BOU Repubblica ciuvascia SPO "ASHT" del Ministero della Pubblica Istruzione della Chuvashia
METODOLOGICO
SVILUPPO
classe libera nella disciplina "Fisica"
Tema: Produzione, trasmissione e consumo energia elettrica
categoria di qualificazione più alta
Alatyr, 2012
CONSIDERATO
in una riunione della commissione metodologica
scienze umanitarie e naturali
discipline
Protocollo n. __ del "___" ______ 2012
Presidente_____________________
Revisore: Ermakova N.E., Docente, BEI CR SPO "ASHT", Presidente del Comitato centrale delle scienze umane e naturali
Oggi l'energia rimane la componente principale della vita umana. Permette di creare vari materiali ed è uno dei principali fattori nello sviluppo di nuove tecnologie. In poche parole, senza padroneggiare vari tipi energia, una persona non è in grado di esistere pienamente. È difficile immaginare l'esistenza della civiltà moderna senza elettricità. Se la luce viene spenta nel nostro appartamento per almeno qualche minuto, sperimentiamo già numerosi inconvenienti. E cosa succede quando c'è un'interruzione di corrente per diverse ore! La corrente elettrica è la principale fonte di elettricità. Ecco perché è così importante rappresentare le basi fisiche per ottenere, trasmettere e utilizzare la corrente elettrica alternata.
Nota esplicativa
Contenuto della parte principale
Elenco bibliografico
Applicazioni.
Nota esplicativa
Obiettivi:
- far conoscere agli studenti i fondamenti fisici della produzione, trasmissione e
utilizzo di energia elettrica
Contribuire alla formazione di capacità di informazione e comunicazione tra gli studenti
competenze
Approfondire la conoscenza dello sviluppo del settore dell'energia elettrica e del relativo ambiente
problemi, favorendo un senso di responsabilità per la salvaguardia dell'ambiente
Motivazione dell'argomento scelto:
È impossibile immaginare la nostra vita oggi senza energia elettrica. L'industria dell'energia elettrica ha invaso tutte le sfere dell'attività umana: industria e agricoltura, scienza e spazio. Il nostro stile di vita è impensabile senza elettricità. L'elettricità è stata e rimane la componente principale della vita umana. Quale sarà l'energia del XXI secolo? Per rispondere a questa domanda, è necessario conoscere i principali metodi di generazione di elettricità, studiare i problemi e le prospettive della moderna generazione di elettricità non solo in Russia, ma anche nel territorio di Chuvashia e Alatyr Questa lezione consente agli studenti di sviluppare l'abilità elaborare le informazioni e applicare la conoscenza della teoria nella pratica, sviluppare abilità con cui lavorare in modo indipendente varie fonti informazione. Questa lezione rivela le possibilità di formare competenze di informazione e comunicazione
Piano di lezione
nella disciplina "Fisica"
Data: 16/04/2012
Gruppo: 11 tv
Obiettivi:
- educativo: - far conoscere agli studenti i fondamenti fisici della produzione,
trasmissione e utilizzo dell'energia elettrica
Contribuire alla formazione di informazioni e
competenza comunicativa
Approfondire le conoscenze sullo sviluppo del settore dell'energia elettrica e affini
questi problemi ambientali, favorendo un senso di responsabilità
per la salvaguardia dell'ambiente
- sviluppando:: - formare le competenze per elaborare le informazioni e applicare
conoscenza della teoria nella pratica;
Sviluppare le competenze per lavorare in modo indipendente con una varietà di
fonti di informazione
Sviluppare l'interesse cognitivo per l'argomento.
- educativo:
- educare l'attività cognitiva degli studenti;
Sviluppare la capacità di ascoltare ed essere ascoltati;
Coltivare l'indipendenza degli studenti nell'acquisizione di nuovi
conoscenza
- sviluppare abilità comunicative quando si lavora in gruppo
Compito: formazione di competenze chiave nello studio della produzione, trasmissione e utilizzo dell'energia elettrica
Tipo di classe- lezione
Tipo di lezione- lezione combinata
Mezzi di istruzione: libri di testo, libri di consultazione, dispense, proiettore multimediale,
schermo, presentazione elettronica
Avanzamento della lezione:
Momento organizzativo (verifica degli assenti, disponibilità del gruppo alla lezione)
Organizzazione dello spazio bersaglio
Verifica delle conoscenze degli studenti, segnalazione dell'argomento e del piano di indagine, definizione degli obiettivi
|
Azioni dell'insegnante |
Azioni degli studenti |
Metodi |
2) Quale dispositivo viene utilizzato per modificare l'intensità della corrente alternata e della tensione? 3) Qual è il suo scopo? 4) Qual è la struttura del trasformatore? 6) Qual è il rapporto di trasformazione? Com'è numericamente? 7) Quale trasformatore si chiama step-up, quale step-down? 8) Come si chiama la potenza del trasformatore?
|
|
Conversazione frontale Risoluzione dei problemi Test |
Riassumendo i risultati del controllo delle principali disposizioni della sezione studiata
Segnalare un argomento, fissare un obiettivo, un piano per lo studio di nuovo materiale
Tema: "Produzione, trasmissione e consumo di energia elettrica"
Piano: 1) Produzione di energia:
a) Energia industriale (HPP, TPP, NPP)
b) Energia alternativa (GeoTPP, SPP, WPP, TPP)
2) Trasmissione di energia elettrica
3) Uso efficiente dell'energia elettrica
4) Energia della Repubblica Ciuvascia
Motivazione attività didattiche studenti
|
Azioni dell'insegnante |
Azioni degli studenti |
Metodo di studio |
|
|
Avanzato lavoro indipendente Studio Rapporti degli studenti |
Fissaggio di nuovo materiale
Generalizzazione e sistematizzazione del materiale.
Riassumendo la lezione.
Compito per il lavoro indipendente degli studenti durante il tempo extrascolastico.
