Производство, передача и использование электрической энергии Вопрос

  • Какими преимуществами обладает переменный ток перед постоянным?
Генератор
  • Генератор - устройства, преобразующие энергию того или иного вида в электрическую энергию.
Виды энергии Генератор переменного тока
  • Генератор состоит из
  • постоянного магнита, создающего магнитное поле, и обмотки, в которой индуцируется переменная ЭДС
  • Преобладающую роль в наше время играют электромеханические индукционные генераторы переменного тока. Там механическая энергия превращается в электрическую.
Трансформаторы
  • ТРАНСФОРМАТОР– аппарат, преобразующий переменный ток, при котором напряжение увеличивается или уменьшается в несколько раз практически без потери мощности.
  • В простейшем случае трансформатор состоит из замкнутого стального сердечника, на который надеты две катушки с проволочными обмотками. Та из обмоток, которая подключается к источнику переменного напряжения, называется первичной, а та, к которой присоединяют «нагрузку», т. е. приборы, потребляющие электроэнергию, называется вторичной.
Трансформатор
  • Первичная Вторичная
  • обмотка обмотка
  • Подключается
  • к источнику
  • ~ напряжения к «нагрузке»
  • замкнутый стальной сердечник
  • Принцип действия трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции.
Характеристика трансформатора
  • Коэффициент трансформации
  • U1/U2 =N1/N2=K
  • K>1трансформатор понижающий
  • K<1трансформатор повышающий
Производство электрической энергии
  • Производится электроэнергия на больших и малых электрических станциях в основном с помощью электромеханических индукционных генераторов. Существует несколько типов электростанций: тепловые, гидроэлектрические и атомные электростанции.
  • Тепловые электростанции
Использование электроэнергии
  • Главным потребителем электроэнергии является промышленность, на долю которой приходится около 70% производимой электроэнергии. Крупным потребителем является также транспорт. Все большее количество железнодорожных линий переводиться на электрическую тягу. Почти все деревни и села получают электроэнергию от государственных электростанций для производственных и бытовых нужд. Около трети электроэнергии, потребляемой промышленностью, используются для технологических целей (электросварка, электрический нагрев и плавление металлов, электролиз и т. п.).
Передача электроэнергии
  • Трансформаторы изменяют напряжение
  • в нескольких точках линии.
Эффективное использование электроэнергии
  • Потребность в электроэнергии постоянно увеличивается. Удовлетворить эту потребность можно двумя способами.
  • Самый естественный и единственный на первый взгляд способ – строительство новых мощных электростанций. Но ТЭС потребляют не возобновляемые природные ресурсы, а также наносят большой ущерб экологическому равновесию на нашей планете.
  • Передовые технологии позволяют удовлетворить потребности в электроэнергии другим способом. Приоритет должен быть отдан увеличению эффективности использования электроэнергии, а не росту мощности электростанций.
Задачи
  • № 966, 967
Ответ
  • 1) напряжение и силу тока можно в очень широких пределах преобразовывать (трансформировать) почти без потерь энергии;
  • 2)переменный ток легко преобразуется в постоянный
  • 3)генератор переменного тока намного проще и дешевле.
Домашнее задание
  • §§38-41 упр 5 (с 123)
  • ПОДУМАЙ:
  • ПОЧЕМУ ГУДИТ ТРАНСФОРМАТОР?
  • Подготовить презентацию «Использование трансформаторов»
  • (для желающих)
Список литературы:
  • Физика. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый и профил. уровни /Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев. – М:Просвещение, 2014. – 399 с
  • О.И. Громцева. Физика. ЕГЭ. Полный курс. – М.: Издательство «Экзамен», 2015.-367 с
  • Волков В.А. Универсальные поурочные разработки по физике. 11 класс. – М.: ВАКО, 2014. – 464 с
  • Рымкевич А.П., Рымкевич П.А. Сборник задач по физике для 10-11 классов средней школы. – 13 изд. – М.: Просвещение,2014. – 160 с

Слайд 1

Описание слайда:

