Электрычная энергія презентация

электраперадач (ЛЭП)
Спажыванне электраэнергіі

Е, дзейнічае сіла
F = qE.
Калі часціца свабодная, то пад уздзеяннем гэтай сілы яна набывае накіраваны рух.
Зараджаныя часціцы, здольныя перамяшчацца пад уздзеяннем сілы электрычнага поля, называюцца носьбітамі электрычнага зараду (электрон, іон).
Калі ў двух кропках правадніка нейкім чынам штучна падтрымліваць рознасць патэнцыялаў, то ўнутры правадніка будзе існаваць электрычнае поле, якое будзе ствараць непарыўны рух зарадаў.

называецца электрычным токам праводнасці ці электрычным токам.
Колькаснай характарыстыкай элктрычнага току з’яўляецца сіла току



q – зарад, які праходзіць праз папярочнае сячэнне правадніка за час t.
За адзінку сілы току ў СІ прыняты ампер (А).
Пры току 1А праз сячэнне правадніка праходзіць зарад 1Кл за 1с.

току і яго напрамак з часам змяняюцца, ток называецца пераменным.
Пры руху ў вакууме свабодныя носьбіты зараду не сустракаюць ніякага супраціўлення і набываюць кінетычную энергію за кошт работы сіл электрычнага поля.
Калі ж ток працякае ў рэчыве, то зарады, што рухаюцца, сустракаюць супрацьдзеянне, паколькі ўзаемадзенічаюць з іншымі зарадамі і часціцамі, якія ўваходзяць у склад рэчыва правадніка (іоны рашоткі).

R – супраціўленне правадніка,
ρ - удзельнае супраціўленне,
ℓ - даўжыня правадніка,
S - плошча папярочнага сячэння правадніка.
Адзінка вымярэння супраціўлення – Ом
Праходжанне току па правадніку заўжды суправаджаецца его награваннем, павышэннем тэмпературы.

рабоце электрычнага поля па пераадоленню супраціўлення правадніка.

U – напружанне на ўчастку ланцуга, якое вымяраецца ў вольтах (В), I – сіла току, t – час яго праходжання па правадніку.

ад напружання і супраціўлення


Такім чынам, закон Джоуля – Ленца запішацца

ці

Закон Джоуля-Ленца: колькасць цеплыні, якая выдзяляецца токам у правадніку прама прапарцыйна квадрату сілы току, супраціўленню правадніка і часу я праходжання току па правадніку.

работа і магутнасць звязаны роўнасцю А = Р.t адзінкай работы можа быць Вт.с.
У электратэхніцы работу электрычнага току вымяраюць ў ват-гадзінах ці кілават-гадзінах:
1Вт . 1гадз = 1Вт . 3600с = 3600Дж,
1кВт.1гадз = 103Вт . 3600с = 3,6.106Дж = 3,6МДж.
Прыбор для вымярэння работы току ў кВт-гадзінах называецца электрычным лічыльнікам.

выявіў, што вакол
правадніка з токам узнікае
магнітнае поле.

атрымаць
магнітнае поле, велічыня і напрамак
якога залежыць ад велічыні і напрамку
электрычнага току.
Узнікла пытанне: ці можна з дапамогай магнітнага поля атрымаць электрычны ток?
У 1831г. англ. фізік М.Фарадэй
з дапамогай шпулі, да якой
быў падключаны
гальванометр, і
пастаяннага магніта даў
станоўчы адказ на гэта
пытанне.

час руху магніта ўнутры шпулі стрэлка гальванометра адхілялася ад нулявога дзялення, што паказвала на наяўнасць у ланцугу электрычнага току.
Такі ток называюць індукцыйным (наведзеным).
Накірунак індукцыйнага току вызначаецца
правілам Ленца: індукцыйны ток заўсёды накіраваны так, што яго ўласнае магнітнае поле перашкаджае змяненню магнітнага поля, якое вызывае гэты ток.

патоку скрозь гэты конур называюць электрамагнітнай індукцыяй.
Закон электрамагнітнай індукцыі: ЭРС (электрарухаючая сіла) індукцыі прапарцыйна скорасці змянення магнітнага патоку



Магнітны паток Ф звязаны з індукцыяй магнітнга поля В наступнай роўнасцю
S – плошча контура.
Адзінкі вымярэння: патоку Вэбер (Вб), індукцыі Тэсла (Тл).

полі і на працягу аднаго перыяду двойчы змяняецца па значэнню і накірунку, называецца пераменным токам.

значэнне пераменнага току, ω - скорасць павароту рамкі ў магнітным полі, ϕ0 – пачатковая фаза.
Графік залежнасці велічыні пераменнага току і ад часу t мае выгляд сінусоіды

генератарамі.
Прынцыпіяльная схема генератара пераменнага току:








Рухомую частку генератара, якая ўяўляе сабой магніт, які верціцца, называюць ротарам, а нерухомую частку, у абмотках якой узбуджаецца ЭРС індукцыі, - статарам.