Manuale § 39-41, completa la tabella
È impossibile immaginare la nostra vita oggi senza energia elettrica. L'industria dell'energia elettrica ha invaso tutte le sfere dell'attività umana: industria e agricoltura, scienza e spazio. Il nostro stile di vita è impensabile senza elettricità. COSÌ ampia applicazione elettricità per i suoi vantaggi rispetto ad altri tipi di energia. L'elettricità è stata e rimane la componente principale della vita umana Le domande principali: di quanta energia ha bisogno l'umanità? Quale sarà l'energia del XXI secolo? Per rispondere a queste domande è necessario conoscere i principali metodi di generazione di elettricità, studiare i problemi e le prospettive della moderna generazione di elettricità non solo in Russia, ma anche nel territorio di Chuvashia e Alatyr.
La conversione di vari tipi di energia in energia elettrica avviene nelle centrali elettriche. Considera le basi fisiche della produzione di elettricità nelle centrali elettriche.
Dati statistici sulla produzione di elettricità in Russia, miliardi di kWh
A seconda del tipo di energia da convertire, le centrali elettriche possono essere suddivise nelle seguenti tipologie principali:
Centrali elettriche industriali: centrali idroelettriche, termoelettriche, centrali nucleari
Centrali ad energia alternativa: PES, SES, WES, GeoTPS
centrali idroelettriche
Una centrale idroelettrica è un complesso di strutture e apparecchiature mediante le quali l'energia del flusso d'acqua viene convertita in energia elettrica. livello superiore A livello inferiore e ruotando la turbina. La diga è l'elemento più importante e più costoso di una centrale idroelettrica. L'acqua scorre da monte a valle attraverso apposite condotte o attraverso canali ricavati nel corpo della diga e acquista un'elevata velocità. Il getto d'acqua entra nelle pale dell'idroturbina. Il rotore dell'idroturbina è azionato dalla forza centrifuga del getto d'acqua. L'albero della turbina è collegato all'albero di un generatore elettrico e, quando il rotore del generatore ruota, l'energia meccanica del rotore viene convertita in energia elettrica.
La caratteristica più importante delle risorse idroelettriche rispetto alle risorse combustibili ed energetiche è il loro continuo rinnovamento. La mancanza di fabbisogno di combustibile per le centrali idroelettriche determina il basso costo dell'elettricità generata nelle centrali idroelettriche. Tuttavia, l'energia idroelettrica non è rispettosa dell'ambiente. Quando viene costruita una diga, si forma un serbatoio. L'acqua che inonda vaste aree cambia irreversibilmente ambiente. L'innalzamento del livello del fiume da parte di una diga può causare ristagni, salinità, cambiamenti nella vegetazione costiera e nel microclima. Pertanto, la creazione e l'uso di strutture idrauliche rispettose dell'ambiente è così importante.
Centrali termiche
La centrale termica (TPP) è una centrale elettrica che genera energia elettrica come risultato della conversione dell'energia termica rilasciata durante la combustione di combustibili fossili. I principali tipi di combustibile per le centrali termiche sono le risorse naturali: gas, carbone, torba, scisti bituminosi, olio combustibile. Gli impianti termoelettrici si dividono in due gruppi: a condensazione e impianti di cogenerazione o riscaldamento (CHP). Le stazioni di condensazione forniscono ai consumatori solo energia elettrica. Sono costruiti vicino a depositi di carburante locale per non trasportarlo su lunghe distanze. Gli impianti di riscaldamento forniscono ai consumatori non solo energia elettrica, ma anche calore - vapore o acqua calda, quindi i CHP sono costruiti vicino a ricevitori di calore, nei centri delle regioni industriali e delle grandi città per ridurre la lunghezza delle reti di riscaldamento. Il combustibile viene trasportato al CHPP dai luoghi di produzione. Una caldaia con acqua è installata nella sala macchine del TPP. A causa del calore generato dalla combustione del carburante, l'acqua nella caldaia a vapore si riscalda, evapora e il vapore saturo risultante viene portato a una temperatura di 550 ° C e, sotto una pressione di 25 MPa, entra nella turbina a vapore attraverso il gasdotto, il cui scopo è convertire energia termica vapore in energia meccanica. L'energia di moto della turbina a vapore viene convertita in energia elettrica da un generatore, il cui albero è direttamente collegato all'albero della turbina. Dopo la turbina a vapore, il vapore acqueo, avendo già una bassa pressione e una temperatura di circa 25°C, entra nel condensatore. Qui il vapore viene trasformato in acqua mediante acqua di raffreddamento, che viene ricondotta alla caldaia tramite una pompa. Il ciclo ricomincia. Le centrali termiche funzionano con combustibili fossili, ma queste sono, purtroppo, risorse naturali insostituibili. Inoltre, il funzionamento del TPP è accompagnato problemi ambientali: durante la combustione del combustibile si verifica inquinamento termico e chimico dell'ambiente, che ha un effetto dannoso sul mondo vivente dei serbatoi e sulla qualità dell'acqua potabile.
Centrali elettriche nucleari
La centrale nucleare (NPP) è una centrale elettrica in cui l'energia nucleare (nucleare) viene convertita in energia elettrica. Le centrali nucleari funzionano secondo lo stesso principio delle centrali termiche, ma utilizzano l'energia ottenuta dalla fissione dei metalli pesanti per generare vapore. nuclei atomici(uranio, plutonio). Le reazioni nucleari avvengono nel nocciolo del reattore, accompagnate dal rilascio di enorme energia. L'acqua che viene a contatto con gli elementi combustibili nel nocciolo del reattore prende calore da questi e cede questo calore nello scambiatore di calore anche all'acqua, ma non rappresenta più un pericolo di radiazioni radioattive. Poiché l'acqua nello scambiatore di calore si trasforma in vapore, viene chiamato generatore di vapore. Il vapore caldo entra nella turbina, che converte l'energia termica del vapore in energia meccanica. L'energia di moto della turbina a vapore viene convertita in energia elettrica da un generatore, il cui albero è direttamente collegato all'albero della turbina. NPP, che sono i più aspetto moderno le centrali elettriche presentano una serie di vantaggi significativi rispetto ad altri tipi di centrali elettriche: non richiedono il legame con una fonte di materie prime e possono effettivamente essere collocate ovunque; nel normale funzionamento sono considerate sicure per l'ambiente. Ma in caso di incidenti nelle centrali nucleari, potenziale pericolo inquinamento da radiazioni dell'ambiente. Inoltre, lo smaltimento delle scorie radioattive e lo smantellamento delle centrali nucleari che hanno fatto il loro tempo rimangono un problema significativo.