Слайд 2

Описание слайда:

Слайд 3

Описание слайда:

Слайд 4

Описание слайда:

Слайд 5

Описание слайда:

Слайд 6

Описание слайда:

Слайд 7

Описание слайда:

Слайд 8

Описание слайда:

Слайд 9

Описание слайда:

Использование электроэнергии в областях науки Наука непосредственно влияет на развитие энергетики и сферу применения электроэнергии. Около 80% прироста ВВП развитых стран достигается за счет технических инноваций, основная часть которых связана с использованием электроэнергии. Все новое в промышленность, сельское хозяйство и быт приходит к нам благодаря новым разработкам в различных отраслях науки. Большая часть научных разработок начинается с теоретических расчетов. Но если в ХIХ веке эти расчеты производились с помощью пера и бумаги, то в век НТР (научно-технической революции) все теоретические расчеты, отбор и анализ научных данных и даже лингвистический разбор литературных произведений делаются с помощью ЭВМ (электронно-вычислительных машин), которые работают на электрической энергии, наиболее удобной для передачи ее на растояние и использования. Но если первоначально ЭВМ использовались для научных расчетов, то теперь из науки компьютеры пришли в жизнь. Электронизация и автоматизация производства - важнейшие последствия "второй промышленной" или "микроэлектронной« революции в экономике развитых стран. Очень бурно развивается наука в области средств связи и коммуникаций.

Слайд 10

Описание слайда:

Слайд 11

Описание слайда:

Слайд 2

Необычные способы получения электроэнергии

Существует много способов получения электроэнергии, среди которых есть достаточно необычные. Продажа специализированных товаров шоколадной фабрики привела к тому, что один британский ученый нашел способ добывать энергию из отходов шоколадного производства. Микробиолог кормила бактерий растворами карамели и нуги, а они расщепляли сахар и производили водород, который посылался в топливный элемент. Выработанной энергии хватало для работы небольшого электровентилятора. Второй необычный способ получать электричество был предложен лондонскими архитекторами. Они решили, что можно использовать в качестве возобновляемого источника электроэнергии вибрации, возникающие при ходьбе пешеходов. В дальнейшем планируется задействовать вибрации от проходящих пешеходов, поездов и грузовиков и преобразовывать их в энергию для освещения улиц. Сейчас архитекторы работают над развитием и внедрением новой технологии, позволяющей собирать вибрации и использовать их энергию с пользой

Слайд 3

Американские изобретатели научились получать энергию от живых деревьев. С помощью металлического прута, воткнутого в дерево и погруженного в грунт, через фильтрующую и повышающую напряжение схему, ученые добывают электроэнергию. Ее вполне хватает, чтобы зарядить батарею. В дальнейшем они собираются накапливать энергию в аккумуляторах, которая будет использоваться по мере необходимости.

Слайд 4

Производство электроэнергии всегда было довольно прибыльным делом. Особенно оригинальными являются идеи по производству электроэнергии необычными способами. Сегодня большинство бизнес центров оснащены вращающимися дверьми. Профессиональные дизайнеры КарменТрудел и ДжениферБроутир, являющиеся сотрудниками американской студии Fluxxlab, создали по-настоящему превосходную разработку. Производство и использование электроэнергии они осуществляют посредством кинетической энергии людей.

Слайд 5

Производство электроэнергии. Производство и использование электроэнергии

Производство электроэнергии происходит следующим образом. При входе в бизнес центр люди вращают вращающуюся дверь, которая и вырабатывает электроэнергию. Эта идея довольно проста и совершенно не требует капиталовложений. Производство и использование электроэнергии, таким образом, существенно эконом средства руководства предприятий, которые должны были быть потрачены на оплату электроэнергии. Производство электроэнергииможет осуществляться многими способами, главное изучить наиболее приемлемые и применить их на практике. Также можно предлагать свои идеи по выработке электроэнергии другим предприятиям за определенное вознаграждение.

