خوخلوفا كريستينا
عرض تقديمي عن موضوع "إنتاج ونقل واستخدام الطاقة الكهربائية"
تحميل:
معاينة:
لاستخدام معاينة العروض التقديمية ، قم بإنشاء حساب Google لنفسك (حساب) وقم بتسجيل الدخول إليه: https://accounts.google.com
تعليق على الشرائح:
عرض إنتاج ونقل واستخدام الطاقة الكهربائية خوخلوفا كريستينا ، الصف 11 ، المدرسة № 64
خطة العرض إنتاج الكهرباء أنواع محطات الطاقة مصادر الطاقة البديلة نقل الكهرباء استخدام الكهرباء
تنقسم عدة أنواع من محطات الطاقة: أنواع محطات توليد الطاقة TPP HPP NPP
محطة الطاقة الحرارية (TPP) ، وهي محطة لتوليد الطاقة الكهربائية نتيجة لتحويل الطاقة الحرارية المنبعثة أثناء احتراق الوقود الأحفوري. في محطات الطاقة الحرارية ، يتم تحويل الطاقة الكيميائية للوقود أولاً إلى طاقة ميكانيكية ثم إلى طاقة كهربائية. يمكن أن يكون الوقود لمحطة الطاقة هذه هو الفحم ، والجفت ، والغاز ، والصخر الزيتي ، وزيت الوقود. الأكثر اقتصادا هي محطات توليد الطاقة التوربينية البخارية الحرارية الكبيرة.تستخدم معظم TPPs في بلدنا غبار الفحم كوقود. لتوليد 1 كيلوواط ساعة من الكهرباء ، يتم استهلاك عدة مئات من الجرامات من الفحم. في غلاية بخار ، يتم تحويل أكثر من 90٪ من الطاقة المنبعثة من الوقود إلى بخار. في التوربين ، يتم نقل الطاقة الحركية لنفاثات البخار إلى الدوار. يتم توصيل عمود التوربين بشكل صارم بعمود المولد. TPP
تنقسم TPPs TPP إلى: التكثيف (IES) وهي مصممة لتوليد الطاقة الكهربائية فقط. كانت IES كبيرة ذات أهمية إقليمية تسمى محطات الطاقة الإقليمية للدولة (GRES). تنتج محطات الطاقة والحرارة المجمعة (CHP) ، بالإضافة إلى الطاقة الحرارية الكهربائية على شكل ماء ساخن وبخار.
المحطة الكهرومائية (HPP) ، وهي عبارة عن مجمع من الهياكل والمعدات يتم من خلالها تحويل طاقة تدفق المياه إلى طاقة كهربائية. تتكون محطة الطاقة الكهرومائية من سلسلة متسلسلة من الهياكل الهيدروليكية التي توفر التركيز الضروري لتدفق المياه وخلق الضغط ، ومعدات الطاقة التي تحول طاقة الماء المتحرك تحت ضغط الماء إلى طاقة ميكانيكية للدوران ، والتي ، في بدوره ، يتم تحويله إلى طاقة كهربائية. يتم إنشاء رأس محطة الطاقة الكهرومائية بتركيز سقوط النهر في المنطقة التي يستخدمها السد ، أو بالاشتقاق ، أو عن طريق السد والاشتقاق معًا. محطة الطاقة الكهرومائية
تنقسم قدرة HPP أيضًا إلى: تعتمد قدرة HPP على الضغط وتدفق المياه المستخدم في التوربينات وكفاءة الوحدة الكهرومائية. لعدد من الأسباب (بسبب ، على سبيل المثال ، التغيرات الموسمية في مستوى المياه في الخزانات ، وتقلب أحمال نظام الطاقة ، وإصلاح الوحدات الكهرومائية أو الهياكل الهيدروليكية ، وما إلى ذلك) ، يتغير ضغط ومعدل تدفق المياه باستمرار ، بالإضافة إلى ذلك ، يتغير معدل التدفق عند تنظيم قوة HPP. ضغط مرتفع (أكثر من 60 مترًا) ضغط متوسط (من 25 إلى 60 مترًا) ضغط منخفض (من 3 إلى 25 مترًا) متوسط (حتى 25 ميجاواط) قوي (أكثر من 25 ميجاواط) صغير (حتى 5 ميجاواط)
مكان خاص بين محطات الطاقة الكهرومائية هو: محطات توليد الطاقة بالضخ (PSPP) تعتمد قدرة PSPP على تجميع الطاقة على حقيقة أنها مجانية في نظام الطاقة لفترة زمنية معينة الطاقة الكهربائيةيتم استخدامه بواسطة محطات طاقة التخزين التي يتم ضخها ، والتي تعمل في وضع المضخة ، وتضخ المياه من الخزان إلى حوض التخزين العلوي. خلال فترات الحمل القصوى ، يتم إرجاع الطاقة المتراكمة إلى نظام الطاقة ، حيث تقوم محطات توليد الطاقة من المد والجزر (TPS) بتحويل طاقة المد البحري إلى طاقة كهربائية. يمكن استخدام الكهرباء من محطات توليد الطاقة الكهرومائية المدية ، بسبب بعض الخصائص المرتبطة بالطبيعة الدورية للمد والجزر ، في أنظمة الطاقة فقط بالتزامن مع طاقة محطات الطاقة المنظمة ، والتي تعوض فجوات الطاقة لمحطات توليد الطاقة المدية أثناء اليوم أو الأشهر.
يتم تحويل الحرارة التي يتم إطلاقها في المفاعل نتيجة تفاعل متسلسل لانشطار نوى بعض العناصر الثقيلة ، كما هو الحال في محطات الطاقة الحرارية التقليدية (TPP) ، إلى كهرباء. على عكس محطات الطاقة الحرارية التي تعمل بالوقود الأحفوري ، تعمل محطات الطاقة النووية على الوقود النووي (بناءً على 233U ، 235U ، 239Pu). لقد ثبت أن موارد الطاقة في العالم من الوقود النووي (اليورانيوم والبلوتونيوم وما إلى ذلك) تتجاوز بشكل كبير موارد الطاقة للاحتياطيات الطبيعية من الوقود العضوي (النفط والفحم والغاز الطبيعي ، إلخ). بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري مراعاة الحجم المتزايد باستمرار لاستهلاك الفحم والنفط للأغراض التكنولوجية للصناعة الكيميائية العالمية ، والتي أصبحت منافسًا خطيرًا لمحطات الطاقة الحرارية. NPP
NPP في أغلب الأحيان في NPPs ، يتم استخدام 4 أنواع من مفاعلات النيوترونات الحرارية: مفاعلات الماء الجرافيت مع مبرد الماء ومعدل الجرافيت ؛ مفاعلات الماء الثقيل مع مبرد الماء والماء الثقيل كمهدئ ؛
يتم تحديد اختيار نوع المفاعل الأكثر استخدامًا بشكل أساسي من خلال الخبرة المتراكمة في ناقل المفاعل ، فضلاً عن توفر المعدات الصناعية والمواد الخام اللازمة ، إلخ. إعادة شحن الوقود النووي ، وأنظمة التهوية الخاصة ، والتبريد في حالات الطوارئ ، وما إلى ذلك. ولحماية أفراد NPP من التعرض للإشعاع ، فإن المفاعل محاط بدرع بيولوجي ، والمواد الرئيسية من أجله هي الخرسانة والمياه ورمل السربنتين. يجب أن تكون معدات دائرة المفاعل مغلقة تمامًا. NPP
مصادر طاقه بديله. طاقة الشمس تعد الطاقة الشمسية من أكثر أنواع إنتاج الطاقة كثافة في استخدام المواد. يستلزم استخدام الطاقة الشمسية على نطاق واسع زيادة هائلة في الحاجة إلى المواد ، وبالتالي ، في موارد العمل لاستخراج المواد الخام ، وإثرائها ، وإنتاج المواد ، وتصنيع المروحيات ، والمجمعات ، وغيرها من المعدات ، ونقلهم. طاقة الرياح طاقة الكتل الهوائية المتحركة هائلة. تزيد احتياطيات طاقة الرياح بأكثر من مائة مرة عن احتياطيات الطاقة الكهرومائية لجميع الأنهار على هذا الكوكب. تهب الرياح باستمرار وفي كل مكان على وجه الأرض. تجعل الظروف المناخية من الممكن تطوير طاقة الرياح في منطقة شاسعة. من خلال جهود العلماء والمهندسين ، تم إنشاء مجموعة متنوعة من تصميمات توربينات الرياح الحديثة. طاقة الأرض طاقة الأرض مناسبة ليس فقط لتدفئة المباني ، كما هو الحال في أيسلندا ، ولكن أيضًا لتوليد الكهرباء. محطات توليد الكهرباء التي تستخدم الينابيع الجوفية الساخنة تعمل منذ فترة طويلة. تم بناء أول محطة للطاقة من هذا النوع ، ولا تزال منخفضة الطاقة ، في عام 1904 في بلدة Larderello الإيطالية الصغيرة. تدريجيًا ، زادت سعة محطة الطاقة ، وتم تشغيل المزيد والمزيد من الوحدات الجديدة ، واستخدمت مصادر جديدة للمياه الساخنة ، واليوم وصلت طاقة المحطة بالفعل إلى قيمة رائعة تبلغ 360 ألف كيلوواط.