магніты, а электрамагніты.
Ток у абмотках электрамагніта выпрацоўваецца асобным генератарам пастаяннага току – узбуджальнікам, які размешчаны на тым жа валу.
Прыстасаванне, з дапамогай якога ЭРС індукцыі здымаецца з ротара і падаецца на нагрузку, называецца калектарам. Калектар – гэта два кольца і дзве шчоткі.

круціць ротар генератара.
Тыпы электрастанцый: ЦЭС, ЦЭЦ, ГЭС, АЭС, СЭС, ПЭС, ВЭС.
Па Расіі – ЦЭС – каля 40% усёй электраэнергіі, ГЭС - каля 20%, АЭС – каля 10%.

нямногіх месцах, блізкіх да крыніц паліўных і гідрарэсурсаў, акрамя АЭС.
Акумуліраваць яе ў вялікіх маштабах не ўдаецца. Таму трэба яе выкарыстоўваць адразу пасля атрымання.
У сувязі з гэтым эфектыўнае выкарыстанне электраэнергіі можна ажыццявіць толькі з дапамогай перадачы яе на вялікія адлегласці з мінімальнымі стратамі.

вызначаецца роўнасцю


дзе - супраціўленне


правадоў электралініі, якое залежыць ад роду матэрыяла правадоў (ρ), іх даўжыні (ℓ) і папярочнага сячэння (S).
Паменшыць страты электрычнай энергіі ў правадах можна двума шляхамі:
паменшыць супраціўленне правадоў,
паменшыць сілу току.

= const) можна:
- паменшыць удзельнае супраціўленне правадоў электралініі ρ, але ў гэтым выпадку трэба будзе выкарыстоўваць дарагія матэрыялы – медь, серабро і г.д.
- павялічыць плошчу папярочнага сячэння S, што значна павялічвае масу правадоў.
Усё гэта не выгадна.

I.


Пры гэтым магутнасць, што перадаецца да спажыўца, павінна застацца пастаяннай


Гэта азначае, што трэба павелічыць напружанне ў лініі электраперадач U.

трансфарматарам.
Ён складаецца з двух шпуляў (абмотак), якія змешчаны на агульны стальны стрыжань.
Абмотку, якую падключаюць
да крыніцы электрычнай энергіі,
называюць першаснай, а
абмотку, да якой падключаецца
спажывец (нагрузка),-другаснай.

ε2 – ЭРС у першаснай і другаснай абмотках,
n1 і n2 – колькасць віткоў у абмотках трансфарматара.
У трансфармата, які павышае напружанне, k < 1,
ў трансфарматара, які паніжае напружанне k > 1.

што магутнасць, якую ён перадае, з першаснай абмоткі ў другасную застаецца амаль пастаяннай:




- сіла току ў абмотках трансфарматара адваротна прапарцыйна напружанню на іх.
Каэфіцыент карыснага дзеяння трасфарматара

з высокім электрычным напружаннем.
Для гэтага будуюцца адпаведныя лініі электраперадач (ЛЭП).

кВ пастаяннага току называюцца звышвысокімі лініямі электраперадач (СВЛЭП).
Напружанне 750 кВ – гэта сусветны ўзровень сучаснай высокавольтнай тэхнікі.
У гэтай лініі вышыня апоры складае (30 – 35)м. Адлегласць паміж правадамі 40м.
У лініях 1150 кВ – вышыня апоры каля 50м. Адлегласць паміж правадамі 50м.

утвараючы агульную электрычную сетку, да якой далучаны спажыўцы. Такое аб’яднанне называецца энергасістэмай краіны.
Стараты энергіі на шляху ад электрастанцыі да спажыўца характарызуюцца наступнай схемай:

электрагенератары;
3% - спажывае сама станцыя;
7% - губляецца пры перадачы (ЛЭП);
4% - спажывае электрарухавік.
Такім чынам, толькі 28% унутранай энергіі паліва ператвараецца ў карысную работу электрарухавіка.

60% вырабляемай энергіі.
Буйным спажыўцом з’яўляецца транспарт (каля 20%). Асабліва шмат энергіі спажываюць электрафіцыраваныя чыгуначныя дарогі, трамваі і тралейбусы.
Частка энергіі выкарыстоўваецца для бытавых патрэб (каля 20%)(асвятленне, абагрэў, электрапліты, бытавая тэхніка і г.д.).
Спажыванне электраэнергіі ў Беларусі складае каля 35 млрд.кВт-гадз.
Беларускія электрастанцыі могуць выпрацаваць ~50млрд.кВт-гадз. у год.
Імпарт электраэнергіі складае ~4млрд.кВт-гадз.

долю спажывання электраэнергіі на камунальна-бытавыя патрэбы да 31%;
нормай спажывання электраэнергіі для сям’і з 4-х чалавек лічыць 135кВт-гадз. у месяц;
агульнае спажыванне электраэнергіі складзе 41млрд.кВт-гадз. у год.
прырост спажывання ~23% у параўнанні з 2000г.