☰

Abstrakt lekcie „výroba a využitie elektrickej energie“. Výroba, prenos a využitie elektrickej energie (prezentácia)

BOU Čuvašská republika SPO "ASHT" Ministerstva školstva Čuvašska

METODICKÝ

ROZVOJ

otvorená trieda v disciplíne "Fyzika"

Téma: Výroba, prenos a spotreba elektrická energia

najvyššej kvalifikačnej kategórii

Alatyr, 2012

UVAŽOVANÉ

na zasadnutí metodickej komisie

humanitné a prírodné vedy

disciplín

Protokol č. __ zo dňa „___“ ______ 2012

predseda_______________________

Recenzent: Ermakova N.E., lektor, BEI ČR SPO "ASHT", predseda Ústredného výboru humanitných a prírodných vied

Dnes zostáva energia hlavnou zložkou ľudského života. Umožňuje vytvárať rôzne materiály a je jedným z hlavných faktorov pri vývoji nových technológií. Jednoducho povedané, bez masteringu rôzne druhy energie, človek nie je schopný plnohodnotne existovať. Je ťažké si predstaviť existenciu modernej civilizácie bez elektriny. Ak sa v našom byte vypne svetlo aspoň na pár minút, potom už zažívame množstvo nepríjemností. A čo sa stane, keď dôjde k výpadku prúdu na niekoľko hodín! Elektrický prúd je hlavným zdrojom elektriny. Preto je také dôležité znázorniť fyzikálne základy získavania, prenosu a používania striedavého elektrického prúdu.

  1. Vysvetľujúca poznámka

  2. Obsah hlavnej časti

  3. Bibliografický zoznam

  4. Aplikácie.

Vysvetľujúca poznámka

Ciele:
- oboznámiť žiakov s fyzikálnymi základmi výroby, prenosu a

využitie elektrickej energie

Prispievať k formovaniu informačných a komunikačných zručností medzi žiakmi

kompetencie

Prehĺbiť poznatky o rozvoji elektroenergetiky a súvisiaceho životného prostredia

problémy, ktoré podporujú pocit zodpovednosti za ochranu životného prostredia

Zdôvodnenie zvolenej témy:

Bez elektrickej energie si dnes už nedokážeme predstaviť náš život. Elektroenergetika zasiahla všetky oblasti ľudskej činnosti: priemysel a poľnohospodárstvo, vedu a vesmír. Náš spôsob života je nemysliteľný bez elektriny. Elektrina bola a zostáva hlavnou zložkou ľudského života. Aká bude energia XXI storočia? Na zodpovedanie tejto otázky je potrebné poznať hlavné metódy výroby elektriny, študovať problémy a vyhliadky modernej výroby elektriny nielen v Rusku, ale aj na území Čuvašska a Alatyru.Táto lekcia umožňuje študentom rozvíjať schopnosť spracovávať informácie a aplikovať poznatky z teórie v praxi, rozvíjať zručnosti samostatnej práce rôzne zdroje informácie. Táto lekcia odhaľuje možnosti formovania informačných a komunikačných kompetencií

Plán lekcie

v disciplíne "Fyzika"
Dátum: 16.04.2012
Skupina: 11 tv
Ciele:

- vzdelávacie: - oboznámiť študentov s fyzikálnymi základmi výroby,

prenos a využitie elektrickej energie

Prispievať k formovaniu informácií a

komunikatívna kompetencia

Prehlbovať poznatky o vývoji elektroenergetiky a s tým súvisiacich

environmentálne problémy, ktoré podporujú pocit zodpovednosti

pre ochranu životného prostredia

- vývoj:: - formovať zručnosti na spracovanie informácií a ich aplikáciu

znalosť teórie v praxi;

Rozvíjajte zručnosti na samostatnú prácu s rôznymi druhmi

zdrojov informácií

Rozvíjajte kognitívny záujem o predmet.
- vzdelávacie: - vzdelávať kognitívnu činnosť žiakov;

Rozvíjať schopnosť počúvať a byť vypočutý;

Pestovať samostatnosť žiakov pri získavaní nového

vedomosti


- rozvíjať komunikačné schopnosti pri práci v skupinách
Úloha: formovanie kľúčových kompetencií pri štúdiu výroby, prenosu a využitia elektrickej energie
Typ triedy- lekcia
Typ lekcie- kombinovaná hodina
Prostriedky vzdelávania: učebnice, príručky, letáky, multimediálny projektor,

obrazovka, elektronická prezentácia


Priebeh lekcie:

  1. Organizačný moment (kontrola neprítomných, pripravenosť skupiny na hodinu)

  2. Organizácia cieľového priestoru

  3. Kontrola vedomostí žiakov, nahlásenie témy a plánu prieskumu, stanovenie cieľov
Téma: "Transformátory"

Činnosť učiteľa

Študentské akcie

Metódy

  1. Vedie frontálny rozhovor, opravuje odpovede študentov:
1) Aké sú výhody elektrickej energie oproti iným druhom energie?

2) Aké zariadenie sa používa na zmenu sily striedavého prúdu a napätia?

3) Aký je jeho účel?

4) Aká je štruktúra transformátora?

6) Aký je transformačný pomer? Ako je to číselne?

7) Ktorý transformátor sa nazýva step-up, ktorý step-down?

8) Ako sa nazýva výkon transformátora?