طاقة الشمس طاقة الهواء طاقة الأرض
نقل الكهرباء مستهلكو الكهرباء في كل مكان. يتم إنتاجه في أماكن قليلة نسبيًا بالقرب من مصادر الوقود والموارد المائية. لذلك ، يصبح من الضروري نقل الكهرباء لمسافات تصل أحيانًا إلى مئات الكيلومترات. لكن نقل الكهرباء عبر مسافات طويلة يرتبط بخسائر ملحوظة. الحقيقة هي أن التيار يسخنهم بالتدفق على طول خطوط الكهرباء. وفقًا لقانون Joule-Lenz ، يتم تحديد الطاقة المستهلكة في تسخين أسلاك الخطوط بالصيغة: Q = I 2 Rt حيث R هي مقاومة الخط. مع طول الخط الطويل ، يمكن أن يصبح نقل الطاقة بشكل عام غير مربح اقتصاديًا. لتقليل الخسائر ، يمكنك زيادة مساحة المقطع العرضي للأسلاك. ولكن عندما يتم تقليل R بمقدار 100 مرة ، يجب أيضًا زيادة الكتلة بمقدار 100 مرة. يجب عدم التسامح مع مثل هذا الاستهلاك من المعادن غير الحديدية. لذلك ، يتم تقليل فقد الطاقة في الخط بطريقة أخرى: عن طريق تقليل التيار في الخط. على سبيل المثال ، يؤدي انخفاض التيار بمقدار 10 أضعاف إلى تقليل كمية الحرارة المنبعثة في الموصلات بمعامل 100 ، أي أن نفس التأثير يتحقق من ترجيح السلك بمئة ضعف. لذلك ، يتم تركيب محولات تصاعدية في محطات توليد الطاقة الكبيرة. يزيد المحول الجهد في الخط عدة مرات كما يقلل من التيار. في الوقت نفسه ، فقدان الطاقة صغير. ترتبط محطات الطاقة في عدد من مناطق الدولة بخطوط نقل عالية الجهد ، وتشكل شبكة طاقة مشتركة يتصل بها المستهلكون. يسمى هذا المزيج بشبكة الطاقة. يضمن نظام الطاقة إمدادًا غير منقطع بالطاقة للمستهلكين بغض النظر عن موقعهم.
يؤثر استخدام الكهرباء في مختلف مجالات العلوم بشكل مباشر على تطور الطاقة ومجال الكهرباء. يتم تحقيق حوالي 80٪ من نمو الناتج المحلي الإجمالي في البلدان المتقدمة من خلال الابتكارات التقنية ، ويرتبط معظمها باستخدام الكهرباء. كل ما هو جديد في الصناعة والزراعة والحياة اليومية يأتي إلينا بفضل التطورات الجديدة في مختلف فروع العلوم. تبدأ معظم الأبحاث العلمية بالحسابات النظرية. ولكن إذا تم إجراء هذه الحسابات في القرن التاسع عشر باستخدام القلم والورقة ، ففي عصر الثورة العلمية والتكنولوجية (الثورة العلمية والتكنولوجية) جميع الحسابات النظرية واختيار وتحليل البيانات العلمية وحتى التحليل اللغوي أعمال أدبيةمصنوعة بمساعدة أجهزة الكمبيوتر (أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية) التي تعمل بالطاقة الكهربائية ، وهو الأكثر ملاءمة لنقلها عبر مسافة واستخدامها. ولكن إذا تم استخدام أجهزة الكمبيوتر في الأصل لإجراء العمليات الحسابية العلمية ، فقد أصبحت أجهزة الكمبيوتر الآن من العلوم. تعتبر الكهربة وأتمتة الإنتاج من أهم نتائج الثورة "الصناعية الثانية" أو "الإلكترونية الدقيقة" في اقتصادات البلدان المتقدمة. العلم في مجال الاتصالات والاتصالات يتطور بسرعة كبيرة. لا تستخدم الاتصالات الساتلية كوسيلة فقط الاتصالات الدولية ، ولكن أيضًا في الحياة اليومية - هوائيات الأقمار الصناعية ليست غير شائعة في مدينتنا. يمكن لوسائل الاتصال الجديدة ، على سبيل المثال ، تكنولوجيا الألياف ، أن تقلل بشكل كبير من فقدان الكهرباء في عملية إرسال الإشارات عبر مسافات طويلة. وسائل جديدة تمامًا للحصول على المعلومات وتراكمها ومعالجتها ونقلها ، والتي تشكل معًا بنية معلومات معقدة.
استخدام الكهرباء في الإنتاج مجتمع حديثمن المستحيل تخيله بدون كهربة أنشطة الإنتاج. في نهاية الثمانينيات ، كان أكثر من ثلث استهلاك الطاقة في العالم في شكل طاقة كهربائية. بحلول بداية القرن المقبل ، قد ترتفع هذه النسبة إلى 1/2. ترتبط هذه الزيادة في استهلاك الكهرباء بشكل أساسي بزيادة استهلاكها في الصناعة. يعمل الجزء الأكبر من المؤسسات الصناعية على الطاقة الكهربائية. يعتبر استهلاك الطاقة المرتفع نموذجيًا للصناعات كثيفة الاستخدام للطاقة مثل التعدين والألمنيوم والهندسة الميكانيكية.
استخدام الكهرباء في الحياة اليومية تعتبر الكهرباء في الحياة اليومية مساعدًا أساسيًا. كل يوم نتعامل معها ، وربما لم يعد بإمكاننا تخيل حياتنا بدونها. تذكر عندما آخر مرةلقد أغلقوا الضوء ، أي لم يتم تزويد منزلك بالكهرباء ، تذكر كيف أقسمت أنك لا تفعل شيئًا وأنك بحاجة إلى إضاءة ، فأنت بحاجة إلى تلفزيون وغلاية ومجموعة من الأجهزة الكهربائية الأخرى. بعد كل شيء ، إذا قمنا بإيقاف الطاقة إلى الأبد ، فسنعود ببساطة إلى تلك العصور القديمة عندما تم طهي الطعام على النار وعاشنا في خيمة باردة. يمكن إعطاء قصيدة كاملة لأهمية الكهرباء في حياتنا ، فهي مهمة جدًا في حياتنا ونحن معتادون عليها. على الرغم من أننا لم نعد نلاحظ أن الأمر يتعلق بمنازلنا ، عندما يتم إيقاف تشغيله ، فإنه يصبح غير مريح للغاية.
شكرا للانتباه
فيديو تعليمي 2: مشاكل التكييف
محاضرة: التيار المتناوب. إنتاج ونقل واستهلاك الطاقة الكهربائية
التيار المتناوبالتيار المتناوب- هذه هي الاهتزازات التي يمكن أن تحدث في الدائرة نتيجة توصيلها بمصدر جهد متناوب.
كل منا محاط بتيار متناوب تمامًا - إنه موجود في جميع الدوائر في الشقق ، إنه بالضبط تيار الجهد المتردد الذي ينتقل عبر الأسلاك. ومع ذلك ، تعمل جميع الأجهزة الكهربائية تقريبًا على كهرباء دائمة. لهذا السبب ، عند مخرج التيار الكهربائي ، يتم تصحيح التيار وفي شكل ثابت يذهب إلى الأجهزة المنزلية.
إنه التيار المتردد الأسهل في الاستقبال والإرسال من أي مسافة.
عند دراسة التيار المتردد ، سنستخدم دائرة نربط بها المقاوم والملف والمكثف. في هذه الدائرة ، يتم تحديد الجهد وفقا للقانون:
كما نعلم ، يمكن أن يكون الجيب سالبًا وإيجابيًا. هذا هو السبب في أن قيمة الجهد يمكن أن تتخذ اتجاهًا مختلفًا. مع اتجاه موجب لتدفق التيار (عكس اتجاه عقارب الساعة) ، يكون الجهد أكبر من الصفر ، مع اتجاه سلبي ، أقل من الصفر.
المقاوم في الدائرة
لذلك دعونا ننظر في الحالة التي يتم فيها توصيل المقاوم فقط بدائرة التيار المتردد. مقاومة المقاوم تسمى نشطة. سننظر في التيار الذي يتدفق عكس اتجاه عقارب الساعة عبر الدائرة. في هذه الحالة ، سيكون كل من التيار والجهد موجبين.
لتحديد التيار في الدائرة ، استخدم الصيغة التالية من قانون أوم:
في هذه الصيغ أنا 0 و يو 0 - القيم القصوى للتيار والجهد. ومن ثم ، يمكننا أن نستنتج أن القيمة القصوى الحالية تساوي نسبة الجهد الأقصى إلى المقاومة النشطة:
تتغير هاتان الكميتان في نفس المرحلة ، لذا فإن الرسوم البيانية للكميات لها نفس المظهر ، لكن السعات مختلفة.
مكثف في الدائرة
تذكر! من المستحيل الحصول على تيار ثابت في دائرة يوجد بها مكثف. إنه مكان لكسر التدفق الحالي وتغيير اتساعه. في هذه الحالة ، يتدفق التيار المتردد تمامًا على طول هذه الدائرة ، ويغير قطبية المكثف.
عند التفكير في مثل هذه الدائرة ، سنفترض أنها تحتوي فقط على مكثف. يتدفق التيار عكس اتجاه عقارب الساعة ، أي أنه إيجابي.
كما نعلم بالفعل ، يرتبط الجهد عبر مكثف بقدرته على تراكم الشحن ، أي قيمته وسعته.