Слайд 6

Необычные источники энергии

Нестандартные источники электроэнергии – крайне актуальный в последнее время вопрос. В современных условиях множество ученых занимается поисками новых источников электроэнергии, некоторые же из них придумывают совсем нестандартные решения. В этой статье мы собрали для вас ряд самых необычных способов получения электроэнергии.

Слайд 7

Отходы шоколадных фабрик

ЛиннМаккаски – микробиолог из британского университета Бирмингема нашла способ для выработки бактериями энергии из шоколадных отходов. Линн “скармливала” бактериям кишечной палочки Escherichiacoli нугу и карамель, а точнее раствор из этих двух ингредиентов, получаемый из отходов шоколадной фабрики. Бактерии эти расщепляли сахар, а также производили водоворот, направляемый в топливный элемент, который и вырабатывал достаточное для небольшого вентилятора количество электроэнергии.

Слайд 8

Сточные воды

Ученые университета Пенсильвании создали своеобразную электростанцию-унитаз, вырабатывающую электричество благодаря разложению органических отходов. Используются для этой установки бактерии, имеющиеся в обычной сточной воде. Эти бактерии потребляют органику и выделяют углекислый газ. Ученые нашли способ вклиниться в процесс перехода электронов между атомами, заставив идти электроны по внешней цепи.

Слайд 9

Энергия звезд

Этот способ создали российские ученые-ядерщики, разработавшие батарею, которая способна трансформировать энергию звезд (в том числе и энергию солнца) в электричество. Презентация этого устройства недавно прошла в Объединенном институте ядерных исследований. Это уникальное устройство не имеет аналогов в мире и может работать круглосуточно. Эта разработка уже показала высокую эффективность в темное и в облачное время суток.

Слайд 10

Воздух

Компания Hitachi представила свою новую разработку, предназначенную для получения электроэнергии из естественно возникающих в воздухе вибраций. И не смотря на то, что технология пока что обеспечивает достаточно низкое напряжение, она является весьма привлекательной благодаря тому, что генераторы предназначены для работы в любых условиях, в отличие от, к примеру, солнечных батарей.

Слайд 11

Проточная вода

Изобретение канадских ученых называется электрокинетической батареей, которая, в действительности, представляет собой достаточно примитивное устройство из пронизанного сотнями тысяч микроскопических каналов стеклянного сосуда. Устройство работает как простая нагревательная батарея, что возможно благодаря феномену электрического поля, создающемуся двухслойной средой. В последнее время количество новых способов получения электроэнергии, устройств, предназначенных для этих целей, становится все больше и больше. Тем не менее, применяются из них в будущем лишь единицы. .

Слайд 12

Производство электроэнергии Производство электроэнергии всегда было довольно прибыльным делом. Особенно оригинальными являются идеи по производству электроэнергии необычными способами.

Слайд 13

Производство электроэнергии. Производство и использование электроэнергии. Производство электроэнергии происходит следующим образом. При входе в бизнес центр люди вращают вращающуюся дверь, которая и вырабатывает электроэнергию. Эта идея довольно проста и совершенно не требует капиталовложений. Производство электроэнергии, таким образом, существенно эконом средства руководства предприятий, которые должны были быть потрачены на оплату электроэнергии.

Слайд 14

Производство электроэнергии может осуществляться многими способами, главное изучить наиболее приемлемые и применить их на практике. Также можно предлагать свои идеи по выработке электроэнергии другим предприятиям за определенное вознаграждение. Электричество, потребляемое в жилых домах, учреждениях и на заводах, вырабатывается на электростанциях, большинство из них работает на угле или природном газе, используя мазут в качестве резервного топлива. Некоторые электростанции работают на основе ядерной энергии или используют энергию воды, низвергающейся с высоких плотин. В России в 2002 году теплоэлектростанциями выработано 65,6 % электроэнергии, на долю гидроэлектростанций и атомных станций пришлось 18,4 % и 16 % соответственно. В современных электростанциях, работающих на ископаемом топливе, выделяющееся при его сгорании тепло используется для нагрева воды в котле-парогенераторе. Образовавшийся пар по трубам подается на лопасти турбины и заставляет ее вращаться