  1. Ponúka riešenie problému

  1. Vykonáva testovanie

  2. Ponúka študentom kľúče k testu na samovyšetrenie

  1. Odpovedať na otázky

    1. Nájdite správne odpovede

    2. Opravte odpovede súdruhov

    3. Vypracujte kritériá pre ich správanie

    4. Porovnať a nájsť spoločné a odlišné javy

  1. Analyzujte riešenie, hľadajte chyby, zdôvodnite odpoveď

  1. Odpovedzte na testovacie otázky

  2. Vykonajte krížovú kontrolu testov

Frontálny rozhovor

Riešenie problémov

Testovanie

  1. Zhrnutie výsledkov kontroly hlavných ustanovení študovanej časti

  2. Nahlásenie témy, stanovenie cieľa, plánu na naštudovanie nového materiálu

Téma: "Výroba, prenos a spotreba elektriny"
Plán: 1) Výroba energie:

a) Priemyselná energetika (VE, TPP, JE)

b) Alternatívna energia (GeoTPP, SPP, WPP, TPP)

2) Prenos elektriny

3) Efektívne využitie elektrickej energie

4) Energia Čuvašskej republiky


  1. Motivácia výchovno-vzdelávacej činnosti žiakov

Činnosť učiteľa

Študentské akcie

Metóda štúdia

  1. Organizuje cieľový priestor, uvádza plán štúdia témy

  2. Predstavuje základné spôsoby výroby elektriny

  3. Vyzýva študentov, aby zdôraznili fyzikálne základy výroby elektriny

  4. Ponuky na vyplnenie súhrnnej tabuľky

  5. Vytvára schopnosť spracovávať informácie, zdôrazňovať hlavnú vec, analyzovať, porovnávať, nájsť spoločné a odlišné, vyvodzovať závery;

  1. Rozpoznajte ciele, napíšte si plán

  1. Počúvajte, pochopte, analyzujte

  1. Urobte správu, počúvajte rečníka, pochopte, čo počul, vyvodzujte závery

  1. Preskúmajte prostriedky, zhrňte, vyvodzujte závery, vyplňte tabuľku

  2. Porovnajte, nájdite spoločné a odlišné

Pokročilá samostatná práca


Štúdium
Študentské správy

  1. Fixácia nového materiálu

  1. Zovšeobecnenie a systematizácia materiálu.

  2. Zhrnutie lekcie.

  3. Úloha na samostatnú prácu žiakov v mimoškolskom čase.

  • Učebnica § 39-41, doplňte tabuľku
Téma: Výroba, prenos a spotreba elektrickej energie
Bez elektrickej energie si dnes už nedokážeme predstaviť náš život. Elektroenergetika zasiahla všetky oblasti ľudskej činnosti: priemysel a poľnohospodárstvo, vedu a vesmír. Náš spôsob života je nemysliteľný bez elektriny. Takže široké uplatnenie elektrickej energie kvôli jej výhodám oproti iným druhom energie. Elektrina bola a zostáva hlavnou zložkou ľudského života Hlavné otázky – koľko energie ľudstvo potrebuje? Aká bude energia XXI storočia? Na zodpovedanie týchto otázok je potrebné poznať hlavné metódy výroby elektriny, študovať problémy a vyhliadky modernej výroby elektriny nielen v Rusku, ale aj na území Chuvashia a Alatyr.

V elektrárňach dochádza k premene rôznych druhov energie na elektrickú energiu. Zvážte fyzikálne základy výroby elektriny v elektrárňach.

Štatistické údaje o výrobe elektriny v Rusku, miliardy kWh

V závislosti od typu premenenej energie možno elektrárne rozdeliť do nasledujúcich hlavných typov:


  • Priemyselné elektrárne: VE, TE, JE

  • Elektrárne s alternatívnou energiou: PES, SES, WES, GeoTPS

vodné elektrárne
Vodná elektráreň je komplex stavieb a zariadení, pomocou ktorých sa premieňa energia vodného toku na elektrickú energiu. špičková úroveň do nižší level a otáčanie turbíny. Priehrada je najdôležitejším a najdrahším prvkom vodnej elektrárne. Voda tečie z horného toku do dolného toku špeciálnymi potrubiami alebo kanálmi vytvorenými v telese priehrady a nadobúda vysokú rýchlosť. Prúd vody vstupuje do lopatiek vodnej turbíny. Rotor hydroturbíny je poháňaný odstredivou silou vodného prúdu. Hriadeľ turbíny je spojený s hriadeľom elektrického generátora a pri otáčaní rotora generátora sa mechanická energia rotora premieňa na elektrickú energiu.
Najdôležitejšou vlastnosťou vodných zdrojov v porovnaní s palivovými a energetickými zdrojmi je ich neustála obnova. Nedostatočná potreba paliva pre VE určuje nízke náklady na elektrickú energiu vyrobenú v VE. Vodná energia však nie je šetrná k životnému prostrediu. Keď sa postaví priehrada, vytvorí sa nádrž. Voda, ktorá zaplavuje obrovské územia, sa nenávratne mení životné prostredie. Zvyšovanie hladiny rieky priehradou môže spôsobiť podmáčanie, zasolenie, zmeny pobrežnej vegetácie a mikroklímy. Preto je vytváranie a používanie ekologických hydraulických konštrukcií také dôležité.
Tepelné elektrárne
Tepelná elektráreň (TPP) je elektráreň, ktorá vyrába elektrickú energiu ako výsledok premeny tepelnej energie uvoľnenej pri spaľovaní fosílnych palív. Hlavnými druhmi paliva pre tepelné elektrárne sú prírodné zdroje - plyn, uhlie, rašelina, ropná bridlica, vykurovací olej. Tepelné elektrárne sa delia do dvoch skupín: kondenzačné a kogeneračné alebo teplárne (KVET). Kondenzačné stanice dodávajú spotrebiteľom iba elektrickú energiu. Stavajú sa v blízkosti ložísk miestneho paliva, aby ho neprenášali na veľké vzdialenosti. Teplárne zásobujú spotrebiteľov nielen elektrickou energiou, ale aj teplom - parou alebo horúcou vodou, preto sa kogeneračné jednotky stavajú v blízkosti tepelných prijímačov, v centrách priemyselných regiónov a veľkých miest, aby sa skrátila dĺžka tepelných sietí. Palivo sa do kogenerácie dopravuje z miest jeho výroby. V strojovni TPP je inštalovaný kotol s vodou. Vplyvom tepla vznikajúceho pri spaľovaní paliva sa voda v parnom kotli zohreje, vyparí a výsledná nasýtená para sa privedie na teplotu 550 °C a pod tlakom 25 MPa vstupuje do parnej turbíny. cez parovod, ktorého účelom je premena termálna energia pary na mechanickú energiu. Pohybovú energiu parnej turbíny premieňa na elektrickú energiu generátor, ktorého hriadeľ je priamo spojený s hriadeľom turbíny. Za parnou turbínou vstupuje do kondenzátora vodná para, ktorá už má nízky tlak a teplotu asi 25 °C. Tu sa para pomocou chladiacej vody premieňa na vodu, ktorá sa pomocou čerpadla privádza späť do kotla. Cyklus začína znova. Tepelné elektrárne fungujú na fosílne palivá, no tie sú, žiaľ, nenahraditeľné prírodné zdroje. Okrem toho prevádzku tepelných elektrární sprevádzajú environmentálne problémy: pri spaľovaní paliva dochádza k tepelnému a chemickému znečisteniu životného prostredia, čo má škodlivý vplyv na živý svet vodných plôch a kvalitu pitnej vody.
Jadrové elektrárne
Jadrová elektráreň (JE) je elektráreň, v ktorej sa jadrová (jadrová) energia premieňa na elektrickú energiu. Jadrové elektrárne fungujú na rovnakom princípe ako tepelné elektrárne, ale na výrobu pary využívajú energiu získanú štiepením ťažkých kovov. atómové jadrá(urán, plutónium). V aktívnej zóne reaktora prebiehajú jadrové reakcie sprevádzané uvoľňovaním obrovskej energie. Voda, ktorá prichádza do styku s palivovými článkami v aktívnej zóne reaktora, im odoberá teplo a odovzdáva ho vo výmenníku tepla aj vode, pričom už nepredstavuje nebezpečenstvo rádioaktívneho žiarenia. Keďže sa voda vo výmenníku tepla mení na paru, nazýva sa to parný generátor. Horúca para vstupuje do turbíny, ktorá premieňa tepelnú energiu pary na mechanickú energiu. Pohybovú energiu parnej turbíny premieňa na elektrickú energiu generátor, ktorého hriadeľ je priamo spojený s hriadeľom turbíny. JE, ktorých je najviac moderný vzhľad elektrárne majú oproti iným typom elektrární množstvo významných výhod: nevyžadujú viazanie na zdroj surovín a dajú sa umiestniť skutočne kdekoľvek, v bežnej prevádzke sú považované za ekologické. Ale v prípade nehôd v jadrových elektrárňach, potenciálne nebezpečenstvo radiačné znečistenie životného prostredia. Okrem toho zostáva významným problémom likvidácia rádioaktívneho odpadu a demontáž jadrových elektrární, ktoré doslúžili.
Alternatívna energia je súbor perspektívnych spôsobov výroby energie, ktoré nie sú také rozšírené ako tradičné, ale sú zaujímavé z dôvodu rentability ich využitia s nízkym rizikom poškodenia ekológie územia. Alternatívny zdroj energie – metóda, zariadenie alebo štruktúra, ktorá umožňuje prijímať elektrickú energiu (alebo iný požadovaný druh energie) a nahrádza tradičné zdroje energie, ktoré fungujú na báze ropy, zemného plynu a uhlia. Zmyslom hľadania alternatívnych zdrojov energie je potreba jej získavania z obnoviteľnej alebo prakticky nevyčerpateľnej energie. prírodné zdroje a javov.
Prílivové elektrárne
S využitím energie prílivu a odlivu sa začalo v 11. storočí, keď sa na brehoch Bieleho a Severného mora objavili mlyny a píly. Dvakrát denne potom hladina oceánu stúpa pod vplyvom gravitačných síl Mesiaca a Slnka, ktoré k sebe priťahujú masy vody. Smerom od pobrežia kolísanie hladiny nepresahuje 1 m, ale v blízkosti pobrežia môže dosiahnuť 13-18 metrov. Pre zariadenie najjednoduchšej prílivovej elektrárne (PES) je potrebný bazén - záliv blokovaný priehradou alebo ústím rieky. V priehrade sú priepusty a sú inštalované hydraulické turbíny, ktoré otáčajú generátor. Považuje sa za ekonomicky uskutočniteľné postaviť prílivové elektrárne v oblastiach s kolísaním morskej hladiny o minimálne 4 metre. V dvojčinných prílivových elektrárňach sú turbíny poháňané pohybom vody z mora do bazéna a späť. Obojsmerné prílivové elektrárne sú schopné vyrábať elektrinu nepretržite 4-5 hodín s prestávkami 1-2 hodiny štyrikrát denne. Na zvýšenie prevádzkovej doby turbín je ich viac komplexné schémy- s dvoma, tromi a viacerými bazénmi, ale náklady na takéto projekty sú veľmi vysoké. Nevýhodou prílivových elektrární je, že sú postavené iba na brehoch morí a oceánov, okrem toho nevyvíjajú príliš vysoký výkon a príliv a odliv sa vyskytuje iba dvakrát denne. A ani tie nie sú šetrné k životnému prostrediu. Narúšajú normálnu výmenu slanej a sladkej vody a tým aj životné podmienky morskej flóry a fauny. Ovplyvňujú aj klímu, keďže menia energetický potenciál morských vôd, ich rýchlosť a územie pohybu.
veterné farmy
Veterná energia je nepriama forma slnečnej energie, ktorá je výsledkom rozdielu teplôt a tlaku v zemskej atmosfére. Asi 2% slnečnej energie, ktorá sa dostane na Zem, sa premení na veternú energiu. Vietor je obnoviteľný zdroj energie. Jeho energia sa dá využiť takmer vo všetkých oblastiach Zeme. Získavanie elektriny z veterných elektrární je mimoriadne atraktívna, no zároveň technicky náročná úloha. Problém spočíva vo veľmi veľkom rozptyle veternej energie a v jej nestálosti. Princíp činnosti veterných elektrární je jednoduchý: vietor otáča lopatky inštalácie a uvádza do pohybu hriadeľ generátora. Generátor generuje elektrickú energiu, a tak sa premieňa na veternú energiu elektriny. Výroba veterných elektrární je veľmi lacná, no ich kapacita je malá a ich prevádzka závisí od počasia. Navyše sú veľmi hlučné, takže veľké inštalácie musia byť dokonca na noc vypínané. Okrem toho veterné elektrárne rušia leteckú dopravu a dokonca aj rádiové vlny. Využívanie veterných elektrární spôsobuje lokálne oslabenie sily prúdenia vzduchu, čo narúša vetranie priemyselných priestorov a ovplyvňuje dokonca aj klímu. Napokon, na využitie veterných elektrární sú potrebné obrovské plochy, oveľa viac ako v prípade iných typov generátorov energie. Napriek tomu by izolované veterné parky s tepelnými motormi ako rezervou a veterné parky, ktoré fungujú súbežne s teplárňami a vodnými elektrárňami, mali zaujať popredné miesto v zásobovaní energiou tých oblastí, kde rýchlosť vetra presahuje 5 m/s.
geotermálnych elektrární
Geotermálna energia je energia vnútra Zeme. Výbuchy sopiek sú jasným dôkazom obrovského tepla vo vnútri planéty. Vedci odhadujú teplotu zemského jadra na tisíce stupňov Celzia. Geotermálne teplo je teplo obsiahnuté v podzemnej horúcej vode a vodnej pare a teplo vyhrievaných suchých hornín. Geotermálne tepelné elektrárne (GeoTPP) premieňajú vnútorné teplo Zeme (energiu zdrojov horúcej pary a vody) na elektrickú energiu. Zdrojom geotermálnej energie môžu byť podzemné bazény prírodných nosičov tepla – horúcej vody alebo pary. V podstate ide o „podzemné kotly“ priamo pripravené na použitie, z ktorých sa dá pomocou bežných vrtov odsávať voda alebo para. Takto získaná prírodná para sa po predbežnom čistení od plynov, ktoré spôsobujú deštrukciu potrubí, posiela do turbín napojených na elektrické generátory. Využitie geotermálnej energie si nevyžaduje vysoké náklady, pretože. v tomto prípade hovoríme o už „pripravených na použitie“, zdrojoch energie vytvorených samotnou prírodou. Medzi nevýhody GeoTPP patrí možnosť lokálneho poklesu pôd a prebúdzanie seizmickej aktivity. A plyny vychádzajúce zo zeme vytvárajú v okolí veľa hluku a navyše môžu obsahovať toxické látky. Navyše nie všade je možné vybudovať GeoTPP, pretože na jeho výstavbu sú potrebné geologické podmienky.
Solárne elektrárne
Slnečná energia je najveľkolepejším, najlacnejším, ale možno aj človekom najmenej využívaným zdrojom energie. Premena slnečnej energie na elektrickú energiu sa uskutočňuje pomocou solárnych elektrární. Existujú termodynamické solárne elektrárne, v ktorých sa slnečná energia najskôr premieňa na teplo a potom na elektrinu; a fotovoltaické elektrárne, ktoré priamo premieňajú slnečnú energiu na elektrickú energiu. Fotovoltaické stanice poskytujú nepretržité napájanie riečnym bójam, signálnym svetlám, núdzovým komunikačným systémom, majákom a mnohým ďalším objektom umiestneným na ťažko dostupných miestach. So zdokonaľovaním solárnych batérií sa budú využívať v obytných budovách na autonómne napájanie (kúrenie, zásobovanie teplou vodou, osvetlenie a napájanie domácich spotrebičov). Solárne elektrárne majú oproti iným typom elektrární významnú výhodu: absenciu škodlivých emisií a čistotu životného prostredia, bezhlučnú prevádzku a zachovanie neporušeného zemského vnútra.
Prenos elektriny na diaľku
Elektrina sa vyrába v blízkosti zdrojov paliva alebo vodných zdrojov, pričom jej odberatelia sa nachádzajú všade. Preto je potrebné prenášať elektrickú energiu na veľké vzdialenosti. Zvážte schematický diagram prenosu elektriny z generátora k spotrebiteľovi. Generátory striedavého prúdu v elektrárňach zvyčajne produkujú napätie nepresahujúce 20 kV, pretože pri vyšších napätiach sa výrazne zvyšuje možnosť elektrického rozpadu izolácie vo vinutí a v iných častiach generátora. Na udržanie prenášaného výkonu by malo byť napätie vo vedení na prenos energie maximálne, preto sa vo veľkých elektrárňach inštalujú stupňovité transformátory. Napätie v elektrickom vedení je však obmedzené: ak je napätie príliš vysoké, medzi drôtmi dochádza k výbojom, čo vedie k stratám energie. Na používanie elektriny na priemyselné podniky je potrebné výrazné zníženie napätia, ktoré sa vykonáva pomocou znižovacích transformátorov. Ďalšie zníženie napätia na hodnotu cca 4 kV je potrebné pre distribúciu energie cez miestne siete, t.j. po drôtoch, ktoré vidíme na okrajoch našich miest. Menej výkonné transformátory znižujú napätie na 220 V (napätie používané väčšinou individuálnych spotrebiteľov).

