Работу выполнили ученики 11 класса МОУ « СОШ » с. Перевесинка Саратовской обл. Турковского р - на Буров Денис, Зайцев Роман, Демин Сергей.

Генерирование электрической энергии Генерирование электрической энергии Генераторы Трансформаторы Производство и использование электрической энергии Производство и использование электрической энергии Передача электроэнергии Передача электроэнергии Эффективное использование и экономия электрической энергии Эффективное использование и экономия электрической энергии Что было бы если не было бы электрической энергии Что было бы если не было бы электрической энергии Вывод

Электрический ток вырабатывается в генераторах устройствах, преобразующих энергию того или иного вида в электрическую энергию. К генераторам относятся гальванические элементы, электростатические машины, термобатареи 1, солнечные батареи и т. п. Исследуются возможности создания принципиально новых типов генераторов. 1 В термобатареях используется свойство двух контактов разнородных материалов создавать ЭДС за счет разности температур контактов.

Например, разрабатываются так называемые топливные элементы, в которых энергия, освобождающаяся в результате реакции водорода с кислородом, непосредственно прекращается в электрическую. Область применения каждого из перечисленных типов генераторов электроэнергии определяется их характеристиками. Так, электростатические машины создают высокую разность потенциалов, но не способны создать в цепи сколько - нибудь значительную силу тока. Гальванические элементы могут дать большой ток, но продолжительность их действия невелика. Основную роль в наше время выполняют электромеханические индукционные генераторы переменного тока. В этих генераторах механическая энергия превращается в электрическую. Их действие основано на явлении электромагнитной индукции. Такие генераторы имеют сравнительно простое устройство и позволяют получать большие токи при достаточно высоком напряжении. В дальнейшем, говоря о генераторах, мы будем иметь в виду именно индукционные электромеханические генераторы.

Принцип действия генератора основан на законе электромагнитной индукции индуцировании электродвижущей силы в прямоугольном контуре ( проволочной рамке ), находящейся в однородном вращающемся магнитном поле. Или наоборот, прямоугольный контур вращается в однородном неподвижном магнитном поле. Допустим, что однородное магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом вращается вокруг своей оси в проводящем контуре ( проволочной рамке ) с равномерной угловой скоростью \omega. Две равные порознь вертикальные стороны контура ( см. рисунок ) являются активными, так как их пересекают магнитные линии магнитного поля. Две равные порознь горизонтальные стороны контура не активные, так как магнитные линии магнитного поля их не пересекают, магнитные линии скользят вдоль горизонтальных сторон, электродвижущая сила в них не образуется.

Трансформатор ( от лат. transformo преобразовывать ) это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком - либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем ( напряжений ) переменного тока в одну или несколько других систем ( напряжений ), без изменения частоты [1][2]. Трансформатор осуществляет преобразование переменного напряжения и / или гальваническую развязку в самых различных областях применения электроэнергетике, электронике и радиотехнике. Конструктивно трансформатор может состоять из одной ( автотрансформатор ) или нескольких изолированных проволочных, либо ленточных обмоток ( катушек ), охватываемых общим магнитным потоком, намотанных, как правило, на магнитопровод ( сердечник ) из ферромагнитного магнито - мягкого материала.

Производство электроэнергии Существует два основных типа электростанций : 1. Тепловые. 2. Гидравлические. Это деление вызвано типом двигателя, который вращает ротор генератора. В тепловых электростанциях в качестве источника энергии используется топливо : уголь, газ, нефть, горючие сланцы, мазут. Ротор приводится во вращение паровыми газовыми турбинами. Самыми экономичными являются тепловые паротурбинные электростанции ( ТЭС ). Их максимальный КПД достигает 70%. Это с учетом того, что отработанный пар используется на промышленных предприятиях. На гидроэлектростанциях для вращения ротора используется потенциальная энергия воды. С помощью гидравлических турбин приводится во вращение ротор. Мощность станции будет зависеть от напора и массы воды, проходящей через турбину.

Использование электроэнергии Электрическая энергия используется почти повсеместно. Конечно, большая часть производимой электроэнергии приходится на промышленность. Помимо этого, крупным потребителем будет являться транспорт. Многие железнодорожные линии уже давно перешли на электрическую тягу. Освещение жилищ, улиц городов, производственные и бытовые нужды сел и деревень - все это тоже является крупным потребителем электроэнергии. Огромная часть получаемой электроэнергии превращается в механическую энергию. Все механизмы, используемые в промышленности, приводятся в движение за счет электродвигателей. Потребителей электроэнергии достаточно, и находятся они повсюду. А производится электроэнергия лишь в немногих местах. Возникает вопрос о передаче электроэнергии, причем на большие расстояния. При передаче на большие расстояния, происходит много потерь электроэнергии. Главным образом, это потери на нагрев электропроводов.

По закону Джоуля - Ленца энергия, расходуемая на нагрев, вычисляется по формуле : Q = I^2 *R*t. Так как снизить сопротивление до приемлемого уровня практически невозможно, то приходится уменьшать силу тока. Для этого повышают напряжение. Обычно на станциях стоят повышающие генераторы, а в конце линий передач стоят понижающие трансформаторы. И уже с них энергия расходится по потребителям. Потребность в электрической энергии постоянно увеличивается. Для того чтобы соответствовать запросам на увеличение потребления есть два пути : 1. Строительство новых электростанций 2. Использование передовых технологий.

Передача электроэнергии связана с заметными потерями, так как электрический ток нагревает провода линий электропередачи. В соответствии с законом Джоуля Ленца энергия, расходуемая на нагрев проводов линии, определяется формулой где R сопротивление линии, U передаваемое напряжение, Р мощность источника тока.

Экономия электроэнергии - крайне важный аспект жизни современного человеческого общества, затрагивающий и производственную сферу, и быт каждого отдельно взятого индивидуума. Ведь неразумное потребление этого достаточно дорогостоящего вида энергии может привести к весьма значительным тратам, что может существенно сказаться как на благосостоянии человека, так и на развитии предприятия.

Не было бы электроприборов и мы бы не смогли позвонить знакомым, посмотреть телевизор, выйти в интернет.

Жизнь человека без электричества была бы более трудной, чем с электричеством.