L'energia alternativa è un insieme di promettenti metodi di generazione di energia che non sono così diffusi come quelli tradizionali, ma sono interessanti per la redditività del loro utilizzo con un basso rischio di danno per l'ecologia del territorio. Fonte di energia alternativa: metodo, dispositivo o struttura che consente di ricevere energia elettrica (o altro tipo di energia richiesto) e sostituisce le fonti energetiche tradizionali che funzionano con petrolio, gas naturale e carbone. Lo scopo della ricerca di fonti energetiche alternative è la necessità di ottenerla da energia rinnovabile o praticamente inesauribile. risorse naturali e fenomeni.
Centrali a marea
L'uso dell'energia delle maree iniziò nell'XI secolo, quando sulle rive del Mare Bianco e del Mare del Nord apparvero mulini e segherie. Due volte al giorno, il livello dell'oceano si alza quindi sotto l'influenza delle forze gravitazionali della Luna e del Sole, che attirano a sé masse d'acqua. Lontano dalla costa, le fluttuazioni del livello dell'acqua non superano 1 m, ma vicino alla costa possono raggiungere i 13-18 metri. Per il dispositivo della più semplice centrale elettrica a marea (PES), è necessaria una piscina: una baia bloccata da una diga o dalla foce di un fiume. Ci sono canali sotterranei nella diga e sono installate turbine idrauliche che fanno ruotare il generatore. Si ritiene economicamente fattibile costruire centrali a marea in aree con fluttuazioni del livello del mare di almeno 4 metri. Nelle centrali a marea a doppio effetto, le turbine sono azionate dal movimento dell'acqua dal mare alla piscina e viceversa. Le centrali mareomotrici bidirezionali sono in grado di generare elettricità ininterrottamente per 4-5 ore con interruzioni di 1-2 ore quattro volte al giorno. Per aumentare il tempo di funzionamento delle turbine, ce ne sono di più schemi complessi- con due, tre e più pool, ma il costo di tali progetti è molto elevato. Lo svantaggio delle centrali a marea è che sono costruite solo sulle rive dei mari e degli oceani, inoltre, non sviluppano una potenza molto elevata e le maree si verificano solo due volte al giorno. E anche loro non sono rispettosi dell'ambiente. Interrompono il normale scambio di acqua dolce e salata e quindi le condizioni di vita della flora e della fauna marina. Influiscono anche sul clima, poiché modificano il potenziale energetico delle acque marine, la loro velocità e il territorio di movimento.
centrali eoliche
L'energia eolica è una forma indiretta di energia solare, risultante dalla differenza di temperatura e pressione nell'atmosfera terrestre. Circa il 2% dell'energia solare che raggiunge la Terra viene convertita in energia eolica. Il vento è una fonte di energia rinnovabile. La sua energia può essere utilizzata in quasi tutte le aree della Terra. Ottenere elettricità dalle centrali eoliche è un compito estremamente interessante, ma allo stesso tempo tecnicamente impegnativo. La difficoltà sta nella grandissima dispersione dell'energia eolica e nella sua incostanza. Il principio di funzionamento dei parchi eolici è semplice: il vento fa girare le pale dell'impianto, mettendo in moto l'albero del generatore. Il generatore genera energia elettrica e quindi l'energia eolica viene convertita in elettricità. I parchi eolici sono molto economici da produrre, ma la loro capacità è ridotta e il loro funzionamento dipende dalle condizioni meteorologiche. Inoltre, sono molto rumorosi, quindi le installazioni di grandi dimensioni devono essere spente anche di notte. Inoltre, i parchi eolici interferiscono con il traffico aereo e persino con le onde radio. L'utilizzo dei parchi eolici provoca un indebolimento locale della forza dei flussi d'aria, che interferisce con la ventilazione delle aree industriali e influisce anche sul clima. Infine, per l'utilizzo dei parchi eolici sono necessarie aree enormi, molto più che per altri tipi di generatori di corrente. Tuttavia, parchi eolici isolati con motori termici come riserva e parchi eolici che operano in parallelo con centrali termiche e idroelettriche dovrebbero occupare un posto di rilievo nell'approvvigionamento energetico di quelle aree in cui la velocità del vento supera i 5 m/s.
centrali geotermiche
L'energia geotermica è l'energia dell'interno della Terra. L'eruzione dei vulcani è una chiara prova dell'enorme calore all'interno del pianeta. Gli scienziati stimano la temperatura del nucleo terrestre a migliaia di gradi Celsius. Il calore geotermico è il calore contenuto nell'acqua calda sotterranea e nel vapore acqueo e il calore delle rocce asciutte riscaldate. Le centrali termoelettriche geotermiche (GeoTPP) convertono il calore interno della Terra (l'energia delle sorgenti di vapore-acqua calda) in energia elettrica. Le fonti di energia geotermica possono essere piscine sotterranee di vettori di calore naturali: acqua calda o vapore. Si tratta, in sostanza, di "caldaie sotterranee" direttamente pronte all'uso, dalle quali è possibile estrarre acqua o vapore mediante normali pozzi. Il vapore naturale così ottenuto, previa purificazione preliminare dai gas che provocano la distruzione delle tubazioni, viene inviato a turbine collegate a generatori elettrici. L'uso dell'energia geotermica non richiede costi elevati, perché. in questo caso si tratta di fonti energetiche già “pronte all'uso”, create dalla natura stessa. Gli svantaggi di GeoTPP includono la possibilità di cedimento locale dei suoli e il risveglio dell'attività sismica. E i gas che fuoriescono dal terreno creano molto rumore nelle vicinanze e possono, inoltre, contenere sostanze tossiche. Inoltre, non è possibile costruire un GeoTPP ovunque, perché le condizioni geologiche sono necessarie per la sua costruzione.