Слайд 15

Турбина приводит в действие генератор, он и вырабатывает электрический ток. Парогенератор Парогенератор представляет собой высокий котел, во внутрь которого подведены трубы, по которым поступает вода. В электростанциях, работающих на угле, топливо подается в парогенератор ленточными транспортерами. Уголь измельчают в мелкий, как мука, порошок, смешивают с воздухом и вдувают вентиляторами в котел, где он сгорает. Выделяющееся тепло нагревает воду в котле до кипения. Пар сначала улавливается, а затем вновь пропускается через самые горячие участки котла. Так получают перегретый пар. Турбина Перегретый пар по трубам поступает к трем соединенным вместе турбинам. Когда пар проходит первую из них - турбину высокого давления - он снова попадает в парогенератор, где опять нагревается.

Слайд 16

После этого он проходит через две другие турбины, постепенно отдавая им свою энергию. В конце концов пар превращается в воду в конденсаторе - большом резервуаре, охлаждаемом трубами, по которым циркулирует холодная вода из ближайшего водоема. Охлаждающая вода "забирает" оставшееся тепло у пара, который конденсируется и превращается в горячую воду, вода возвращается в парогенератор, после чего цикл повторяется. Генератор Вращающиеся турбины приводят в движение генераторы, основными элементами которых служат две катушки проволоки. Одна, называемая ротором, вращается турбиной. Другая - статор - намотана на железный сердечник и закреплена на полу. Железный сердечник постоянно слегка намагничен, благодаря чему при запуске генератора во вращающейся катушке образуется слабый электрический ток. Часть этого тока поступает в неподвижную катушку, которая превращается в сильный электромагнит. После этого сила тока постепенно возрастает, пока не достигнет предельной мощности. см также энергоресурсы, альтернативная энергетика, машиностроение

Посмотреть все слайды


Использование электроэнергии Главным потребителем электроэнергии является промышленность, на долю которой приходится около 70% производимой электроэнергии. Крупным потребителем является также транспорт. Все большее количество железнодорожных линий переводится на электрическую тягу.






Около трети электроэнергии, потребляемой промышленностью, используется для технологических целей (электросварка, электрический нагрев и плавление металлов, электролиз и т. п.). Современная цивилизация немыслима без широкого использования электроэнергии. Нарушение снабжения электроэнергией большого города при аварии парализует его жизнь.


Передача электроэнергии Потребители электроэнергии имеются повсюду. Производится же она в сравнительно немногих местах, близких к источникам топливо- и гидроресурсов. Электроэнергию не удается консервировать в больших масштабах. Она должна быть потреблена сразу же после получения. Поэтому возникает необходимость в передаче электроэнергии на большие расстояния.


Передача энергии связана с заметными потерями. Дело в том, что электрический ток нагревает провода линий электропередачи. В соответствии с законом Джоуля-Ленца энергия, расходуемая на нагрев проводов линии, определяется формулой где R – сопротивление линии.




Так как мощность тока пропорциональна произведению силы тока на напряжение, то для сохранения передаваемой мощности нужно повысить напряжение в линии передачи. Чем длиннее линия передачи, тем выгоднее использовать более высокое напряжение. Так, в высоковольтной линии передачи Волжская ГЭС – Москва и некоторых других используют напряжение 500 кВ. Между тем генераторы переменного тока строят на напряжения, не превышающие кВ.


Более высокое напряжение потребовало бы принятия сложных специальных мер для изоляции обмоток и других частей генераторов. Поэтому на крупных электростанциях ставят повышающие трансформаторы. Для непосредственного использования электроэнергии в двигателях электропривода станков, в осветительной сети и для других целей напряжение на концах линии нужно понизить. Это достигается с помощью понижающих трансформаторов.