نظرًا لأن التيار هو المشتق الأول للشحنة ، يمكنك تحديد الصيغة التي يمكن حسابها من خلال إيجاد المشتق من الصيغة الأخيرة:
كما ترى ، في هذه الحالة ، يتم وصف التيار بواسطة قانون جيب التمام ، بينما يمكن وصف قيمة الجهد والشحنة بقانون الجيب. هذا يعني أن الوظائف في المرحلة المعاكسة ولها مظهر مماثل على الرسم البياني.
نعلم جميعًا أن دالتَي جيب التمام وجيب الجيب تختلفان بمقدار 90 درجة عن بعضها البعض ، لذا يمكنك الحصول على التعبيرات التالية:
ومن ثم ، يمكن تحديد القيمة القصوى للقوة الحالية بالصيغة:
المقام هو المقاومة عبر المكثف. تسمى هذه المقاومة بالسعة. يقع ويشار إليه على النحو التالي:
مع زيادة المقاومة السعوية ، تنخفض قيمة الذروة للتيار.
يرجى ملاحظة أنه في هذه الدائرة ، يكون استخدام قانون أوم مناسبًا فقط عندما يكون من الضروري تحديد القيمة القصوى للتيار ؛ من المستحيل تحديد التيار في أي وقت وفقًا لهذا القانون بسبب اختلاف طور الجهد و تيار.
بكرة في السلسلة
ضع في اعتبارك دائرة بها ملف. لنتخيل أنه ليس لديه مقاومة نشطة. في هذه الحالة ، يبدو أنه لا شيء يجب أن يعيق حركة التيار. ومع ذلك ، فهي ليست كذلك. الشيء هو أنه عندما يمر التيار عبر الملف ، يبدأ حقل دوامة في الظهور ، مما يمنع مرور التيار نتيجة تكوين تيار الحث الذاتي.
تأخذ القوة الحالية القيمة التالية:
مرة أخرى ، يمكنك أن ترى أن التيار يتغير وفقًا لقانون جيب التمام ، وبالتالي ، بالنسبة لهذه الدائرة ، فإن تغيير الطور صالح ، والذي يمكن رؤيته أيضًا على الرسم البياني:
ومن هنا القيمة القصوى الحالية:
في المقام ، يمكننا أن نرى الصيغة التي يتم من خلالها تحديد التفاعل الاستقرائي للدائرة.
كلما زادت المفاعلة الحثية ، قلت أهمية سعة التيار.
الملف والمقاومة والمكثف في الدائرة.
إذا كانت جميع أنواع المقاومة موجودة في وقت واحد في الدائرة ، فيمكن تحديد قيمة الحجم الحالي على النحو التالي ، التحويل قانون أوم:
المقام يسمى الممانعة. يتكون من مجموع مربعات العامل النشط (R) والمفاعلة ، والتي تتكون من السعوية والحثية. تسمى المعاوقة "الممانعة".
كهرباء
من المستحيل تخيل الحياة العصرية بدون استخدام الأجهزة الكهربائية التي تعمل باستخدام الطاقة التي يحدثها التيار الكهربائي. كل التقدم التقني يعتمد على الكهرباء.
الحصول على الطاقة من التيار الكهربائي له عدد كبير من المزايا:
1. من السهل جدًا إنتاج التيار الكهربائي ، نظرًا لوجود المليارات من محطات الطاقة والمولدات والأجهزة الأخرى لتوليد الكهرباء في جميع أنحاء العالم.
2. يمكن نقل الكهرباء لمسافات كبيرة في وقت قصير وبدون خسائر كبيرة.
3. من الممكن تحويل الطاقة الكهربائية إلى أنواع ميكانيكية وضوء وداخلية وأنواع أخرى.
| | |
BOU لجمهورية تشوفاش SPO "ASHT" التابعة لوزارة التربية والتعليم في تشوفاشيا
المنهجي او نظامى
تطوير
درس مفتوح في تخصص "الفيزياء".
الموضوع: إنتاج ونقل واستهلاك الطاقة الكهربائية
أعلى فئة مؤهلة
العاتير ، 2012
اعتبر
في اجتماع للجنة المنهجية
العلوم الإنسانية والطبيعية
التخصصات
المحضر رقم __ بتاريخ "___" ______ 2012
رئيس _____________________
المراجع: Ermakova N.E. ، مدرس BOU CHR SPO "ASKhT" ، رئيس PCC للعلوم الإنسانية والطبيعية
لا تزال الطاقة اليوم هي المكون الرئيسي لحياة الإنسان. يجعل من الممكن إنشاء مواد متعددة، هو أحد العوامل الرئيسية في تطوير التقنيات الجديدة. ببساطة ، بدون إتقان أنواع مختلفةالطاقة ، الشخص غير قادر على الوجود بشكل كامل. من الصعب تخيل وجود حضارة حديثة بدون كهرباء. إذا انطفأ الضوء في شقتنا لبضع دقائق على الأقل ، فإننا نواجه بالفعل العديد من الإزعاج. وماذا يحدث عند انقطاع التيار الكهربائي لعدة ساعات! التيار الكهربائي هو المصدر الرئيسي للكهرباء. هذا هو سبب أهمية التقديم أسس ماديةاستقبال ونقل واستخدام التيار الكهربائي المتردد.
ملاحظة توضيحية
محتوى الجزء الرئيسي
قائمة ببليوغرافية
التطبيقات.
ملاحظة توضيحية
الأهداف:
- لتعريف الطلاب بالأسس المادية للإنتاج والنقل و
استخدام الطاقة الكهربائية
تعزيز تكوين المعلومات والتواصل بين الطلاب
الكفاءات
لتعميق المعرفة بتطوير صناعة الطاقة الكهربائية والبيئية ذات الصلة
المشاكل ، مما يعزز الشعور بالمسؤولية عن الحفاظ على البيئة
تبرير الموضوع المختار:
من المستحيل تخيل حياتنا اليوم بدون طاقة كهربائية. لقد غزت الكهرباء جميع مجالات النشاط البشري: الصناعة والزراعة والعلوم والفضاء. حياتنا اليومية لا يمكن تصورها بدون كهرباء. كانت الكهرباء ولا تزال المكون الرئيسي لحياة الإنسان. كيف سيبدو قطاع الطاقة في القرن الحادي والعشرين؟ للإجابة على هذا السؤال ، من الضروري معرفة الطرق الرئيسية لتوليد الكهرباء ، ودراسة مشاكل وآفاق إنتاج الكهرباء الحديثة ليس فقط في روسيا ، ولكن أيضًا في إقليم تشوفاشيا وألاتير. عمل مستقلبمصادر مختلفة للمعلومات. يكشف هذا الدرس عن إمكانيات تكوين المعلومات والكفاءات التواصلية.
خطة الدرس
في تخصص "الفيزياء"
التاريخ: 2012/04/16
المجموعة: 11 تلفزيون
الأهداف:
- تعليمي: - لتعريف الطلاب بالأسس المادية للإنتاج ،
نقل واستخدام الطاقة الكهربائية
تعزيز تكوين المعلومات و
الكفاءات التواصلية
لتعميق المعرفة بتطوير صناعة الطاقة الكهربائية وما يتصل بها
هذه المشاكل البيئية ، مما يعزز الشعور بالمسؤولية
للحفاظ على البيئة
- تطوير :: - لتكوين مهارات معالجة المعلومات والتقديم
معرفة النظرية في الممارسة ؛
تطوير مهارات العمل المستقلة مع مختلف
مصادر المعلومات
تنمية الاهتمام المعرفي بالموضوع.
- تعليمي:
- لتثقيف النشاط المعرفي للطلاب.
تنمية القدرة على الاستماع والاستماع ؛
لتعزيز استقلالية الطلاب في اكتساب الجديد
المعرفه
- تعزيز مهارات الاتصال عند العمل في مجموعات
مهمة:تكوين الكفاءات الرئيسية في دراسة إنتاج ونقل واستخدام الطاقة الكهربائية
نوع النشاط- درس
الاحتلال نوع- درس مشترك
وسائل التعليم:الكتب المدرسية والكتب المرجعية والنشرات وجهاز عرض الوسائط المتعددة ،
الشاشة والعرض الإلكتروني
مسار الدرس:
لحظة تنظيمية (التحقق من الغائبين ، استعداد المجموعة للدرس)
تنظيم الفضاء المستهدف
اختبار معرفة الطلاب ، وتوصيل الموضوع وخطة الاستبيان ، وتحديد الهدف
|
تصرفات المعلم |
إجراءات الطلاب |
طرق إجراء |
2) ما هو الجهاز المستخدم لتغيير التيار المتردد والجهد؟ 3) ما هو الغرض منه؟ 4) ما هو هيكل المحول؟ 6) ما هي نسبة التحول؟ ما هو عدديا؟ 7) أي محول يسمى تصعيد ، أي تنحى؟ 8) ما يسمى قوة المحول؟
|
|
محادثة أمامية حل المشاكل اختبارات |
تلخيص نتائج التحقق من الأحكام الرئيسية للقسم المدروس
توصيل موضوع ، تحديد هدف ، خطة لدراسة مادة جديدة
الموضوع: "إنتاج ونقل واستهلاك الكهرباء"
الخطة: 1) إنتاج الكهرباء:
أ) الطاقة الصناعية (HPP ، TPP ، NPP)
ب) الطاقة البديلة (GeoTES ، SES ، WES ، PES)
2) نقل الكهرباء
3) كفاءة استخدام الطاقة الكهربائية
4) طاقة جمهورية تشوفاش
التحفيز نشاطات التعلمالطلاب
|
تصرفات المعلم |
إجراءات الطلاب |
طريقة الدراسة |
|
|
تقدم العمل المستقل يذاكر تقارير الطلاب |
تأمين مواد جديدة
تعميم وتنظيم المواد.
