
- •Содержание
- •Г л а в а 6. Элементы и параметры электрических цепей переменного тока
- •Приложение
- •Введение
- •Электростатическое поле
- •1. Закон кулона
- •2. Напряженность электрического поля
- •3. Диэлектрическая проницаемость
- •Контрольные вопросы
- •Проводники в электрическом поле. Цепи постоянного тока. Токопроводящие материалы.
- •1. Электрический ток
- •2. Напряженность электрического поля, потенциал, напряжение и эдс
- •3. Электрическое сопротивление и проводимость
- •4. Закон ома
- •5. Законы кирхгофа
- •6. Соединение резисторов
- •7. Закон джоуля-ленца. Нагревание проводников.
- •8. Короткое замыкание и перегрузки. Тепловая защита.
- •9. Мощность
- •10. Электрические цепи с несколькими источниками энергии
- •11. Делитель напряжения
- •12. Потери напряжения и мощности в проводах
- •13. Передача электрической энергии по проводам
- •14. Токопроводящие материалы
- •Контрольные вопросы
- •Диэлектрики в электрическом поле. Изоляция электротехнических материалов. Диэлектрические материалы.
- •1. Строение диэлектрика.
- •2. Диэлектрик в электрическом поле. Поляризация диэлектрика
- •3. Электрическая емкость. Конденсаторы.
- •4. Соединение конденсаторов
- •5. Энергия электрического поля конденсатора
- •6. Электрический пробой диэлектрика
- •7. Диэлектрические материалы. Изоляция электротехнических материалов.
- •Контрольные вопросы
- •Магнитное поле. Электромагнетизм и электромагнитная индукция. Магнитные материалы.
- •1. Магнитное поле в неферромагнитной среде. Основные понятия
- •2. Напряженность и индукция магнитного поля
- •3. Магнитный поток.
- •4. Индуктивность.
- •5. Магнитные свойства веществ. Магнитная проницаемость
- •Магнитные свойства ферромагнитных материалов. Намагниченность.
- •7. Циклическое перемагничивание. Гистерезис.
- •8. Ферромагнитные материалы
- •9. Электромагнитные силы
- •10. Электромагнитная индукция
- •11. Вихревые токи
- •12. Эдс самоиндукции и взаимоиндукции
- •Контрольные вопросы
- •Линейные электрические цепи переменного тока
- •Основные определения
- •Сложение синусоидальных величин
- •Среднее значение синусоидальных величин
- •Контрольные вопросы
- •Элементы и параметры электрических цепей переменного тока
- •1. Цепь с активным сопротивлением
- •2. Электрическая цепь с индуктивностью
- •Резонанс напряжений
- •Параллельное соединение r, l, c – элементов
- •Контрольные вопросы
- •Трехфазные электрические цепи
- •Принципы построения трехфазных электрических цепей
- •Соединение звезда. Несимметричная нагрузка. Явление перекоса фаз
- •Нулевой провод
- •Мощность трехфазной системы
- •Контрольные вопросы
- •Нелинейные электрические цепи
- •Характеристики нелинейных электрических цепей и элементов
- •Электрическая цепь с нелинейным индуктивным элементом
- •Трансформаторы
- •Контрольные вопросы
- •Электрические машины переменного тока
- •Вращающееся магнитное поле
- •Устройство асинхронного двигателя
- •Принцип работы асинхронного двигателя
- •Регулирование числа оборотов асинхронного двигателя
- •Однофазные асинхронные двигатели
- •Синхронный генератор. Устройство и принцип работы
- •Синхронный двигатель. Принцип работы
- •Контрольные вопросы
- •Машины постоянного тока
- •Общие сведения
- •Устройство и работа генератора постоянного тока
- •Типы генераторов постоянного тока
- •Генератор с независимым возбуждением
- •Генератор с параллельным возбуждением
- •Генератор с последовательным возбуждением
- •Генератор со смешанным возбуждением
- •Двигатели постоянного тока
- •Контрольные вопросы
- •Переходные процессы в электрических цепях
- •Основные определения
- •2. Зарядка и разрядка конденсатора
- •3. Релаксационные колебания
- •4. Включение и выключение реальной индуктивной катушки при постоянном напряжении источника
- •5. Разрядка конденсатора на индуктивность
- •Контрольные вопросы
- •Современные способы получения электрической энергии. Виды силовых электростанций. Альтернативная электроэнергетика.
- •1. Тепловые электростанции (тэс)
- •Экологические проблемы тэс
- •2. Гидравлические электрические станции (гэс).
- •3. Гидроаккумулирующие электрические станции (гаэс)
- •4. Приливные электрические станции
- •5. Атомные электрические станции (аэс)
- •55Cs140→56Ba140→57La140→58Ge140→стабильное ядро;
- •37Rb94→38Sr94→39y94→40Zr90→ стабильное ядро.