Centrali solari
L'energia solare è la fonte di energia più grandiosa, economica, ma forse meno utilizzata dall'uomo. La conversione dell'energia solare in energia elettrica avviene con l'ausilio di centrali solari. Esistono centrali solari termodinamiche, in cui l'energia solare viene prima convertita in calore e poi in elettricità; e impianti fotovoltaici che convertono direttamente l'energia solare in energia elettrica. Le stazioni fotovoltaiche forniscono energia ininterrotta a boe fluviali, luci di segnalazione, sistemi di comunicazione di emergenza, lampade di segnalazione e molti altri oggetti situati in luoghi difficili da raggiungere. Man mano che le batterie solari migliorano, saranno utilizzate negli edifici residenziali per l'alimentazione autonoma (riscaldamento, fornitura di acqua calda, illuminazione e alimentazione di elettrodomestici). Le centrali solari hanno un vantaggio significativo rispetto ad altri tipi di centrali: l'assenza di emissioni nocive e la pulizia ambientale, il funzionamento silenzioso e la conservazione intatta dell'interno della terra.
Trasmissione di energia elettrica a distanza
L'elettricità viene prodotta vicino a fonti di combustibile o risorse idriche, mentre i suoi consumatori si trovano ovunque. Pertanto, è necessario trasmettere elettricità su lunghe distanze. Considera un diagramma schematico della trasmissione di elettricità da un generatore a un consumatore. Tipicamente, i generatori di corrente alternata nelle centrali elettriche producono una tensione non superiore a 20 kV, poiché a tensioni più elevate aumenta notevolmente la possibilità di rottura elettrica dell'isolamento nell'avvolgimento e in altre parti del generatore. Per mantenere la potenza trasmessa, la tensione nella linea di trasmissione di potenza dovrebbe essere massima, quindi i trasformatori step-up sono installati nelle grandi centrali elettriche. Tuttavia, la tensione nella linea elettrica è limitata: se la tensione è troppo alta, si verificano scariche tra i fili, con conseguenti perdite di energia. Per utilizzare l'elettricità per imprese industrialiè richiesta una significativa riduzione della tensione, effettuata con l'ausilio di trasformatori step-down. Un'ulteriore riduzione della tensione fino ad un valore di circa 4 kV è necessaria per la distribuzione dell'energia tramite reti locali, ad es. lungo i fili che vediamo nelle periferie delle nostre città. Trasformatori meno potenti riducono la tensione a 220 V (la tensione utilizzata dalla maggior parte dei singoli consumatori).
Uso efficiente dell'elettricità
L'energia elettrica occupa un posto significativo nella voce di spesa di ogni famiglia. Il suo uso efficace ridurrà significativamente i costi. Sempre più computer, lavastoviglie, robot da cucina sono “registrati” nei nostri appartamenti. Pertanto, il costo dell'elettricità è molto significativo. L'aumento del consumo di energia porta a un consumo aggiuntivo di risorse naturali non rinnovabili: carbone, petrolio, gas. Quando il carburante viene bruciato, l'anidride carbonica viene rilasciata nell'atmosfera, il che porta a cambiamenti climatici dannosi. Risparmiare energia elettrica consente di ridurre il consumo di risorse naturali e quindi di ridurre le emissioni di sostanze nocive nell'atmosfera.
Quattro fasi di risparmio energetico
Non dimenticare di spegnere le luci.
Utilizzare lampadine a risparmio energetico ed elettrodomestici di classe A.
È bene isolare finestre e porte.
Installare i regolatori di alimentazione del calore (bobine con una valvola).
L'industria energetica della Chuvashia è una delle industrie più sviluppate della repubblica, dal cui lavoro dipende direttamente il benessere sociale, economico e politico. L'energia è la base per il funzionamento dell'economia e il supporto vitale della repubblica. Il lavoro del complesso energetico di Chuvashia è così saldamente connesso vita di ogni giorno ogni impresa, istituzione, azienda, casa, ogni appartamento e, di conseguenza, ogni abitante della nostra repubblica.
All'inizio del 20° secolo, quando l'industria dell'energia elettrica stava ancora muovendo i suoi primi passi concreti.
Prima del 1917 Sul territorio della moderna Chuvashia non esisteva una sola centrale elettrica per uso pubblico. Le case dei contadini erano illuminate con una torcia.
C'erano solo 16 primi motori nell'industria. Nel distretto di Alatyrsky, l'elettricità veniva prodotta e utilizzata in una segheria e in mulini. C'era una piccola centrale elettrica nella distilleria vicino a Marposad. I mercanti Talantsev avevano la loro centrale elettrica presso il frantoio di Yadrin. A Cheboksary, il commerciante Efremov aveva una piccola centrale elettrica. Ha servito la segheria e le sue due case.
Non c'era quasi luce sia nelle case che nelle strade delle città della Chuvashia.
Lo sviluppo dell'energia in Chuvashia inizia dopo il 1917. Dal 1918 inizia la costruzione di centrali elettriche pubbliche, sono in corso molti lavori per creare un'industria dell'energia elettrica nella città di Alatyr. Fu deciso di costruire la prima centrale elettrica in quel momento nell'ex stabilimento di Popov.
A Cheboksary, il dipartimento dei servizi comunali si è occupato di questioni di elettrificazione. Attraverso i suoi sforzi nel 1918. la centrale elettrica della segheria, di proprietà del commerciante Efremov, riprese a funzionare. L'elettricità è stata consegnata tramite due linee a agenzie governative e illuminazione stradale.