إجراء نتائج الدرس.
التكليف بالعمل المستقل للطلاب في الوقت اللامنهجي.
كتاب مدرسي § 39-41 ، أكمل ملء الجدول
من المستحيل تخيل حياتنا اليوم بدون طاقة كهربائية. لقد غزت الكهرباء جميع مجالات النشاط البشري: الصناعة والزراعة والعلوم والفضاء. حياتنا اليومية لا يمكن تصورها بدون كهرباء. يفسر هذا الاستخدام الواسع للكهرباء من خلال مزاياها على أنواع الطاقة الأخرى. كانت الكهرباء ولا تزال المكون الرئيسي لحياة الإنسان. الأسئلة الرئيسية هي - ما مقدار الطاقة التي تحتاجها البشرية؟ كيف سيبدو قطاع الطاقة في القرن الحادي والعشرين؟ للإجابة على هذه الأسئلة ، من الضروري معرفة الطرق الرئيسية لتوليد الكهرباء ، ودراسة مشاكل وآفاق إنتاج الكهرباء الحديثة ليس فقط في روسيا ، ولكن أيضًا في إقليم تشوفاشيا وألاتير.
يتم تحويل أنواع مختلفة من الطاقة إلى طاقة كهربائية في محطات توليد الطاقة. ضع في اعتبارك الأسس المادية لتوليد الكهرباء في محطات الطاقة.
بيانات إحصائية عن إنتاج الكهرباء في روسيا ، مليار كيلوواط ساعة
اعتمادًا على نوع الطاقة التي يتم تحويلها ، يمكن تقسيم محطات الطاقة إلى الأنواع الرئيسية التالية:
محطات الطاقة الصناعية: محطات الطاقة الكهرومائية ، محطات الطاقة الحرارية ، محطات الطاقة النووية
محطات الطاقة البديلة: PES ، SES ، WES ، GeoTES
محطات الطاقة الكهرومائية
محطة الطاقة الكهرومائية عبارة عن مجموعة من الهياكل والمعدات التي يتم من خلالها تحويل طاقة تدفق المياه إلى طاقة كهربائية. في محطة الطاقة الكهرومائية ، يتم الحصول على الكهرباء باستخدام طاقة المياه المتدفقة من مستوى أعلى إلى مستوى أدنى و تدوير التوربينات. السد هو أهم وأغلى عنصر في محطة الطاقة الكهرومائية. يتدفق الماء من المنبع إلى المصب عبر خطوط أنابيب خاصة أو عبر قنوات مصنوعة في جسم السد ويكتسب سرعة عالية. يدخل تيار من الماء إلى ريش التوربينات. يتم تشغيل دوار التوربين بواسطة قوة الطرد المركزي لنفث الماء. يتم توصيل عمود التوربين بعمود مولد كهربائي ، وعندما يدور دوار المولد ، يتم تحويل الطاقة الميكانيكية للعضو الدوار إلى طاقة كهربائية.
إن أهم ميزة لموارد الطاقة الكهرومائية مقارنة بمصادر الوقود والطاقة هي تجديدها المستمر. يحدد نقص الطلب على الوقود لمحطات HPP التكلفة المنخفضة للكهرباء المولدة في محطات HPP. ومع ذلك ، فإن الطاقة الكهرومائية ليست صديقة للبيئة. عندما يتم بناء سد ، يتم تكوين خزان. مياه الفيضانات مساحات شاسعة تتغير بشكل لا رجوع فيه بيئة... يمكن أن يتسبب ارتفاع منسوب النهر بواسطة السد في التشبع بالمياه والملوحة وتغيرات في الغطاء النباتي الساحلي والمناخ المحلي. لذلك ، من المهم جدًا إنشاء واستخدام هياكل هيدروليكية صديقة للبيئة.
محطات توليد الطاقة الحرارية
محطة الطاقة الحرارية (TPP) - محطة لتوليد الطاقة الكهربائية نتيجة لتحويل الطاقة الحرارية المنبعثة أثناء احتراق الوقود الأحفوري. الأنواع الرئيسية لوقود TPPs هي الموارد الطبيعية - الغاز والفحم والجفت والصخر الزيتي وزيت الوقود. تنقسم محطات الطاقة الحرارية إلى مجموعتين: محطات التكثيف والتدفئة أو التدفئة (CHP). تزود محطات التكثيف المستهلكين بالطاقة الكهربائية فقط. تم بناؤها بالقرب من رواسب الوقود المحلية حتى لا تنقلها لمسافات طويلة. تزود محطات التدفئة المستهلكين ليس فقط بالطاقة الكهربائية ، ولكن أيضًا بالحرارة - البخار أو الماء الساخن ، لذلك تُبنى وحدات الطاقة الحرارية بالقرب من أجهزة استقبال الحرارة ، في مراكز المناطق الصناعية والمدن الكبيرة لتقليل طول شبكات التدفئة. يتم نقل الوقود إلى CHPP من أماكن إنتاجه. يتم تركيب غلاية مع الماء في غرفة التوربينات في TPP. بسبب الحرارة المتولدة نتيجة احتراق الوقود ، ترتفع درجة حرارة الماء في الغلاية البخارية ، ويتبخر ، ويصل البخار المشبع الناتج إلى درجة حرارة 550 درجة مئوية وتحت ضغط 25 ميجا باسكال يتم تغذيته عبر خط بخار إلى توربينات بخارية ، الغرض منها تحويل الطاقة الحرارية للبخار إلى طاقة ميكانيكية. يتم تحويل طاقة حركة التوربينات البخارية إلى طاقة كهربائية بواسطة مولد ، يتم توصيل عمودها مباشرة بعمود التوربين. بعد التوربينات البخارية ، يدخل بخار الماء ، الذي يحتوي بالفعل على ضغط منخفض ودرجة حرارة تبلغ حوالي 25 درجة مئوية ، إلى المكثف. هنا يتم تحويل البخار إلى ماء عن طريق مياه التبريد ، والتي يتم إعادتها إلى المرجل عن طريق مضخة. تبدأ الدورة مرة أخرى. تعمل محطات الطاقة الحرارية على الوقود الأحفوري ، لكن هذه ، للأسف ، موارد طبيعية لا يمكن الاستغناء عنها. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تشغيل TPP مصحوب بمشاكل بيئية: أثناء احتراق الوقود ، يحدث تلوث حراري وكيميائي للبيئة ، مما له تأثير ضار على عالم الأحياء من الخزانات ونوعية مياه الشرب.
محطات الطاقة النووية
محطة الطاقة النووية (NPP) هي محطة للطاقة يتم فيها تحويل الطاقة الذرية (النووية) إلى طاقة كهربائية. تعمل محطات الطاقة النووية على نفس مبدأ محطات الطاقة الحرارية ، ولكنها تستخدم الطاقة التي يتم الحصول عليها من الانشطار الثقيل النوى الذرية(اليورانيوم والبلوتونيوم). تحدث التفاعلات النووية في قلب المفاعل ، مصحوبة بإطلاق طاقة هائلة. الماء ، الذي يتلامس مع عناصر الوقود في قلب المفاعل ، يأخذ الحرارة منها وينقل هذه الحرارة في المبادل الحراري إلى الماء ، لكنه لم يعد يشكل خطرًا للإشعاع المشع. نظرًا لأن الماء الموجود في المبادل الحراري يتحول إلى بخار ، فإنه يطلق عليه مولد البخار. يدخل البخار الساخن إلى التوربين ، مما يحول الطاقة الحرارية للبخار إلى طاقة ميكانيكية. يتم تحويل طاقة حركة التوربينات البخارية إلى طاقة كهربائية بواسطة مولد ، يتم توصيل عمودها مباشرة بعمود التوربين. NPPs ، وهي الأكثر نظرة حديثةتمتلك محطات توليد الطاقة عددًا من المزايا المهمة مقارنة بأنواع محطات الطاقة الأخرى: فهي لا تتطلب الإشارة إلى مصدر المواد الخام ويمكن أن توجد في أي مكان بالفعل ، أثناء التشغيل العادي تعتبر آمنة بيئيًا. ولكن في حالة وقوع حوادث في محطات الطاقة النووية ، هناك خطر محتمل من التلوث الإشعاعي للبيئة. بالإضافة إلى ذلك ، لا يزال التخلص من النفايات المشعة وتفكيك محطات الطاقة النووية التي خدمت حياتها مشكلة كبيرة.
الطاقة البديلة هي مجموعة من الأساليب الواعدة لتوليد الطاقة ، والتي ليست منتشرة مثل الطرق التقليدية ، ولكنها ذات أهمية بسبب ربحية استخدامها مع انخفاض مخاطر التسبب في ضرر للبيئة في المنطقة. مصدر طاقة بديل - طريقة أو جهاز أو هيكل يسمح لك بالحصول على الطاقة الكهربائية (أو أي نوع آخر من الطاقة المطلوبة) واستبدال مصادر الطاقة التقليدية العاملة على النفط والغاز الطبيعي والفحم المنتجين. الغرض من البحث عن مصادر الطاقة البديلة هو الحاجة إلى الحصول عليها من الموارد الطبيعية المتجددة أو التي لا تنضب عمليا والظواهر.