В последнее время, в связи с экологическими проблемами, дефицитом ископаемого топлива и его неравномерным географическим распределением, становится целесообразным вырабатывать электроэнергию используя ветроэнергетические установки, солн ечные батареи, малые газогенераторы





Слайд 1

Слайд 2

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

Слайд 7

Слайд 8

Слайд 9

Слайд 10

Презентацию на тему "Производство и передача электроэнергии" можно скачать абсолютно бесплатно на нашем сайте. Предмет проекта: Физика. Красочные слайды и иллюстрации помогут вам заинтересовать своих одноклассников или аудиторию. Для просмотра содержимого воспользуйтесь плеером, или если вы хотите скачать доклад - нажмите на соответствующий текст под плеером. Презентация содержит 10 слайд(ов).

Слайды презентации

Слайд 1

Слайд 2

Слайд 3

Электрическая энергия обладает неоспоримыми преимуществами перед всеми другими видами энергии. Её можно передавать по проводам на огромные расстояния со сравнительно малыми потерями и удобно распределять между потребителями. Главное же в том, что эту энергию с помощью достаточно простых устройств легко превратить в любые другие виды энергии: механическую, внутреннюю, энергию света и т.д.

Слайд 4

ХХ век стал веком, когда наука вторгается во все сферы жизни общества: экономику, политику, культуру, образование и т.д. Естественно, что наука непосредственно влияет на развитие энергетики и сферу применения электроэнергии. С одной стороны наука способствует расширению сферы применения электрической энергии и тем самым увеличивает ее потребление, но с другой стороны в эпоху, когда неограниченное использование невозобновляемых энергетических ресурсов несет опасность для будущих поколений, актуальными задачами науки становятся задачи разработки энергосберегающих технологий и внедрение их в жизнь.

Слайд 5

Использование электроэнергии.

Удвоение потребления электроэнергии происходит за 10 лет

Слайд 6

Рассмотрим эти вопросы на конкретных примерах. Около 80% прироста ВВП (внутреннего валового продукта) развитых стран достигается за счет технических инноваций, основная часть которых связана с использованием электроэнергии. Большая часть научных разработок начинается с теоретических расчетов. Все новые теоретические разработки после расчетов на ЭВМ проверяются экспериментально. И, как правило, на этом этапе исследования проводятся с помощью физических измерений, химических анализов и т.д. Здесь инструменты научных исследований многообразны - многочисленные измерительные приборы, ускорители, электронные микроскопы, магниторезонансные томографы и т.д. Основная часть этих инструментов экспериментальной науки работают на электрической энергии.

Слайд 7

Но наука не только использует электроэнергию в своей теоретической и экспериментальной областях, научные идеи постоянно возникают в традиционной области физики, связанной с получением и передачей электроэнергии. Ученые, например, пытаются создать электрические генераторы без вращающихся частей. В обычных электродвигателях к ротору приходится подводить постоянный ток, чтобы возникла "магнитная сила". Современное общество невозможно представить без электрификации производственной деятельности. Уже в конце 80-х годов более 1/3 всего потребления энергии в мире осуществлялось в виде электрической энергии. К началу следующего века эта доля может увеличиться до 1/2. Такой рост потребления электроэнергии прежде всего связан с ростом ее потребления в промышленности. Основная часть промышленных предприятий работает на электрической энергии. Высокое потребление электроэнергии характерно для таких энергоемких отраслей, как металлургия, алюминиевая и машиностроительная промышленность. Крупным потребителем является также транспорт. Всё большее количество железнодорожных линий переводится на электрическую тягу. Почти все деревни и села получают электроэнергию от государственных электростанций для производственных и бытовых нужд.

Слайд 8

Передача и распределение электроэнергии

1 % потерь электроэнергии в сутки- 0,5 млн.руб.убытка Для уменьшения тепловых потерь в линиях электропередачи (ЛЭП) можно увеличить сечение проводников S, что экономически невыгодно, либо уменьшить силу тока I. Чтобы передаваемая мощность p = IU осталось неизменной при уменьшении силы тока, необходимо увеличить напряжение U в ЛЭП (U-500 Кв.;750 Кв.; 1150 Кв.;- ЛЭП)