Istruzione Ciuvascia Regione autonoma(24 giugno 1920) ha creato condizioni favorevoli per lo sviluppo dell'energia. Era il 1920. in connessione con l'acuta necessità, il dipartimento regionale dei servizi pubblici ha attrezzato la prima piccola centrale elettrica a Cheboksary, con una capacità di 12 kW.
La centrale elettrica di Mariinsko-Posad fu equipaggiata nel 1919. La centrale elettrica della città di Marposad ha iniziato a fornire elettricità. La centrale elettrica di Tsivilskaya fu costruita nel 1919, ma a causa della mancanza di linee elettriche, la fornitura di energia elettrica iniziò a essere prodotta solo dal 1923.
Così, durante gli anni di intervento e, furono gettate le prime basi dell'industria energetica della Chuvashia guerra civile. Nascono le prime piccole centrali comunali ad uso pubblico con una potenza complessiva di circa 20 kW.
Prima della rivoluzione del 1917, sul territorio della Chuvashia non esisteva una sola stazione elettrica per uso pubblico, nelle case regnava una torcia. Con una torcia o una lampada a cherosene si lavorava anche nelle piccole officine. Qui, gli artigiani usavano attrezzature azionate meccanicamente. Nelle aziende più solide, dove si lavoravano i prodotti agricoli e forestali, si bolliva la carta, si agitava il burro e si macinava la farina,
c'erano 16 motori a bassa potenza.
Sotto i bolscevichi, la città di Alatyr divenne un pioniere nel settore energetico della Chuvashia. In questo piccolo paese, grazie all'impegno del consiglio economico locale, è sorta la prima centrale elettrica pubblica.
A Cheboksary, tutta l'elettrificazione nel 1918 si ridusse al fatto che la centrale fu restaurata in una segheria confiscata al commerciante Efremov, che divenne nota come "Imeni 25 Octobr". Tuttavia, la sua elettricità era sufficiente solo per illuminare alcune strade e istituzioni statali (secondo le statistiche, nel 1920, circa 100 lampadine con una capacità di 20 candele brillavano per i funzionari della città).
Nel 1924 furono costruite altre tre piccole centrali elettriche e, il 1 ° ottobre 1924, fu creata l'Associazione Chuvash delle centrali elettriche comunali, CHOKES, per gestire la base energetica in espansione. Nel 1925, il Comitato statale per la pianificazione della repubblica adottò un piano di elettrificazione, che prevedeva la costruzione di 8 nuove centrali elettriche in 5 anni: 5 urbane (a Cheboksary, Kanash, Marposad, Tsivilsk e Yadrin) e 3 rurali (a Ibresy, Vurnary e Urmary). L'attuazione di questo progetto ha permesso di elettrificare 100 villaggi, principalmente nei distretti di Cheboksary e Tsivilsky e lungo l'autostrada Cheboksary-Kanash, 700 famiglie contadine e alcuni laboratori artigianali.
Durante il 1929-1932, la capacità delle centrali elettriche municipali e industriali della repubblica è aumentata di quasi 10 volte; la produzione di elettricità da queste centrali elettriche è aumentata di quasi 30 volte.
Durante gli anni del Grande Guerra patriottica furono prese importanti misure per rafforzare e sviluppare la base energetica dell'industria della repubblica. L'aumento delle capacità si è verificato principalmente a causa della crescita delle capacità delle centrali elettriche distrettuali, comunali e rurali. Gli ingegneri energetici della Chuvashia hanno resistito con onore al calvario e hanno adempiuto al loro dovere patriottico. Hanno capito che l'elettricità prodotta era necessaria, prima di tutto, per le imprese che evadevano gli ordini dal fronte.
Durante gli anni del piano quinquennale del dopoguerra nel Chuvash ASSR, furono costruite e messe in funzione 102 centrali elettriche rurali, incl. 69 HPP e 33 TPP. Alimentazione elettrica agricolturaè triplicato dal 1945.
Nel 1953, ad Alatyr, per ordine firmato da Stalin, iniziò la costruzione dell'Alatyr TPP. Il primo turbogeneratore con una capacità di 4 MW fu messo in funzione nel 1957, il 2° nel 1959. Secondo le previsioni, la potenza del TPP avrebbe dovuto essere sufficiente fino al 1985 sia per la città che per la regione e per fornire elettricità al Turgenev Svetozavod in Mordovia.
Elenco bibliografico
Libro di testo di S.V. Gromov "Fisica, grado 10". Mosca: Illuminismo.
Dizionario enciclopedico di un giovane fisico. Composto. VA Chuyanov, Mosca: Pedagogia.
Allion L., Wilcons W.. Fisica. Mosca: Nauka.
Koltun M. Mondo della fisica. Mosca.
Fonti di energia. Fatti, problemi, soluzioni. Mosca: scienza e tecnologia.
Fonti energetiche non tradizionali. Mosca: Conoscenza.
Yudasin L.S. Energia: problemi e speranze. Mosca: Illuminismo.
Podgorny A.n. Energia dell'idrogeno. Mosca: Nauka.
Applicazione
|
Centrale elettrica |
Fonte di energia primaria |
Schema di conversione energia |
Vantaggi |
Screpolatura |
|
|
| |||||
|
| |||||
|
|
|||||
|
| |||||
|
GeoTPP |
|
. |
|
Completa la frase: Il sistema di alimentazione è
|
Sistema energetico - Il sistema elettrico delle regioni del paese, collegato da linee elettriche ad alta tensione |
|
Qual è la fonte di energia in una centrale idroelettrica?
| |
|
Quali fonti energetiche - rinnovabili o non rinnovabili - sono utilizzate nella Repubblica di Chuvashia? |
non rinnovabile |
|
Localizza dentro ordine cronologico fonti di energia che si sono rese disponibili per l'uomo, a partire dai primi: A. Trazione elettrica; B. Energia atomica; B. Energia muscolare degli animali domestici; D. Energia del vapore. |
|
|
Indica le fonti di energia a te note, il cui utilizzo ridurrà l'impatto ambientale dell'industria dell'energia elettrica. |
PES GeoTPP |
|
Mettiti alla prova con le risposte sullo schermo e valuta: 5 risposte corrette - 5 4 risposte corrette - 4 3 risposte corrette - 3 |
Video lezione 2: Compiti per corrente alternata
Conferenza: Corrente alternata. Produzione, trasmissione e consumo di energia elettrica
Corrente alternataCorrente alternata- si tratta di oscillazioni che possono verificarsi nel circuito a seguito del collegamento a una sorgente di tensione alternata.