محطات طاقة المد والجزر
بدأ استخدام طاقة المد والجزر في القرن الحادي عشر ، عندما ظهرت المطاحن والمناشر على شواطئ البحر الأبيض والبحر الشمالي. ثم يرتفع مستوى المحيط مرتين في اليوم تحت تأثير قوى الجاذبية للقمر والشمس ، التي تجذب كتلًا من الماء. بعيدًا عن الساحل ، لا تتجاوز التقلبات في منسوب المياه مترًا واحدًا ، ولكن بالقرب من الساحل ، يمكن أن تصل إلى 13-18 مترًا. لبناء أبسط محطة لتوليد الطاقة من المد والجزر (TES) ، هناك حاجة إلى بركة - خليج مسدود بواسطة سد أو مصب نهر. يحتوي السد على قنوات وتوربينات هيدروليكية تقوم بتدوير المولد. يعتبر بناء محطات طاقة المد والجزر في المناطق التي يقل فيها مستوى سطح البحر عن المد والجزر 4 أمتار مجديًا اقتصاديًا. في محطات طاقة المد والجزر مزدوجة الفعل ، تعمل التوربينات عن طريق نقل المياه من البحر إلى الحوض والعكس صحيح. محطات توليد الطاقة من المد والجزر مزدوجة المفعول قادرة على توليد الكهرباء بشكل مستمر لمدة 4-5 ساعات بفواصل من ساعة إلى ساعتين أربع مرات في اليوم. لزيادة وقت تشغيل التوربينات ، هناك مخططات أكثر تعقيدًا - مع اثنين أو ثلاثة أو أكثر من حمامات السباحة ، لكن تكلفة مثل هذه المشاريع مرتفعة للغاية. عيب محطات توليد الطاقة من المد والجزر أنها تُبنى فقط على شواطئ البحار والمحيطات ؛ علاوة على ذلك ، فهي لا تطور طاقة عالية جدًا ، ولا يوجد مد وجزر إلا مرتين في اليوم. وحتى هم ليسوا صديقين للبيئة. إنها تعطل التبادل الطبيعي للملح والمياه العذبة وبالتالي تعطل الظروف المعيشية للحياة البحرية. كما أنها تؤثر على المناخ ، لأنها تغير إمكانات الطاقة لمياه البحر وسرعتها ومنطقة حركتها.
محطات طاقة الرياح
طاقة الرياح هي شكل غير مباشر للطاقة الشمسية ناتج عن اختلافات درجة الحرارة والضغط في الغلاف الجوي للأرض. يتم تحويل حوالي 2٪ من الطاقة الشمسية التي تصل إلى الأرض إلى طاقة الرياح. الرياح هي مصدر للطاقة المتجددة. يمكن استخدام طاقتها في جميع مناطق الأرض تقريبًا. يعد الحصول على الكهرباء من محطات طاقة الرياح أمرًا جذابًا للغاية ، ولكنه في نفس الوقت يمثل تحديًا تقنيًا. تكمن الصعوبة في التشتت الكبير جدا لطاقة الرياح وعدم ثباتها. مبدأ تشغيل محطات طاقة الرياح بسيط: الرياح تدير شفرات التركيب ، وتدفع عمود المولد الكهربائي. يولد المولد طاقة كهربائية ، وبالتالي تتحول طاقة الرياح إلى تيار كهربائي. إن إنتاج مزارع الرياح رخيص للغاية ، لكن قدرتها قليلة ، وتشغيلها يعتمد على الطقس. بالإضافة إلى ذلك ، فهي صاخبة جدًا ، لذا يجب إيقاف تشغيل التركيبات الكبيرة في الليل. بالإضافة إلى ذلك ، تتداخل مزارع الرياح مع الحركة الجوية وحتى موجات الراديو. يتسبب استخدام محطات طاقة الرياح في إضعاف محلي لقوة تدفق الهواء ، مما يتعارض مع تهوية المناطق الصناعية بل ويؤثر على المناخ. أخيرًا ، لاستخدام WPP ، هناك حاجة إلى مساحات شاسعة ، أكثر بكثير من الأنواع الأخرى من مولدات الطاقة. ومع ذلك ، يجب أن تحتل مزارع الرياح المعزولة بمحركات حرارية كمخزن احتياطي ومزارع الرياح التي تعمل بالتوازي مع محطات التدفئة والطاقة الكهرومائية مكانًا بارزًا في إمداد الطاقة لتلك المناطق حيث تتجاوز سرعة الرياح 5 م / ث.
محطات توليد الطاقة الحرارية الجوفية
الطاقة الحرارية الجوفية هي الطاقة الآتية من باطن الأرض. يشير ثوران البراكين بوضوح إلى الحرارة الهائلة داخل الكوكب. يقدر العلماء درجة حرارة نواة الأرض بآلاف الدرجات المئوية. الحرارة الجوفية هي الحرارة الموجودة في الماء الساخن والبخار الجوفي وحرارة الصخور الجافة الساخنة. تقوم محطات الطاقة الحرارية الجوفية (محطات الطاقة الحرارية الأرضية) بتحويل الحرارة الداخلية للأرض (طاقة مصادر المياه البخارية الساخنة) إلى طاقة كهربائية. يمكن أن تكون مصادر الطاقة الحرارية الأرضية عبارة عن برك تحت الأرض لناقلات الحرارة الطبيعية - الماء الساخن أو البخار. في الأساس ، هذه "غلايات تحت الأرض" جاهزة للاستخدام مباشرة ، حيث يمكن إنتاج الماء أو البخار باستخدام الآبار التقليدية. يتم إرسال البخار الطبيعي الذي يتم الحصول عليه بهذه الطريقة ، بعد التنظيف الأولي من الغازات التي تسبب تدمير الأنابيب ، إلى التوربينات المتصلة بالمولدات الكهربائية. استخدام الطاقة الحرارية الأرضية لا يتطلب تكاليف عالية ، لأن في هذه الحالة يأتيحول مصادر الطاقة "الجاهزة للاستخدام" التي أنشأتها الطبيعة نفسها. تشمل عيوب محطة توليد الطاقة الحرارية الأرضية إمكانية الهبوط المحلي للتربة وإيقاظ النشاط الزلزالي. وتحدث الغازات الخارجة من الأرض الكثير من الضوضاء في المنطقة المجاورة وقد تحتوي ، علاوة على ذلك ، على مواد سامة. بالإضافة إلى ذلك ، لا يمكن بناء محطة لتوليد الطاقة الحرارية الأرضية في كل مكان ، لأن الظروف الجيولوجية ضرورية لبنائها.
محطات الطاقة الشمسية
الطاقة الشمسية هي أعظم وأرخص مصدر للطاقة ، ولكن ربما أقلها استخدامًا من قبل البشر. يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية باستخدام محطات الطاقة الشمسية. توجد SES ديناميكية حرارية ، يتم فيها تحويل الطاقة الشمسية أولاً إلى طاقة حرارية ، ثم إلى طاقة كهربائية ؛ ومحطات الطاقة الكهروضوئية التي تحول الطاقة الشمسية مباشرة إلى طاقة كهربائية. توفر المحطات الكهروضوئية طاقة غير منقطعة لإشارات الأنهار وأضواء الإشارة وأنظمة اتصالات الطوارئ ومصابيح المنارة والعديد من الأشياء الأخرى الموجودة في الأماكن التي يصعب الوصول إليها. مع تحسن البطاريات الشمسية ، سيتم استخدامها في المباني السكنية لإمداد الطاقة الذاتية (التدفئة وإمدادات المياه الساخنة والإضاءة وإمدادات الطاقة للأجهزة الكهربائية المنزلية). تتمتع محطات الطاقة الشمسية بميزة ملحوظة على الأنواع الأخرى من النباتات: عدم وجود انبعاثات ضارة وصديقة للبيئة ، وتشغيل بلا ضوضاء ، والحفاظ على باطن الأرض سليمًا.
نقل الكهرباء عن بعد
يتم توليد الكهرباء بالقرب من الوقود أو مصادر المياه ، بينما يتواجد المستهلكون في كل مكان. لذلك ، هناك حاجة لنقل الكهرباء لمسافات طويلة. ضع في اعتبارك مخططًا تخطيطيًا لنقل الكهرباء من مولد إلى المستهلك. عادةً ما تولد المولدات في محطات الطاقة جهدًا لا يتجاوز 20 كيلو فولت ، حيث تزداد احتمالية الانهيار الكهربائي للعزل في اللف وفي أجزاء أخرى من المولد بشكل حاد عند الفولتية العالية. للحفاظ على الطاقة المرسلة ، يجب أن يكون الجهد في خط النقل بحد أقصى ، لذلك ، يتم تثبيت محولات تصعيدية في محطات توليد الطاقة الكبيرة. ومع ذلك ، فإن الجهد على خط الطاقة محدود: يؤدي ارتفاع الجهد بين الأسلاك إلى حدوث تصريفات ، مما يؤدي إلى فقد الطاقة. يتطلب استخدام الكهرباء في المنشآت الصناعية انخفاضًا كبيرًا في الجهد ، ويتم ذلك باستخدام محولات التدريج. من الضروري إجراء مزيد من التخفيض في الجهد إلى قيمة 4 كيلو فولت لتوزيع الطاقة عبر الشبكات المحلية ، أي على الأسلاك التي نراها في ضواحي مدننا. تعمل المحولات الأقل قوة على تقليل الجهد إلى 220 فولت (الجهد المستخدم من قبل معظم المستهلكين الأفراد).