Efektívne využitie elektrickej energie
Elektrina zaujíma významné miesto vo výdavkovej položke každej rodiny. Jeho efektívne využitie výrazne zníži náklady. V našich bytoch sú čoraz častejšie „registrované“ počítače, umývačky riadu, kuchynské roboty. Preto sú náklady na elektrinu veľmi významné. Zvýšená spotreba energie vedie k dodatočnej spotrebe neobnoviteľných prírodných zdrojov: uhlia, ropy, plynu. Pri spaľovaní paliva sa do atmosféry uvoľňuje oxid uhličitý, čo vedie k škodlivej zmene klímy. Úspora elektrickej energie umožňuje znížiť spotrebu prírodných zdrojov, a tým znížiť emisie škodlivých látok do atmosféry.

Štyri kroky úspory energie


  • Nezabudnite vypnúť svetlá.

  • Používajte úsporné žiarovky a domáce prístroje trieda A.

  • Okná a dvere je dobré zatepliť.

  • Nainštalujte regulátory dodávky tepla (špirály s ventilom).

Energetický priemysel Chuvashia je jedným z najrozvinutejších odvetví republiky, od ktorého práce priamo závisí sociálny, ekonomický a politický blahobyt. Energia je základom fungovania ekonomiky a životaschopnosti republiky. Práca energetického komplexu Chuvashia je tak pevne spojená s každodenný život každý podnik, inštitúcia, firma, dom, každý byt a v dôsledku toho každý obyvateľ našej republiky.


Na samom začiatku 20. storočia, keď elektroenergetika ešte len robila prvé praktické kroky.

Pred rokom 1917 Na území moderného Chuvashia nebola ani jedna elektrická elektráreň pre verejné použitie. Roľnícke domy boli osvetlené fakľou.