È la corrente alternata che ci circonda tutti: è presente in tutti i circuiti negli appartamenti, è la corrente alternata che viene trasmessa attraverso i fili. Tuttavia, quasi tutti gli apparecchi elettrici funzionano con elettricità permanente. Ecco perché all'uscita dalla presa la corrente viene rettificata e sotto forma di una costante va agli elettrodomestici.
È la corrente alternata che è più facile da ricevere e trasmettere su qualsiasi distanza.
Nello studio della corrente alternata, utilizzeremo un circuito in cui collegheremo un resistore, una bobina e un condensatore. In questo circuito, viene determinata la tensione legalmente:
Come sappiamo, il seno può essere negativo e positivo. Ecco perché il valore della tensione può prendere una direzione diversa. Con una direzione positiva del flusso di corrente (antiorario), la tensione è maggiore di zero, con una direzione negativa, è minore di zero.
Resistenza nel circuito
Quindi consideriamo il caso in cui solo un resistore è collegato al circuito CA. La resistenza del resistore è chiamata attiva. Considereremo la corrente che scorre in senso antiorario nel circuito. In questo caso, sia la corrente che la tensione saranno positive.
Per determinare la forza attuale nel circuito, utilizzare la seguente formula dalla legge di Ohm:
In queste formule IO 0 E U 0 - valori massimi di corrente e tensione. Da ciò si può concludere che valore massimo la corrente è uguale al rapporto tra la tensione massima e la resistenza attiva:
Queste due grandezze cambiano nella stessa fase, quindi i grafici delle grandezze hanno la stessa forma, ma ampiezze diverse.
Condensatore nel circuito
Ricordare! È impossibile ottenere corrente continua nel circuito in cui è presente un condensatore. È un luogo per interrompere il flusso di corrente e modificarne l'ampiezza. In questo caso, la corrente alternata scorre perfettamente attraverso tale circuito, cambiando la polarità del condensatore.
Quando si considera un tale circuito, assumeremo che contenga solo un condensatore. La corrente scorre in senso antiorario, cioè è positiva.
Come già sappiamo, la tensione ai capi di un condensatore è correlata alla sua capacità di immagazzinare carica, cioè alla sua dimensione e capacità.
Poiché la corrente è la prima derivata della carica, è possibile determinare con quale formula può essere calcolata trovando la derivata dall'ultima formula:
Come puoi vedere, in questo caso, l'intensità della corrente è descritta dalla legge del coseno, mentre il valore di tensione e carica può essere descritto dalla legge del seno. Ciò significa che le funzioni sono nella fase opposta e hanno un aspetto simile sul grafico.
Sappiamo tutti che le funzioni coseno e seno dello stesso argomento differiscono di 90 gradi l'una dall'altra, quindi possiamo ottenere le seguenti espressioni:
Da qui, il valore massimo della forza attuale può essere determinato dalla formula:
Il valore nel denominatore è la resistenza ai capi del condensatore. Questa resistenza è chiamata capacitiva. Si trova e contrassegnato come segue:
Con un aumento della capacità, il valore di ampiezza della corrente diminuisce.
Si noti che in questo circuito l'uso della legge di Ohm è appropriato solo quando è necessario determinare il valore massimo della corrente; è impossibile determinare la corrente in qualsiasi momento secondo questa legge a causa della differenza di fase tra la tensione e forza attuale.
Bobina in una catena
Considera un circuito in cui è presente una bobina. Immagina che non abbia resistenza attiva. In questo caso, sembrerebbe che nulla dovrebbe impedire il movimento della corrente. Tuttavia, non lo è. Il fatto è che quando la corrente passa attraverso la bobina, inizia a sorgere un campo di vortice, che impedisce il passaggio di corrente a causa della formazione di una corrente di autoinduzione.
La forza attuale assume il seguente valore:
Ancora una volta, puoi vedere che la corrente cambia secondo la legge del coseno, quindi lo sfasamento è valido per questo circuito, che può essere visto anche sul grafico:
Da qui il valore massimo di corrente:
Nel denominatore possiamo vedere la formula con cui viene determinata la reattanza induttiva del circuito.
Maggiore è la reattanza induttiva, meno importante è l'ampiezza della corrente.
Bobina, resistenza e condensatore in un circuito.
Se nel circuito sono presenti contemporaneamente tutti i tipi di resistenza, il valore della corrente può essere determinato come segue, mediante conversione Legge di Ohm:
Il denominatore si chiama impedenza. Consiste nella somma dei quadrati di attivo (R) e reattanza, costituito da capacitivo e induttivo. La resistenza totale si chiama "Impedenza".
Elettricità
Non si può immaginare vita moderna senza l'uso di apparecchi elettrici che funzionano con l'energia che si verifica una corrente elettrica. Tutto il progresso tecnologico si basa sull'elettricità.
Ottenere energia dalla corrente elettrica ha un numero enorme di vantaggi:
1. L'elettricità è relativamente facile da produrre, poiché ci sono miliardi di centrali elettriche, generatori e altri dispositivi per generare elettricità in tutto il mondo.