كفاءة استخدام الكهرباء
تحتل الكهرباء مكانة كبيرة في تكلفة كل أسرة. سيؤدي استخدامها الفعال إلى تقليل التكاليف بشكل كبير. في كثير من الأحيان يتم "تسجيل" أجهزة الكمبيوتر وغسالات الصحون ومعالجات الطعام في شققنا. لذلك ، فإن الدفع مقابل الكهرباء مهم للغاية. تؤدي زيادة استهلاك الطاقة إلى استهلاك إضافي للموارد الطبيعية غير المتجددة: الفحم والنفط والغاز. عندما يتم حرق الوقود ، ينبعث ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، مما يؤدي إلى تغيرات مناخية ضارة. يتيح لك توفير الكهرباء تقليل استهلاك الموارد الطبيعية ، وبالتالي تقليل انبعاثات المواد الضارة في الغلاف الجوي.
أربع خطوات لتوفير الطاقة
تذكر أن تطفئ الأنوار.
يستخدم المصابيح الموفرة للطاقةوالأجهزة المنزلية من الفئة أ.
من الجيد عزل النوافذ والأبواب.
قم بتركيب منظمات إمداد الحرارة (بطاريات ذات صمام).
تعد صناعة الطاقة في تشوفاشيا واحدة من أكثر الصناعات تطوراً في الجمهورية ، والتي يعتمد عليها الرفاه الاجتماعي والاقتصادي والسياسي بشكل مباشر. الطاقة هي أساس عمل الاقتصاد ودعم الحياة في الجمهورية. يرتبط عمل مجمع الطاقة في Chuvashia بقوة الحياة اليوميةكل مشروع ، مؤسسة ، شركة ، منزل ، كل شقة ، ونتيجة لذلك ، كل مواطن في جمهوريتنا.
في بداية القرن العشرين ، عندما كانت صناعة الطاقة الكهربائية لا تزال تتخذ خطواتها العملية الأولى.
حتى عام 1917 في إقليم تشوفاشيا الحديثة ، لم تكن هناك محطة طاقة واحدة للاستخدام العام. أضاءت منازل الفلاحين بواسطة مصباح يدوي.
كان هناك 16 محركًا رئيسيًا فقط في الصناعة. في منطقة العاتير تم إنتاج الكهرباء واستخدامها في معصرة الخشب ومطاحن الدقيق. كانت هناك محطة صغيرة لتوليد الطاقة في معمل تقطير بالقرب من ماربوساد. كان لدى التجار Talantsevs محطة توليد الكهرباء الخاصة بهم في معمل النفط في بلدة يادرين. في تشيبوكساري ، كان لدى التاجر إفريموف محطة طاقة صغيرة. خدمت المنشرة واثنين من منازلها.
لم يكن هناك أي ضوء تقريبًا في كل من المنازل والشوارع في مدن تشوفاشيا.
بدأ تطوير قطاع الطاقة في تشوفاشيا بعد عام 1917. منذ عام 1918 بدء بناء محطات توليد الكهرباء للاستخدام العام ، وهناك الكثير من العمل جاري لإنشاء صناعة طاقة كهربائية في مدينة الأتير. تقرر بناء أول محطة للطاقة في ذلك الوقت في محطة بوبوف السابقة.
في تشيبوكساري ، تعاملت إدارة المرافق العامة مع قضايا الكهرباء. من خلال جهوده عام 1918. استأنفت محطة الطاقة العمل في المنشرة التابعة للتاجر إفريموف. تم توفير الكهرباء من خلال خطين للجهات الحكومية وإنارة الشوارع.
تشكيل Chuvash منطقة الحكم الذاتي(24 يونيو 1920) خلق ظروف مواتية لتطوير قطاع الطاقة. كان ذلك عام 1920. فيما يتعلق بالحاجة الملحة ، قامت الإدارة الإقليمية للخدمات المجتمعية بتجهيز أول محطة صغيرة لتوليد الطاقة في تشيبوكساري ، بسعة 12 كيلوواط.
تم تجهيز محطة توليد الكهرباء Mariinsko-Posad في عام 1919. بدأت محطة توليد الكهرباء في مدينة ماربوساد في توفير الكهرباء. تم بناء محطة توليد الكهرباء Tsivilskaya في عام 1919 ، ولكن بسبب نقص خطوط الكهرباء ، تم توفير الكهرباء فقط من عام 1923.
وهكذا ، تم وضع الأسس الأولى لقطاع الطاقة في تشوفاشيا خلال سنوات التدخل و حرب اهلية... تم إنشاء أولى محطات الطاقة الحضرية الصغيرة للمرافق العامة بسعة إجمالية تبلغ حوالي 20 كيلوواط.
قبل ثورة 1917 ، لم تكن هناك محطة طاقة واحدة للاستخدام العام في إقليم تشوفاشيا ؛ سادت شعلة في المنازل. باستخدام مصباح يدوي أو مصباح كيروسين ، عملوا حتى في ورش صغيرة. هنا يستخدم الحرفيون معدات ذات محرك ميكانيكي. في المؤسسات الأكثر احترامًا ، حيث تتم معالجة المنتجات الزراعية والغابات ، وغلي الورق ، وخض الزبدة ، وطحن الدقيق ،
كان هناك 16 محركًا منخفض الطاقة.
تحت حكم البلاشفة ، أصبحت مدينة Alatyr رائدة هندسة الطاقة في Chuvashia. في هذه البلدة الصغيرة ، وبفضل جهود المجلس الاقتصادي المحلي ، ظهرت أول محطة كهرباء عامة.
في تشيبوكساري ، تم تقليص كل الكهرباء في عام 1918 إلى حقيقة أن محطة الطاقة أعيدت إلى المنشرة التي تمت مصادرتها من التاجر إفريموف ، والتي بدأت تسمى "إيميني 25 أكتوبر". ومع ذلك ، كانت الكهرباء كافية فقط لإضاءة بعض الشوارع ومؤسسات الدولة (وفقًا للإحصاءات ، في عام 1920 ، كان مسؤولو المدينة يضيئون حوالي 100 مصباح بسعة 20 شمعة).
في عام 1924 ، تم بناء ثلاث محطات طاقة صغيرة أخرى ، ولإدارة قاعدة الطاقة المتوسعة ، في 1 أكتوبر 1924 ، تم إنشاء جمعية Chuvash لمحطات الطاقة المجتمعية ، ChOKES. في عام 1925 ، تبنت لجنة تخطيط الدولة للجمهورية خطة كهربة ، والتي بموجبها كان من المتصور بناء 8 محطات طاقة جديدة في 5 سنوات - 5 مدن (في تشيبوكساري ، كاناش ، ماربوساد ، تسيفيلسك و يادرين) و 3 في المناطق الريفية (في إبريسي وفورناري وأورماري). أتاح تنفيذ هذا المشروع تزويد 100 قرية بالكهرباء - بشكل رئيسي منطقتي تشيبوكساري وتسيفيلسكي وعلى طول طريق تشيبوكساري - كاناش السريع ، و 700 أسرة فلاحية ، وبعض ورش الحرف اليدوية.
خلال 1929-1932 ، زادت قدرة محطات توليد الطاقة البلدية والصناعية للجمهورية بما يقرب من 10 أضعاف ؛ زاد توليد الكهرباء من محطات توليد الطاقة هذه 30 مرة تقريبًا.
خلال العظيم الحرب الوطنيةتم اتخاذ إجراءات كبيرة لتقوية وتطوير قاعدة الطاقة في صناعة الجمهورية. ويعزى النمو في السعة بشكل رئيسي إلى نمو قدرة محطات توليد الكهرباء على مستوى المقاطعات والمجتمعات المحلية والريفية. صمد مهندسو الطاقة في تشوفاشيا أمام المحنة بشرف وأوفوا واجبهم الوطني. لقد فهموا أن الكهرباء المولدة ضرورية ، أولاً وقبل كل شيء ، للشركات التي تفي بالأوامر من الأمام.
خلال سنوات الخطة الخمسية لما بعد الحرب ، تم بناء 102 محطة طاقة ريفية وتشغيلها في جمهورية تشوفاش الاشتراكية السوفيتية المتمتعة بالحكم الذاتي ، بما في ذلك. 69 محطة طاقة مائية و 33 محطة طاقة حرارية. تضاعف إمداد الزراعة بالكهرباء ثلاث مرات مقارنة بعام 1945.
في عام 1953 ، بدأ بناء Alatyr TPP بأمر موقع من ستالين. تم تشغيل أول مولد توربيني بسعة 4 ميجاوات في عام 1957 ، والثاني - في عام 1959. وفقًا للتوقعات ، كانت سعة TPP كافية حتى عام 1985 لكل من المدينة والمنطقة وتوفير الكهرباء لمصنع Turgenev Light في موردوفيا.
قائمة ببليوغرافية
الكتاب المدرسي S.V. Gromov "الفيزياء ، الصف 10". موسكو: التنوير.
قاموس موسوعي لفيزيائي شاب. تكوين. V.A. شويانوف ، موسكو: علم أصول التدريس.