V priemysle bolo len 16 ťahúňov. V Alatyrskom okrese sa elektrina vyrábala a využívala na píle a mlynoch. V liehovare pri Marposade bola malá elektráreň. Obchodníci Talantsevs mali vlastnú elektráreň v ropnom mlyne v Yadrine. V Cheboksary mal obchodník Efremov malú elektráreň. Obsluhovala pílu a jej dva domy.

V domoch aj na uliciach miest Čuvashie nebolo takmer žiadne svetlo.

Rozvoj energetiky v Čuvašsku začína po roku 1917. Od roku 1918 začína sa výstavba verejných elektrární, prebieha veľa práce na vytvorení elektroenergetiky v meste Alatyr. Prvú elektráreň sa vtedy rozhodlo postaviť v bývalom závode Popov.

V Čeboksaroch sa problematikou elektronizácie zaoberal odbor komunálnych služieb. Svojím úsilím v roku 1918. obnovila prevádzku elektráreň na píle, ktorú vlastnil obchodník Efremov. Elektrina bola dodávaná dvoma vedeniami do štátne inštitúcie a pouličného osvetlenia.

Vzdelávanie Čuvash autonómnej oblasti(24. 6. 1920) vytvoril priaznivé podmienky pre rozvoj energetiky. Bolo to v roku 1920. v súvislosti s akútnou potrebou vybavil regionálny odbor verejnoprospešných služieb prvú malú elektráreň v Čeboksaroch s výkonom 12 kW.

Elektráreň Mariinsko-Posad bola vybavená v roku 1919. Elektráreň v meste Marposad začala dodávať elektrinu. Elektráreň Tsivilskaya bola postavená v roku 1919, ale kvôli nedostatku elektrického vedenia sa dodávka elektriny začala vyrábať až od roku 1923.

Prvé základy energetického priemyslu v Čuvaši boli teda položené počas rokov intervencie a občianska vojna. Vznikli prvé malé mestské elektrárne pre verejné využitie s celkovým výkonom cca 20 kW.

Pred revolúciou v roku 1917 nebola na území Čuvashia ani jedna elektrická stanica pre verejnosť, v domoch kraľovala pochodeň. S fakľou či petrolejkou pracovali aj v malých dielňach. Tu používali remeselníci mechanicky poháňané zariadenia. V solídnejších podnikoch, kde sa spracovávali poľnohospodárske a lesné produkty, vyváral papier, mútil maslo a mlela múka,

bolo 16 motorov s nízkym výkonom.

Za boľševikov sa mesto Alatyr stalo priekopníkom v energetickom sektore Čuvašska. V tomto malom meste sa vďaka úsiliu miestnej hospodárskej rady objavila prvá verejná elektráreň.


V Cheboksary sa všetka elektrifikácia v roku 1918 zredukovala na skutočnosť, že elektráreň bola obnovená na píle skonfiškovanej obchodníkovi Efremovovi, ktorá sa stala známou ako „Imeni 25. októbra“. Jeho elektrina však stačila len na osvetlenie niektorých ulíc a štátnych inštitúcií (podľa štatistík v roku 1920 svietilo pre predstaviteľov mesta asi 100 žiaroviek s kapacitou 20 sviečok).

V roku 1924 boli postavené ďalšie tri malé elektrárne a 1. októbra 1924 bola vytvorená Čuvašská asociácia komunálnych elektrární, CHOKES, aby spravovala rozširujúcu sa energetickú základňu. V roku 1925 Štátny plánovací výbor republiky prijal plán elektrifikácie, ktorý za 5 rokov predpokladal výstavbu 8 nových elektrární - 5 mestských (v Cheboksary, Kanash, Marposad, Tsivilsk a Yadrin) a 3 vidieckych (v Ibresy, Vurnary a Urmary). Realizácia tohto projektu umožnila elektrifikovať 100 dedín - najmä v okresoch Cheboksary a Tsivilsky a pozdĺž diaľnice Cheboksary-Kanash, 700 roľníckych domácností a niektoré remeselné dielne.
V priebehu rokov 1929-1932 sa kapacita mestských a priemyselných elektrární republiky zvýšila takmer 10-krát; výroba elektriny týmito elektrárňami sa zvýšila takmer 30-krát.

Počas Veľkej vlasteneckej vojny boli prijaté veľké opatrenia na posilnenie a rozvoj energetickej základne priemyslu republiky. K nárastu kapacít došlo najmä v dôsledku rastu kapacít okresných, obecných a vidieckych elektrární. Energetickí inžinieri Chuvashia obstáli v skúške so cťou a splnili si svoju vlasteneckú povinnosť. Pochopili, že vyrobená elektrina bola potrebná predovšetkým pre podniky, ktoré plnili objednávky spredu.


V rokoch povojnovej päťročnice v Čuvašskej ASSR bolo vybudovaných a uvedených do prevádzky 102 vidieckych elektrární vr. 69 HPP a 33 TPP. Zásobovanie elektrickou energiou poľnohospodárstvo sa od roku 1945 strojnásobil.
V roku 1953 sa v Alatyr na príkaz podpísaný Stalinom začala výstavba Alatyr TPP. Prvý turbogenerátor s výkonom 4 MW bol uvedený do prevádzky v roku 1957, druhý - v roku 1959. Podľa predpovedí mal výkon TPP do roku 1985 stačiť mestu aj regiónu a zásobovať elektrinou Turgenev Svetozavod v Mordovii.

Bibliografický zoznam


  1. Učebnica S.V. Gromova "Fyzika, ročník 10". Moskva: Osvietenie.

  2. Encyklopedický slovník mladého fyzika. Zlúčenina. V.A. Čujanov, Moskva: Pedagogika.

  3. Allion L., Wilcons W.. Fyzika. Moskva: Nauka.

  4. Koltun M. Svet fyziky. Moskva.

  5. Zdroje energie. Fakty, problémy, riešenia. Moskva: Veda a technika.

  6. Netradičné zdroje energie. Moskva: Vedomosti.

  7. Yudasin L.S. Energy: problémy a nádeje. Moskva: Osvietenie.

  8. Podgornyj A.N. Energia vodíka. Moskva: Nauka.

Aplikácia

Elektráreň

Primárny zdroj energie

Schéma konverzie

energie

Výhody

Nedostatky




GeoTPP



.
List sebakontroly

Dokončite vetu:

Napájací systém je


  1. Elektrický systém elektrárne

  2. Elektrický systém jedného mesta

  3. Elektrický systém regiónov krajiny, prepojený vysokonapäťovými elektrickými vedeniami
Energetický systém - Elektrický systém regiónov krajiny, prepojený vysokonapäťovými elektrickými vedeniami

Aký je zdroj energie vo vodnej elektrárni?