2. L'elettricità può essere trasmessa su lunghe distanze poco tempo e senza perdite significative.
3. È possibile convertire l'energia elettrica in forme meccaniche, luminose, interne e di altro tipo.
| | |
Invia il tuo buon lavoro nella base di conoscenza è semplice. Utilizza il modulo sottostante
Studenti, dottorandi, giovani scienziati che utilizzano la base di conoscenza nei loro studi e nel loro lavoro ti saranno molto grati.
postato su http://www.allbest.ru/
nella fisica
sul tema: "Produzione, trasmissione e consumo di energia elettrica"
Eseguita:
Allievo 11A
Khodakov Yulia
Insegnante:
Dubinina Marina Nikolaevna
1. Generazione di energia
L'elettricità viene prodotta nelle centrali elettriche, spesso per mezzo di generatori elettromeccanici ad induzione. Esistono 2 tipi principali di centrali elettriche - centrali termiche (TPP) e centrali idroelettriche (HPP) - che differiscono per la natura dei motori che fanno ruotare i rotori dei generatori.
La fonte di energia dei TPP è il carburante: olio combustibile, scisti bituminosi, petrolio, polvere di carbone. I rotori dei generatori elettrici sono azionati da turbine a vapore ea gas o motori a combustione interna (ICE).
Come è noto, l'efficienza dei motori termici aumenta all'aumentare della temperatura iniziale del fluido di lavoro. Pertanto, il vapore che entra nella turbina viene portato a circa 550 °C ad una pressione di circa 25 MPa. L'efficienza del TPP raggiunge il 40%.
Nelle centrali termiche (CHP), la maggior parte dell'energia del vapore di scarto viene utilizzata nelle imprese industriali e per le esigenze domestiche. L'efficienza della cogenerazione può raggiungere il 60-70%.
Nelle centrali idroelettriche, l'energia potenziale dell'acqua viene utilizzata per far ruotare i rotori dei generatori. I rotori sono azionati da turbine idrauliche.
La potenza della centrale dipende dalla differenza di livello dell'acqua creata dalla diga (battente) e dalla massa d'acqua che attraversa la turbina in 1 secondo (portata d'acqua).
Parte dell'elettricità consumata in Russia (circa il 10%) viene prodotta nelle centrali nucleari (NPP).
2. Trasmissione di potenza
Fondamentalmente, questo processo è accompagnato da perdite significative associate al riscaldamento dei fili delle linee elettriche da parte della corrente. Secondo la legge Joule-Lenz, l'energia spesa per riscaldare i fili è proporzionale al quadrato dell'intensità della corrente e della resistenza della linea, quindi con una linea lunga la trasmissione di elettricità può diventare economicamente non redditizia. Pertanto, è necessario ridurre l'intensità di corrente, che, per una data potenza trasmessa, porta alla necessità di aumentare la tensione. Più lunga è la linea elettrica, più redditizio è utilizzare tensioni elevate (su alcune la tensione raggiunge i 500 kV). Gli alternatori producono tensioni che non possono superare i 20 kV (a causa delle proprietà dei materiali isolanti utilizzati).
Pertanto, nelle centrali elettriche vengono installati trasformatori step-up, che aumentano la tensione e riducono la corrente della stessa quantità. Per fornire ai consumatori di elettricità la tensione (bassa) richiesta, i trasformatori step-down sono installati alle estremità della linea elettrica. L'abbassamento della tensione viene solitamente eseguito in più fasi.
3. Consumo di energia elettrica
L'energia elettrica viene utilizzata quasi ovunque. Naturalmente, la maggior parte dell'elettricità prodotta proviene dall'industria. Inoltre, i trasporti saranno un consumatore importante.
Molte linee ferroviarie sono passate da tempo alla trazione elettrica. Illuminazione di abitazioni, strade cittadine, esigenze industriali e domestiche di villaggi e villaggi: tutto questo è anche un grande consumatore di elettricità.
Una parte enorme dell'elettricità ricevuta viene convertita in energia meccanica. Tutti i meccanismi utilizzati nell'industria sono azionati da motori elettrici. Ci sono abbastanza consumatori di elettricità e sono ovunque.
E l'elettricità viene prodotta solo in pochi luoghi. La domanda sorge sulla trasmissione di energia elettrica e su lunghe distanze. Quando si trasmette su lunghe distanze, c'è molta perdita di potenza. Principalmente si tratta di perdite dovute al riscaldamento dei cavi elettrici.
Secondo la legge Joule-Lenz, l'energia spesa per il riscaldamento è calcolata dalla formula:
energia elettrica atomica termica
Poiché è quasi impossibile ridurre la resistenza a un livello accettabile, è necessario ridurre la forza attuale. Per fare ciò, aumentare la tensione. Di solito ci sono generatori step-up nelle stazioni e trasformatori step-down alla fine delle linee di trasmissione. E già da loro l'energia si disperde ai consumatori.
Il fabbisogno di energia elettrica è in costante aumento. Ci sono due modi per soddisfare la domanda di aumento del consumo:
1. Costruzione di nuove centrali elettriche
2. Uso di tecnologia avanzata.
Uso efficiente dell'elettricità
Il primo modo è costoso. un largo numero risorse edilizie e finanziarie. Ci vogliono diversi anni per costruire una centrale elettrica. Inoltre, ad esempio, le centrali termiche consumano molte risorse naturali non rinnovabili e danneggiano l'ambiente naturale.
L'uso della tecnologia avanzata è una vera soluzione a questo problema. Inoltre, occorre evitare lo spreco di energia e ridurre al minimo l'uso inefficiente.
