Передача и использование электрической энергии

Трансформаторы широко применяются при передаче элект­рической энергии на большие расстояния, так как при этом возникает необходимость многократного преобразования элект­рического напряжения.

Повышение и понижение напряжения переменного тока легко достигается при помощи трансформаторов, чем и объясня­ется широкое применение в электроснабжении именно перемен­ного тока.

Рассмотрим блок-схему передачи и распределения электро­энергии:

- генератор переменного тока (10—20 кВ)=>

- повышающий трансформатор (500 кВ, 750 кВ, 1150 кВ)=>

- высоковольтные линии электропередачи =>

- понижающие трансформаторы (до 127 В, 220 В, 380 В, 660 В)=>

- потребитель.

Электроэнергия вырабатывается на специальных предприяти­ях, называемых электростанциями.

В зависимости от вида пер­воначально используемого носителя энергии все современные электростанции делятся на:

Тепловые электростанции (ТЭС) работают на угле, нефти, мазуте, газе и других горючих ископаемых, их КПД — 40 %;

Гидроэлектростанции (ГЭС) используют энергию падающей воды, их КПД — 95%;

Атомные электростанции (АЭС) работают на энергии, выде­ляющейся при расщеплении ядер урана и плутония, их КПД — 20 %.

Работа электростанций вследствие их значительной мощно­сти существенным образом влияет на состояние окружающей среды. Это приводит к появлению экологических проблем:

- ТЭС загрязняют атмосферу продуктами сгорания, изменяют природный тепловой баланс из-за рассеяния тепловой энергии;

- ГЭС изменяют климат, нарушают экологическое равновесие, уменьшают площадь пахотных земель;

- АЭС создают опасность радиоактивного загрязнения среды при авариях, порождают проблему захоронения радиоактивных отходов.

Билет №24 Фотоэффект и его законы. Уравнение Эйнштейна. Фотон.

В 1887 г. Генрих Герц впервые обнаружил, что пробой воздушного промежутка между электродами наступает при меньшем напряжении, если промежуток между электродами освещать ультрафиолетовым светом. Он предположил, что под действием падающего излучения из веще­ства вылетают отрицательно заряженные частицы — электроны. Это явление получило название фотоэффекта.

Фотоэффектом (фотоэлектрическим эффектом) называется явление взаимодействия электромагнитного излучения с веще­ством, в результате которого энергия излучения передается электронам вещества.

Если фотоэффект сопровождается вылетом электронов с по­верхности вещества, то его называют внешним фотоэффектом, а вылетающие электроны — фотоэлектронами. Если фотоэффект не сопровождается вылетом электронов с поверхности вещест­ва, то его называют внутренним.

Наблюдения показали, что в цепи возникает электри­ческий ток. Этот ток называется фототоком ( I_ф).

При увеличении напряжения фототок растет до значения I_н, которое называется фототоком насыщения. Дальнейшее увеличение напряжения не приводит к росту фототока. Изменение полярности напряжения приводит к исчезновению фототока при напряжении U₃, которое называ­ется задерживающим напряжением.

Русским учёным Столетовым экспериментально были установлены законы внешнего фотоэффекта.

1. Фототок насыщения (I_ф)—максимальное число фото­электронов, вырываемых из катода за единицу времени,— прямо пропорционален интенсивности падающего излучения (первый закон фотоэффекта).