  1. Ropa, uhlie, plyn

  2. Veterná energia

  3. vodnej energie

Aké zdroje energie – obnoviteľné alebo neobnoviteľné – sa využívajú v Čuvašskej republike?

neobnoviteľné

Nájdite v časová postupnosť zdroje energie, ktoré sa ľudstvu sprístupnili od najskoršieho:

A. Elektrická trakcia;

B. Atómová energia;

B. Svalová energia domácich zvierat;

D. Energia pary.



Vymenuj známe zdroje energie, ktorých využívanie zníži dopady elektroenergetiky na životné prostredie.

PES
GeoTPP

Skontrolujte sa pomocou odpovedí na obrazovke a ohodnoťte:

5 správnych odpovedí - 5

4 správne odpovede - 4

3 správne odpovede - 3

Video lekcia 2: Úlohy pre striedavý prúd

Prednáška: Striedavý prúd. Výroba, prenos a spotreba elektrickej energie

Striedavý prúd

Striedavý prúd- sú to kmity, ktoré sa môžu vyskytnúť v obvode v dôsledku pripojenia k zdroju striedavého napätia.

Je to striedavý prúd, ktorý nás všetkých obklopuje – je prítomný vo všetkých obvodoch v bytoch, je to striedavý prúd, ktorý sa prenáša cez drôty. Takmer všetky elektrospotrebiče však bežia na stálu elektrinu. To je dôvod, prečo na výstupe zo zásuvky je prúd usmernený a vo forme konštanty ide do domácich spotrebičov.


Je to striedavý prúd, ktorý je najjednoduchšie prijímať a vysielať na akúkoľvek vzdialenosť.


Pri štúdiu striedavého prúdu použijeme obvod, do ktorého zapojíme rezistor, cievku a kondenzátor. V tomto obvode sa určuje napätie v práve:

Ako vieme, sínus môže byť negatívny a pozitívny. Preto môže mať hodnota napätia iný smer. Pri kladnom smere toku prúdu (proti smeru hodinových ručičiek) je napätie väčšie ako nula, pri zápornom smere je menšie ako nula.


Rezistor v obvode


Zoberme si teda prípad, keď je k obvodu striedavého prúdu pripojený iba odpor. Odpor rezistora sa nazýva aktívny. Budeme uvažovať o prúde, ktorý prúdi v obvode proti smeru hodinových ručičiek. V tomto prípade bude prúd aj napätie kladné.


Na určenie sily prúdu v obvode použite nasledujúci vzorec z Ohmovho zákona:


V týchto vzorcoch ja 0 a U 0 - maximálne hodnoty prúdu a napätia. Z toho možno usudzovať, že maximálna hodnota prúd sa rovná pomeru maximálneho napätia k aktívnemu odporu:

Tieto dve veličiny sa menia v rovnakej fáze, takže grafy veličín majú rovnaký tvar, ale rôzne amplitúdy.


Kondenzátor v obvode


Pamätajte! Je nemožné získať jednosmerný prúd v obvode, kde je kondenzátor. Je to miesto na prerušenie toku prúdu a zmenu jeho amplitúdy. V tomto prípade striedavý prúd dokonale preteká takýmto obvodom a mení polaritu kondenzátora.


Pri zvažovaní takéhoto obvodu budeme predpokladať, že obsahuje iba kondenzátor. Prúd tečie proti smeru hodinových ručičiek, to znamená, že je kladný.


Ako už vieme, napätie na kondenzátore súvisí s jeho schopnosťou ukladať náboj, teda s jeho veľkosťou a kapacitou.

Pretože prúd je prvou deriváciou náboja, je možné určiť, podľa akého vzorca ho možno vypočítať nájdením derivácie z posledného vzorca:

Ako vidíte, v tomto prípade je sila prúdu opísaná kosínusovým zákonom, zatiaľ čo hodnota napätia a náboja môže byť opísaná sínusovým zákonom. To znamená, že funkcie sú v opačnej fáze a majú podobný vzhľad na grafe.


Všetci vieme, že funkcie kosínus a sínus toho istého argumentu sa od seba líšia o 90 stupňov, takže môžeme získať nasledujúce výrazy:

Odtiaľ možno maximálnu hodnotu sily prúdu určiť podľa vzorca:

Hodnota v menovateli je odpor naprieč kondenzátorom. Tento odpor sa nazýva kapacitný. Je umiestnený a označený nasledovne:


S nárastom kapacity klesá hodnota amplitúdy prúdu.


Upozorňujeme, že v tomto obvode je použitie Ohmovho zákona vhodné iba vtedy, keď je potrebné určiť maximálnu hodnotu prúdu, podľa tohto zákona nie je možné určiť prúd kedykoľvek kvôli fázovému rozdielu medzi napätím a sila prúdu.


Cievka v reťazci


Uvažujme obvod, v ktorom je cievka. Predstavte si, že nemá aktívny odpor. V tomto prípade by sa zdalo, že nič by nemalo brániť pohybu prúdu. Avšak nie je. Ide o to, že pri prechode prúdu cievkou začne vznikať vírové pole, ktoré bráni prechodu prúdu v dôsledku tvorby samoindukčného prúdu.


Aktuálna sila má nasledujúcu hodnotu:

Opäť môžete vidieť, že prúd sa mení podľa kosínusového zákona, takže fázový posun platí pre tento obvod, čo je možné vidieť aj na grafe:


Preto maximálna hodnota prúdu:

V menovateli vidíme vzorec, ktorým sa určuje indukčná reaktancia obvodu.

Čím väčšia je indukčná reaktancia, tým menej dôležitá je amplitúda prúdu.


Cievka, odpor a kondenzátor v obvode.