إليون ل. ، ويلكونز دبليو فيزياء. موسكو: العلوم.
كولتون م. عالم الفيزياء. موسكو.
مصادر الطاقة. حقائق ، مشاكل ، حلول. موسكو: العلوم والتكنولوجيا.
مصادر الطاقة غير التقليدية. موسكو: المعرفة.
Yudasin LS .. الطاقة: مشاكل وآمال. موسكو: التنوير.
بودجورني أ. طاقة الهيدروجين. موسكو: العلوم.
تطبيق
|
محطة طاقة |
مصدر الطاقة الأولية |
دارة التحويل طاقة |
مزايا |
سلبيات |
|
|
| |||||
|
| |||||
|
|
|||||
|
| |||||
|
محطة لتوليد الطاقة الحرارية الجوفية |
|
. |
|
اكمل الجملة: نظام الطاقة
|
نظام الطاقة - النظام الكهربائي لمناطق الدولة ، موصول بخطوط كهربائية عالية الجهد |
|
ما هو مصدر الطاقة لمحطة الطاقة الكهرومائية؟
| |
|
ما هي مصادر الطاقة - المتجددة أو غير المتجددة - المستخدمة في جمهورية تشوفاشيا؟ |
غير متجدد |
|
رتب بترتيب زمني مصادر الطاقة التي أصبحت متاحة للبشرية ، بدءًا من الأقدم: أ. الجر الكهربائي. الطاقة الذرية الطاقة العضلية للحيوانات الأليفة. د- الطاقة البخارية. |
|
|
قم بتسمية مصادر الطاقة المعروفة لك ، والتي سيؤدي استخدامها إلى تقليل العواقب البيئية لصناعة الطاقة الكهربائية. |
بيس محطة لتوليد الطاقة الحرارية الجوفية |
|
تحقق من الإجابات التي تظهر على الشاشة وقم بالتقييم: 5 إجابات صحيحة - 5 4 إجابات صحيحة - 4 3 إجابات صحيحة - 3 |
توليد الطاقة الكهربائية يتم توليد التيار الكهربائي في أجهزة المولدات التي تحول الطاقة من نوع أو آخر إلى طاقة كهربائية. تلعب مولدات الحث الكهروميكانيكية للتيار المتردد دورًا مهيمنًا في عصرنا. هناك ، يتم تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. يتم توليد التيار الكهربائي في أجهزة المولدات التي تحول الطاقة من نوع أو آخر إلى طاقة كهربائية. تلعب مولدات الحث الكهروميكانيكية للتيار المتردد دورًا مهيمنًا في عصرنا. هناك ، يتم تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. يتكون المولد من مولد يتكون من مغناطيس دائم يخلق مجالًا مغناطيسيًا وملفًا يتم فيه تحفيز EMF بالتناوب. مغناطيس دائم يخلق مجالًا مغناطيسيًا ، وملفًا يتم فيه تحفيز EMF بالتناوب.
المحولات TRANSFORMER هي جهاز يحول التيار المتردد لجهد واحد إلى تيار متناوب لجهد آخر بتردد ثابت. في أبسط الحالات ، يتكون المحول من قلب فولاذي مغلق ، يتم وضع ملفين بهما لفائف سلكية. تسمى إحدى اللفات المتصلة بمصدر جهد متناوب أساسي ، وتسمى الملفات التي يتصل بها "الحمل" ، أي الأجهزة التي تستهلك الكهرباء ، ثانوية. يعتمد تشغيل المحول على ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي.
توليد الكهرباء يتم توليد الكهرباء في محطات توليد الطاقة الكبيرة والصغيرة بشكل أساسي بمساعدة المولدات الحثية الكهروميكانيكية. هناك عدة أنواع من محطات الطاقة: محطات الطاقة الحرارية ، والطاقة الكهرومائية ، والنووية. محطات الطاقة الحرارية NPP GEST
استخدام الكهرباء المستهلك الرئيسي للكهرباء هو الصناعة ، التي تمثل حوالي 70٪ من الكهرباء المنتجة. النقل هو أيضا مستهلك رئيسي. يتم تحويل عدد متزايد من خطوط السكك الحديدية إلى سحب كهربائي. تحصل جميع القرى والقرى تقريبًا على الكهرباء من محطات توليد الكهرباء الحكومية لتلبية الاحتياجات الصناعية والمنزلية. يتم استخدام حوالي ثلث الكهرباء التي تستهلكها الصناعة للأغراض التكنولوجية (اللحام الكهربائي ، والتسخين الكهربائي ، وصهر المعادن ، والتحليل الكهربائي ، وما إلى ذلك).
نقل الطاقة يرتبط نقل الطاقة بخسائر ملحوظة: يقوم التيار الكهربائي بتسخين أسلاك خطوط النقل. مع أطوال الخطوط الطويلة جدًا ، يمكن أن يصبح نقل الطاقة غير مفيد اقتصاديًا. نظرًا لأن قوة التيار تتناسب مع ناتج قوة التيار والجهد ، فمن أجل الحفاظ على الطاقة المرسلة ، يجب زيادة الجهد في خط النقل. لذلك ، يتم تركيب محولات تصاعدية في محطات توليد الطاقة الكبيرة. إنها تزيد الجهد في الخط عدة مرات لأنها تقلل من التيار. من أجل الاستخدام المباشر للكهرباء ، يتم تثبيت محولات التنحي في نهايات الخط. محول متدرج محول متدرج محول متدرج إلى مستهلك مولد 11 كيلو فولت 110 كيلو فولت 35 كيلو فولت 6 كيلو فولت خط النقل خط النقل 35 كيلو فولت 6 كيلو فولت 220 فولت
الاستخدام الفعال للكهرباء يتزايد الطلب على الكهرباء باستمرار. هناك طريقتان لتلبية هذه الحاجة. الطريقة الأكثر طبيعية والأكثر طبيعية للوهلة الأولى هي بناء محطات طاقة قوية جديدة. لكن محطات الطاقة الحرارية تستهلك موارد طبيعية غير متجددة ، وتسبب أيضًا ضررًا كبيرًا للتوازن البيئي على كوكبنا. تتيح لك التكنولوجيا المتقدمة تلبية احتياجاتك من الكهرباء بطريقة مختلفة. يجب إعطاء الأولوية لزيادة كفاءة استخدام الكهرباء بدلاً من زيادة قدرة محطات الطاقة.
في الفيزياء
حول موضوع "إنتاج ونقل واستخدام الكهرباء"
تلاميذ الصف الحادي عشر أ
مذكرة تفاهم رقم المدرسة 85
كاثرين.
مخطط مجردة.
مقدمة.
1. إنتاج الكهرباء.
1. أنواع محطات التوليد.
2. مصادر الطاقة البديلة.
2. نقل الكهرباء.
محولات.
3. استخدام الكهرباء.
مقدمة.
ولدت الطاقة منذ عدة ملايين من السنين ، عندما تعلم الناس استخدام النار. أعطتهم النار الدفء والنور ، مصدر إلهام وتفاؤل ، سلاح ضد الأعداء والحيوانات البرية ، علاج ، مساعد زراعي ، مادة حافظة طعام ، أداة تكنولوجية ، إلخ.
ظهرت الأسطورة الجميلة عن بروميثيوس ، الذي أعطى الناس النار ، في اليونان القديمة في وقت متأخر كثيرًا عن أجزاء كثيرة من العالم ، حيث تم إتقان طرق التعامل المتطورة إلى حد ما مع النار ، وإنتاجها وإطفاءها ، والحفاظ على النار والاستخدام الرشيد للوقود.
لسنوات عديدة ، كان الحريق مدعومًا بحرق مصادر الطاقة النباتية (خشب ، شجيرات ، قصب ، عشب ، طحالب جافة ، إلخ) ، ثم تم اكتشاف أنه من الممكن استخدام المواد الأحفورية للحفاظ على النار: الفحم والنفط ، الصخر الزيتي ، الجفت.
اليوم ، لا تزال الطاقة هي المكون الرئيسي لحياة الإنسان. يجعل من الممكن إنشاء مواد مختلفة وهو أحد العوامل الرئيسية في تطوير التقنيات الجديدة. ببساطة ، بدون تطوير أنواع مختلفة من الطاقة ، لا يمكن للإنسان أن يعيش بشكل كامل.
توليد الطاقة.
أنواع محطات التوليد.
محطة طاقة حرارية (TPP) ، وهي محطة لتوليد الطاقة الكهربائية نتيجة لتحويل الطاقة الحرارية الناتجة عن حرق الوقود الأحفوري. ظهرت أولى محطات الطاقة الحرارية في نهاية القرن التاسع عشر واكتسبت انتشارًا سائدًا. في منتصف السبعينيات من القرن العشرين ، كانت محطات الطاقة الحرارية هي النوع الرئيسي لمحطات الطاقة.
في محطات الطاقة الحرارية ، يتم تحويل الطاقة الكيميائية للوقود أولاً إلى طاقة ميكانيكية ثم إلى طاقة كهربائية. يمكن أن يكون وقود محطة الطاقة هذه هو الفحم ، والجفت ، والغاز ، والصخر الزيتي ، وزيت الوقود.
