mažinimo būdai:

1) Sumažinti laidų varžą, bet didinti jų skersmenį (sunkūs – sunkiai pakabinami, o brangūs – variniai).

2) Srovės mažinimas didinant įtampą.

Transformatorius

• Jį sudaro dvi izoliuotos vielos ritės, apvyniotos aplink bendrą plieninę šerdį.

Transformatoriaus veikimas pagrįstas

reiškinys elektromagnetinė indukcija

Transformatoriaus grandinė

Pirminė apvija - ritė, į kurią tiekiama vienos įtampos kintamoji srovė

Antrinė apvija – ritė, iš kurios pašalinama skirtingos įtampos kintamoji srovė

Pakopinis transformatorius – transformatorius, didinantis įtampą.

Žemyninis transformatorius – transformatorius, mažinantis įtampą.

Šiluminių elektrinių poveikis aplinkai

Pagrindiniai elektros energijos gamybos, perdavimo ir vartojimo etapai

• 1.Mechaninė energija paverčiama elektros energija naudojant generatorius elektrinėse.
• 2. Elektros įtampa didinama, kad elektros energija būtų perduodama dideliais atstumais.
• 3. Elektra perduodama aukšta įtampa aukštos įtampos elektros linijomis.
• 4. Skirstant elektros energiją vartotojams, mažinama elektros įtampa.
• 5. Suvartojus elektros energiją, ji paverčiama kitų rūšių energija – mechanine, šviesia ar vidine.