Ak sú v obvode súčasne prítomné všetky typy odporu, potom je možné hodnotu prúdu určiť nasledovne, konverziou Ohmov zákon:

Menovateľ sa nazýva impedancia. Pozostáva zo súčtu štvorcov aktívnej (R) a reaktancie, pozostávajúcej z kapacitnej a indukčnej. Celkový odpor sa nazýva "Impedancia".


Elektrina


Moderný život si nemožno predstaviť bez použitia elektrických spotrebičov, ktoré pracujú na energii generovanej elektrickým prúdom. Všetok technologický pokrok je založený na elektrine.


Získavanie energie z elektrického prúdu má obrovské množstvo výhod:


1. Výroba elektriny je pomerne jednoduchá, keďže na celom svete existujú miliardy elektrární, generátorov a iných zariadení na výrobu elektriny.


2. Elektrina sa môže prenášať na veľké vzdialenosti krátka doba a bez výrazných strát.


3. Je možné premieňať elektrickú energiu na mechanickú, svetelnú, vnútornú a inú formu.

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Dobrá práca na stránku">

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Uverejnené dňa http://www.allbest.ru/

vo fyzike

na tému: "Výroba, prenos a spotreba elektrickej energie"

Vykonané:

Žiak 11A

Chodakov Julia

učiteľ:

Dubinina Marina Nikolaevna

1. Výroba energie

Elektrická energia sa vyrába v elektrárňach, často pomocou elektromechanických indukčných generátorov. Existujú 2 hlavné typy elektrární - tepelné elektrárne (TPP) a vodné elektrárne (HPP) - líšia sa charakterom motorov, ktoré otáčajú rotory generátorov.

Zdrojom energie na TPP je palivo: vykurovací olej, ropná bridlica, ropa, uhoľný prach. Rotory elektrických generátorov sú poháňané parnými a plynovými turbínami alebo spaľovacími motormi (ICE).

Ako je známe, účinnosť tepelných motorov sa zvyšuje so zvýšením počiatočnej teploty pracovnej tekutiny. Preto sa para, ktorá vstupuje do turbíny, privedie na asi 550 °C pri tlaku asi 25 MPa. Účinnosť TPP dosahuje 40 %.

V tepelných elektrárňach (CHP) sa väčšina energie z odpadovej pary využíva v priemyselných podnikoch a na domáce potreby. Účinnosť CHP môže dosiahnuť 60-70%.

Vo vodných elektrárňach sa potenciálna energia vody využíva na otáčanie rotorov generátorov. Rotory sú poháňané hydraulickými turbínami.

Výkon stanice závisí od rozdielu hladín vytvorených priehradou (spád) a od množstva vody, ktorá prejde turbínou za 1 sekundu (prietok vody).

Časť elektriny spotrebovanej v Rusku (asi 10 %) sa vyrába v jadrových elektrárňach (JE).

2. Prenos sily

V zásade je tento proces sprevádzaný značnými stratami, ktoré sú spojené s ohrevom vodičov elektrického vedenia prúdom. Podľa Joule-Lenzovho zákona je energia vynaložená na ohrev drôtov úmerná druhej mocnine sily prúdu a odporu vedenia, takže pri dlhom vedení sa prenos elektriny môže stať ekonomicky nerentabilným. Preto je potrebné znížiť silu prúdu, čo pri danom prenášanom výkone vedie k potrebe zvýšiť napätie. Čím dlhšie je elektrické vedenie, tým výhodnejšie je použitie vysokého napätia (na niektorých dosahuje napätie 500 kV). Alternátory produkujú napätie, ktoré nemôže presiahnuť 20 kV (kvôli vlastnostiam použitých izolačných materiálov).

Preto sú v elektrárňach inštalované stupňovité transformátory, ktoré zvyšujú napätie a znižujú prúd o rovnakú hodnotu. Na napájanie spotrebiteľov elektrickej energie požadovaným (nízkym) napätím sú na koncoch elektrického vedenia inštalované transformátory na zníženie napätia. Znižovanie napätia sa zvyčajne vykonáva postupne.

3. Spotreba elektriny

Elektrická energia sa používa takmer všade. Samozrejme, väčšina vyrobenej elektriny pochádza z priemyslu. Okrem toho bude hlavným spotrebiteľom doprava.

Mnohé železničné trate už dávno prešli na elektrickú trakciu. Osvetlenie obydlí, mestských ulíc, priemyselných a domácich potrieb dedín a dedín - to všetko je tiež veľkým spotrebiteľom elektrickej energie.

Obrovská časť prijatej elektriny sa premení na mechanickú energiu. Všetky mechanizmy používané v priemysle sú poháňané elektromotormi. Spotrebiteľov elektriny je dosť a sú všade.

A elektrina sa vyrába len na niekoľkých miestach. Vzniká otázka o prenose elektriny a na veľké vzdialenosti. Pri prenose na veľké vzdialenosti dochádza k veľkým stratám výkonu. Ide predovšetkým o straty spôsobené zahrievaním elektrických vodičov.

Podľa Joule-Lenzovho zákona sa energia vynaložená na vykurovanie vypočíta podľa vzorca:

elektrická energia atómová tepelná

Pretože je takmer nemožné znížiť odpor na prijateľnú úroveň, je potrebné znížiť prúdovú silu. Za týmto účelom zvýšte napätie. Zvyčajne sú na staniciach zosilňovacie generátory a na konci prenosových vedení zostupné transformátory. A už z nich sa energia rozptyľuje k spotrebiteľom.

Potreba elektrickej energie neustále rastie. Existujú dva spôsoby, ako uspokojiť dopyt po zvýšenej spotrebe:

1. Výstavba nových elektrární

2. Použitie pokročilých technológií.

Efektívne využitie elektrickej energie

Prvý spôsob je nákladný. Vysoké číslo stavebné a finančné zdroje. Postaviť jednu elektráreň trvá niekoľko rokov. Okrem toho napríklad tepelné elektrárne spotrebúvajú množstvo neobnoviteľných prírodných zdrojov a poškodzujú prírodné prostredie.

Použitie pokročilých technológií je veľmi pravdivým riešením tohto problému. Okrem toho je potrebné zabrániť plytvaniu energiou a obmedziť neefektívne využívanie na minimum.

Hostené na Allbest.ru

...