Ospitato su Allbest.ru
...Documenti simili
Caratteristiche delle centrali termiche e nucleari, centrali idroelettriche. Trasmissione e ridistribuzione dell'energia elettrica, suo utilizzo nell'industria, nella vita quotidiana, nei trasporti. L'implementazione dell'aumento e della diminuzione della tensione mediante trasformatori.
presentazione, aggiunta il 01/12/2015
La storia della nascita dell'energia. Tipologie di centrali e loro caratteristiche: termiche e idroelettriche. Risorse di energia alternativa. Trasmissione di energia elettrica e trasformatori. Caratteristiche dell'uso dell'energia elettrica nella produzione, nella scienza e nella vita di tutti i giorni.
presentazione, aggiunta il 18/01/2011
Energie industriali ed alternative. Vantaggi e svantaggi delle centrali idroelettriche, termiche e nucleari. Ottenere energia senza l'uso di combustibili fossili tradizionali. Uso efficiente dell'energia, risparmio energetico.
presentazione, aggiunta il 15/05/2016
Produzione di energia elettrica. I principali tipi di centrali elettriche. L'impatto delle centrali termiche e nucleari sull'ambiente. Costruzione di moderne centrali idroelettriche. Vantaggi delle stazioni di marea. Percentuale di tipologie di centrali elettriche.
presentazione, aggiunta il 23/03/2015
Descrizione dei processi di ottenimento di elettricità nelle centrali termiche a condensazione, negli impianti a turbina a gas e negli impianti di cogenerazione. Lo studio del dispositivo delle centrali idrauliche e di accumulo. Energia geotermica ed eolica.
abstract, aggiunto il 25/10/2013
Il ruolo dell'elettricità in processi di produzione allo stato attuale, il metodo della sua produzione. Schema generale industria energetica. Caratteristiche delle principali tipologie di centrali elettriche: nucleari, termiche, idroelettriche ed eoliche. Vantaggi dell'energia elettrica.
presentazione, aggiunta il 22/12/2011
Generazione di energia elettrica come sua produzione attraverso la conversione da altri tipi di energia, con l'ausilio di dispositivi tecnici speciali. Caratteristiche, tecniche ed efficienza delle energie industriali e alternative. Tipi di centrali elettriche.
presentazione, aggiunta l'11/11/2013
Produzione di energia elettrica e termica. Centrali idrauliche. Utilizzo di fonti energetiche alternative. Distribuzione dei carichi elettrici tra le centrali. Trasmissione e consumo di energia elettrica e termica.
tutorial, aggiunto il 19/04/2012
Fondamenti di risparmio energetico, risorse energetiche, generazione, trasformazione, trasmissione e utilizzo delle diverse tipologie di energia. Metodi tradizionali per ottenere energia termica ed elettrica. La struttura della produzione e del consumo di energia elettrica.
abstract, aggiunto il 16/09/2010
Leader mondiali nella produzione di energia nucleare. Classificazione delle centrali nucleari. Il principio della loro azione. Tipi e Composizione chimica combustibile nucleare e l'essenza di ottenere energia da esso. Meccanismo di perdita reazione a catena. Trovare l'uranio in natura.
La trasmissione di energia elettrica è un processo che consiste nella fornitura di energia elettrica ai consumatori. L'elettricità è prodotta in fonti remote di produzione (centrali elettriche) da enormi generatori che utilizzano carbone, gas naturale, acqua, fissione nucleare o vento.
La corrente viene trasmessa attraverso trasformatori, che ne aumentano la tensione. È l'alta tensione economicamente vantaggiosa quando si trasmette energia su lunghe distanze. Le linee elettriche ad alta tensione si estendono in tutto il paese. Attraverso di loro, la corrente elettrica raggiunge le sottostazioni vicino alle grandi città, dove la sua tensione viene ridotta e inviata a piccole linee elettriche (di distribuzione). La corrente elettrica viaggia attraverso le linee di distribuzione in ogni quartiere della città ed entra nelle scatole dei trasformatori. I trasformatori riducono la tensione a un certo valore standard, che è sicuro e necessario per il funzionamento degli elettrodomestici. La corrente entra in casa attraverso i fili e passa attraverso un contatore che mostra la quantità di energia consumata.
Un trasformatore è un dispositivo statico che converte la corrente alternata di una tensione in corrente alternata di un'altra tensione senza modificarne la frequenza. Può funzionare solo su AC.
Le principali parti strutturali del trasformatore
Il dispositivo è composto da tre parti principali:
- avvolgimento primario del trasformatore. Il numero di giri N 1.
- Il nucleo della forma chiusa da materiale magneticamente morbido (ad esempio acciaio).
- avvolgimento secondario. Numero di giri N 2 .
Nei diagrammi, il trasformatore è rappresentato come segue:
Principio di funzionamento
Il funzionamento di un trasformatore di potenza è basato sulla legge induzione elettromagnetica Faraday.
Tra due avvolgimenti separati (primario e secondario), che sono collegati da un flusso magnetico comune, appare l'induzione reciproca. L'induzione reciproca è il processo mediante il quale un avvolgimento primario induce una tensione in un avvolgimento secondario situato nelle sue immediate vicinanze.
L'avvolgimento primario riceve una corrente alternata, che produce un flusso magnetico quando è collegato a una fonte di alimentazione. Il flusso magnetico passa attraverso il nucleo e, poiché cambia nel tempo, eccita l'induzione EMF nell'avvolgimento secondario. La tensione sul secondo avvolgimento può essere inferiore rispetto al primo, quindi il trasformatore viene chiamato step-down. Il trasformatore elevatore ha una tensione maggiore sull'avvolgimento secondario. La frequenza attuale rimane invariata. L'effettivo abbassamento o aumento della tensione non può aumentare la potenza elettrica, quindi l'uscita di corrente del trasformatore aumenta o diminuisce proporzionalmente di conseguenza.
Per i valori di ampiezza della tensione sugli avvolgimenti si può scrivere la seguente espressione:
k - rapporto di trasformazione.
Per trasformatore step-up k>1, e per step-down - k<1.
Durante il funzionamento di un dispositivo reale, ci sono sempre perdite di energia:
- gli avvolgimenti sono riscaldati.
- il lavoro viene speso per la magnetizzazione del nucleo;
- Le correnti di Foucault sorgono nel nucleo (hanno un effetto termico sul nucleo massiccio).
Per ridurre le perdite durante il riscaldamento, i nuclei del trasformatore non sono costituiti da un singolo pezzo di metallo, ma da lastre sottili, tra le quali si trova un dielettrico.