- •Магнитогидродинамическое преобразование энергии (мгд-генераторы).
- •7. Термоэмиссионные генераторы
- •8. Солнечные электростанции
- •9. Электрохимические генераторы
- •10. Термоэлектрические генераторы
- •11. Геотермальные электростанции
- •12. Термоядерная энергетика
- •13. Водородная энергетика
- •14. Понятие о единой энергетической системе.
- •Контрольные вопросы
- •Атомно-молекулярная теория строения вещества
- •Структура и строение атома
- •Линейчатый спектр. Постулаты бора и квантование орбит
- •Корпускулярно - волновой дуализм нанообъектов. Волны де-бройля
- •Туннелирование
- •Классификация наноматериалов
- •8. Трехмерные наноматериалы
- •Размерные эффекты и свойства нанообъектов
- •Химические свойства наноматериалов
- •Тепловые свойства нанообъектов
- •Магнитные свойства нанообъектов
- •Функциональные и конструкционные углеродные наноматериалы.
- •Получение углеродных наноструктур
- •Применение и использование наноматериалов в практической деятельности
- •Контрольные вопросы
- •Приложение
- •Сложение векторов.
- •Метод комплексных чисел
- •Расчет цепей методом узлового напряжения
Экологические проблемы тэс
Оседание почвы. Известно, что нефть и газ залегают в толще Земли в пористых породах и являются "подушкой" для верхних пластов. При выкачивании нефти или природного газа эта подушка нарушантся и земная поверхность может оседать на 10 и более метров.
Сжигание топлива. Состав атмосферы: азот порядка 80%, кислород -20%, аргон, углекислый газ, водород и др. порядка 1%. Содержание углекислого газа 0,03%. Необходимо учитывать также наличие водяных паров.
Атмосфера выполняет функции защиты Земли от чрезмерного нагревания и охлаждения. Причем эта защита осуществляется углекислым газом и парами воды. При сжигании топлива в ТЭС в последнее столетие замечено сильное увеличение углекислого газа в составе атмосферного воздуха (примерно на 15%). А это неотвратимо приведет к "парниковому эффекту", т.е. увеличению средней температуры на земной поверхности. Это вызвано также сокращением площади растительного покрова на Земле. Значительный урон растительности наносят также отравляющие вещества.
Сжигание кислорода.Ежегодно при сжигании на Земле расходуется около 10-15 106 тонн свободного кислорода. Ведь кислород является основным окислителем при реакции горения. Для примера реактивный самолет типа Боинга при перелете Москва - Владивосток сжигает от 30 до 50 тонн свободного кислорода.
Выбросы в атмосферу. При работе типовой ТЭС мощностью 1000Мвт и коэффициенте полезного действия 40% в атмосферу в течении года непрерывной работы выбрасывается:
углекислого газа - 70 000тонн, угарного газа - 100 тонн, твердых частиц - 300 тонн,
а также дымовые газы, в состав которых могут входить соединения серы (соединяясь с водой образуется -серная кислота). азота (образуется азотная кислота), радиоактивные вещества (изотопы радия и др.)
Таблица (данные по США)
Источники загрязнения |
Общее загрязнение атмосферы (%) |
Выбросы серы (%) |
Выбросы азота (%) |
Автомобили |
60 |
5 |
90 |
промышленность |
15 |
30 |
3 |
ТЭС и отопление |
22 |
60 |
5 |
Сжигание мусора |
3 |
5 |
2 |
Тепловое загрязнение водоемов.При работе ТЭС охлажденная вода из онденсаторов сбрасывается в естественные водоемы, в результате происходит "тепловое загрязнение водоемов". При этом нарушаются естественные условия существования живых и растительных организмов.
Проблема золы. Золоотвалы ТЭС мощностью 1000Мвт ежегодно составляют площадь 0,5км2 высотой 2м.
Теплофикационные электроцентрали (ТЭЦ) вырабатывают одновременно и тепловую, и электрическую энергию. Носителем первой служит пар, который ТЭЦ передают по трубам на расстояние 10-15км для использования в быту (отопление, снабжение горячей водой) и для нужд промышленности. В соответствии со своим назначением ТЭЦ строятся вблизи или на окраинах больших городов. Благодаря использованию теплоты пара, отработавшего в паровой турбине, ТЭЦ значительно экономичнее, чем конденсационные станции. Их кпд производства электроэнергии 40-50%, а кпд производства тепловой энергии может достигать 80%.
Тепловые электростанции с газовыми турбинами и двигателями внутреннего сгорания играют сравнительно малую роль в России. Газовые турбины являются новейшими тепловыми двигателями. При мощностях свыше 10Мвт их кпд достигает 35%. Весьма ценно то, что газовую турбину можно пустить в ход в течение нескольких минут, а для пуска мощной паровой турбины на угле требуется несколько часов.