Podobné dokumenty

    Vlastnosti tepelných a jadrových elektrární, vodných elektrární. Prenos a redistribúcia elektrickej energie, jej využitie v priemysle, každodennom živote, doprave. Realizácia zvyšovania a znižovania napätia pomocou transformátorov.

    prezentácia, pridané 12.01.2015

    História zrodu energie. Typy elektrární a ich charakteristiky: tepelné a vodné. Alternatívne zdroje energie. Prenos elektriny a transformátory. Vlastnosti využitia elektrickej energie vo výrobe, vede a každodennom živote.

    prezentácia, pridané 18.01.2011

    Priemyselná a alternatívna energia. Výhody a nevýhody vodných, tepelných a jadrových elektrární. Získavanie energie bez použitia tradičných fosílnych palív. Efektívne využitie energie, úspora energie.

    prezentácia, pridané 15.05.2016

    Výroba elektrickej energie. Hlavné typy elektrární. Vplyv tepelných a jadrových elektrární na životné prostredie. Výstavba moderných vodných elektrární. Výhody prílivových staníc. Percento typov elektrární.

    prezentácia, pridané 23.03.2015

    Opis procesov získavania elektriny v tepelných kondenzačných elektrárňach, plynových turbínach a zariadeniach na kombinovanú výrobu tepla a elektriny. Štúdia zariadenia hydraulických a akumulačných elektrární. Geotermálna a veterná energia.

    abstrakt, pridaný 25.10.2013

    Úloha elektriny v výrobné procesy v súčasnej fáze spôsob jeho výroby. Všeobecná schéma energetický priemysel. Vlastnosti hlavných typov elektrární: jadrové, tepelné, vodné a veterné generátory. Výhody elektrickej energie.

    prezentácia, pridané 22.12.2011

    Výroba elektriny ako jej výroba premenou z iných druhov energie, pomocou špeciálnych technických zariadení. Vlastnosti techniky a účinnosti priemyselnej a alternatívnej energie. Typy elektrární.

    prezentácia, pridaná 11.11.2013

    Výroba elektrickej a tepelnej energie. Hydraulické elektrárne. Využívanie alternatívnych zdrojov energie. Rozdelenie elektrických záťaží medzi elektrárne. Prenos a spotreba elektrickej a tepelnej energie.

    návod, pridané 19.04.2012

    Základy šetrenia energie, energetické zdroje, výroba, transformácia, prenos a využitie rôznych druhov energie. Tradičné spôsoby získavania tepelnej a elektrickej energie. Štruktúra výroby a spotreby elektrickej energie.

    abstrakt, pridaný 16.09.2010

    Svetoví lídri vo výrobe jadrovej energie. Klasifikácia jadrových elektrární. Princíp ich konania. Typy a chemické zloženie jadrové palivo a podstata získavania energie z neho. Mechanizmus úniku reťazová reakcia. Nájdenie uránu v prírode.

Prenos elektriny je proces, ktorý spočíva v dodávke elektriny spotrebiteľom. Elektrinu vyrábajú na vzdialených výrobných zdrojoch (elektrárňach) obrovské generátory využívajúce uhlie, zemný plyn, vodu, jadrové štiepenie alebo vietor.

Prúd sa prenáša cez transformátory, ktoré zvyšujú jeho napätie. Práve vysoké napätie je ekonomicky výhodné pri prenose energie na veľké vzdialenosti. Po celej krajine sa tiahnu vedenia vysokého napätia. Prostredníctvom nich sa elektrický prúd dostáva do rozvodní pri veľkých mestách, kde sa jeho napätie znižuje a posiela do malých (distribučných) elektrických vedení. Elektrický prúd prechádza rozvodmi v každom obvode mesta a vstupuje do transformátorových boxov. Transformátory znižujú napätie na určitú štandardnú hodnotu, ktorá je bezpečná a potrebná pre prevádzku domácich spotrebičov. Prúd vstupuje do domu cez drôty a prechádza cez merač, ktorý ukazuje množstvo spotrebovanej energie.

Transformátor je statické zariadenie, ktoré premieňa striedavý prúd jedného napätia na striedavý prúd iného napätia bez zmeny jeho frekvencie. Môže to fungovať iba na AC.

Hlavné konštrukčné časti transformátora

Zariadenie sa skladá z troch hlavných častí:

  1. primárne vinutie transformátora. Počet závitov N 1.
  2. Jadro uzavretej formy z magneticky mäkkého materiálu (napríklad oceľ).
  3. sekundárne vinutie. Počet závitov N 2 .

Na obrázkoch je transformátor znázornený takto:

Princíp činnosti

Činnosť výkonového transformátora je založená na Faradayovom zákone elektromagnetickej indukcie.

Medzi dvoma samostatnými vinutiami (primárne a sekundárne), ktoré sú spojené spoločným magnetickým tokom, vzniká vzájomná indukcia. Vzájomná indukcia je proces, pri ktorom primárne vinutie indukuje napätie v sekundárnom vinutí umiestnenom v jeho bezprostrednej blízkosti.

Primárne vinutie prijíma striedavý prúd, ktorý po pripojení k zdroju energie vytvára magnetický tok. magnetický tok prechádza jadrom a keďže sa časom mení, vybudí indukčné EMF v sekundárnom vinutí. Napätie na druhom vinutí môže byť nižšie ako na prvom, potom sa transformátor nazýva zostupný. Zvyšovací transformátor má vyššie napätie na sekundárnom vinutí. Aktuálna frekvencia zostáva nezmenená. Efektívne znižovanie alebo zvyšovanie napätia nemôže zvýšiť elektrický výkon, takže prúdový výstup transformátora sa úmerne zvyšuje alebo znižuje.

Pre hodnoty amplitúdy napätia na vinutiach možno napísať nasledujúci výraz:

k - transformačný pomer.

Pre zvyšovací transformátor k>1 a pre znižovací transformátor - k<1.

Počas prevádzky skutočného zariadenia vždy dochádza k energetickým stratám:

  • vinutia sú zahrievané.
  • práca sa vynakladá na magnetizáciu jadra;
  • V jadre vznikajú Foucaultove prúdy (majú tepelný účinok na masívne jadro).

Na zníženie strát pri zahrievaní sú jadrá transformátorov vyrobené nie z jedného kusu kovu, ale z tenkých dosiek, medzi ktorými je umiestnené dielektrikum.