تنقسم محطات الطاقة الحرارية إلى التكثيف(IES) مصمم لتوليد الطاقة الكهربائية فقط ، و الجمع بين محطات التدفئة والطاقة(CHP) ، ينتج بالإضافة إلى الطاقة الحرارية الكهربائية على شكل ماء ساخن وبخار. كانت IES كبيرة ذات أهمية إقليمية تسمى محطات الطاقة الإقليمية للدولة (GRES).
يظهر الرسم التخطيطي الأبسط لمحطة طاقة تعمل بالفحم في الشكل. يتم إدخال الفحم في خزان الوقود 1 ، ومنه إلى معمل التكسير 2 ، حيث يتحول إلى غبار. يدخل غبار الفحم إلى فرن مولد البخار (غلاية البخار) 3 ، والذي يحتوي على نظام من الأنابيب يتم فيه تداول المياه النقية كيميائياً ، والتي تسمى مياه التغذية. في الغلاية ، يسخن الماء ، ويتبخر ، ويتم نقل البخار المشبع المتكون إلى درجة حرارة 400-650 درجة مئوية وتحت ضغط 3-24 ميجا باسكال يتم تغذيته عبر خط البخار إلى التوربينات البخارية. 4. معلمات البخار تعتمد على قوة الوحدات.
محطات توليد الطاقة بالتكثيف الحراري ذات كفاءة منخفضة (30-40٪) ، حيث يتم فقدان معظم الطاقة مع غازات المداخن ومياه تبريد المكثف. من المفيد إنشاء CPP في المنطقة المجاورة مباشرة لمواقع استخراج الوقود. في الوقت نفسه ، يمكن أن يكون مستهلكو الكهرباء على مسافة كبيرة من المحطة.
الجمع بين محطة توليد الحرارة والطاقةيختلف عن محطة التكثيف عن طريق التوربينات الخاصة لاستعادة الحرارة مع تركيب بخار مثبت عليها. في CHPP ، يتم استخدام جزء واحد من البخار بالكامل في التوربين لتوليد الكهرباء في المولد 5 ثم يدخل المكثف 6 ، والآخر ، مع ارتفاع درجة الحرارة والضغط ، يؤخذ من المرحلة الوسيطة للتوربين و يستخدم لإمداد الحرارة بالمكثف بواسطة المضخة 7 من خلال جهاز نزع الهواء 8 ثم بواسطة مضخة التغذية 9 يتم إدخاله في مولد البخار. تعتمد كمية البخار المستخرج على احتياجات الشركات في مجال الطاقة الحرارية.
يصل معامل الكفاءة لمصنع CHP إلى 60-70٪. عادة ما يتم بناء هذه المحطات بالقرب من المستهلكين - المؤسسات الصناعية أو المناطق السكنية. في أغلب الأحيان يعملون على الوقود المستورد.
محطات توليد الطاقة الحرارية مع التوربينات الغازية(GTPP) ، بخار غاز(PGES) ومنشآت الديزل.
يتم حرق الغاز أو الوقود السائل في غرفة الاحتراق في GTPP ؛ تدخل منتجات الاحتراق بدرجة حرارة 750-900 درجة مئوية في توربين غازي يقوم بتدوير مولد كهربائي. عادة ما تكون كفاءة TPPs 26-28٪ ، وقدرتها تصل إلى عدة مئات من ميغاواط . عادة ما تستخدم GTPPs لتغطية ذروة الأحمال الكهربائية. يمكن أن تصل كفاءة CHPP إلى 42-43٪.
الأكثر اقتصادا هي محطات توليد الطاقة التوربينية البخارية الحرارية الكبيرة (TPP للاختصار). تستخدم معظم TPPs في بلدنا غبار الفحم كوقود. لتوليد 1 كيلوواط ساعة من الكهرباء ، يتم استهلاك عدة مئات من الجرامات من الفحم. في غلاية بخار ، يتم تحويل أكثر من 90٪ من الطاقة المنبعثة من الوقود إلى بخار. في التوربين ، يتم نقل الطاقة الحركية لنفاثات البخار إلى الدوار. يتم توصيل عمود التوربين بشكل صارم بعمود المولد.
التوربينات البخارية الحديثة لمحطات الطاقة الحرارية هي آلات متطورة للغاية وعالية السرعة وذات كفاءة عالية مع عمر خدمة طويل. قدرتها في تصميم عمود الماء تصل إلى مليون و 200 ألف كيلوواط ، وهذا ليس الحد الأقصى. تكون هذه الآلات دائمًا متعددة المراحل ، أي أنها عادة ما تحتوي على عدة عشرات من الأقراص ذات الشفرات الدوارة ونفس العدد ، أمام كل قرص ، مجموعات من الفوهات التي يتدفق من خلالها نفاث البخار. ينخفض ضغط البخار ودرجة الحرارة تدريجياً.
من المعروف من مقرر الفيزياء أن كفاءة المحركات الحرارية تزداد بزيادة درجة الحرارة الأولية لجسم العمل. لذلك ، يتم رفع البخار الذي يدخل التوربين إلى معايير عالية: درجة الحرارة - ما يقرب من 550 درجة مئوية والضغط - حتى 25 ميجا باسكال. يصل معامل الكفاءة لـ TPP إلى 40٪. يتم فقدان معظم الطاقة مع بخار العادم الساخن.
محطة كهرومائية (محطة الطاقة الكهرومائية) ، وهي مجموعة من الهياكل والمعدات ، يتم من خلالها تحويل طاقة تدفق المياه إلى طاقة كهربائية. تتكون محطة الطاقة الكهرومائية من دائرة سلسلة الهياكل الهيدروليكية ،توفير التركيز الضروري لتدفق المياه وإنشاء رأس ، ومعدات الطاقة التي تحول طاقة الرأس الفرعي المتحرك للماء إلى طاقة ميكانيكية للدوران ، والتي بدورها تتحول إلى طاقة كهربائية.
يتم إنشاء ضغط محطة الطاقة الكهرومائية بتركيز سقوط النهر على الجزء المستخدم من السد ، أو الاشتقاقأو السد والاشتقاق معا. توجد معدات الطاقة الرئيسية لـ HPP في مبنى HPP: في قاعة التوربينات بمحطة الطاقة - وحدات هيدروليكية ،المعدات المساعدة وأجهزة التحكم والمراقبة الأوتوماتيكية ؛ في المركز المركزي لوحة التحكمعامل المرسل أو مشغل السيارات لمحطة الطاقة الكهرومائية.التعزيز المحولات الفرعيةتقع داخل مبنى محطة الطاقة الكهرومائية ، وفي المباني المنفصلة أو في المناطق المفتوحة. المفاتيحغالبًا ما يقع في منطقة مفتوحة. يمكن تقسيم مبنى HPP إلى أقسام بها وحدة واحدة أو أكثر ومعدات مساعدة ، منفصلة عن الأجزاء المجاورة للمبنى. في مبنى محطة الطاقة الكهرومائية أو في الداخل ، يتم إنشاء موقع تجميع لتجميع وإصلاح المعدات المختلفة وللعمليات المساعدة لصيانة محطة الطاقة الكهرومائية.
الطاقة المركبة (في ميغاواط)التمييز بين محطات الطاقة الكهرومائية قوي(أكثر من 250) ، معدل(حتى 25) و صغير(ما يصل الى 5). تعتمد قوة محطة الطاقة الكهرومائية على الرأس (الفرق في مستويات المنبع والمصب ), معدل تدفق المياه المستخدمة في التوربينات الهيدروليكية وكفاءة الوحدة الهيدروليكية. لعدد من الأسباب (بسبب ، على سبيل المثال ، التغيرات الموسمية في مستوى المياه في الخزانات ، وتغير حمولة نظام الطاقة ، وإصلاح الوحدات الهيدروليكية أو الهياكل الهيدروليكية ، وما إلى ذلك) ، وضغط ومعدل تدفق المياه تتغير باستمرار ، وبالإضافة إلى ذلك ، يتغير معدل التدفق عند تنظيم قوة HPP. التمييز بين الدورات السنوية والأسبوعية واليومية لوضع تشغيل HPP.
ينقسم الضغط الأقصى المستخدم لمحطة الطاقة الكهرومائية إلى ضغط مرتفع(أكثر من 60 م) ، ضغط متوسط(من 25 إلى 60 م)و ضغط منخفض(من 3 إلى 25 م).نادرا ما يتجاوز عدد الرؤوس 100 في الأنهار المسطحة مفي المناطق المرتفعة عن طريق السد ، من الممكن تكوين رؤوس تصل إلى 300 موأكثر من ذلك وبمساعدة الاشتقاق - حتى 1500 م.التقسيم الفرعي لمحطة الطاقة الكهرومائية بواسطة الرأس المستخدم تقريبي ومشروط.
من حيث استخدام الموارد المائية وتركيز الضغط ، عادة ما يتم تقسيم محطات الطاقة الكهرومائية إلى قناة, سد, مشتق مع الضغط واشتقاق التدفق الحر ، مختلط ، تخزين بالضخو المد والجزر.
في قاع النهر والقرب من السد HPPs ، يتم إنشاء ضغط المياه بواسطة السد ، الذي يسد النهر ويرفع منسوب المياه في البركة العلوية. في هذه الحالة ، فإن بعض الفيضانات في وادي النهر أمر لا مفر منه. يجري بناء محطات توليد الطاقة الكهرومائية في مجرى النهر والقرب من السد على أنهار منبسطة وعالية المياه وعلى الأنهار الجبلية ، في الوديان الضيقة المضغوطة. بالنسبة لمحطات الطاقة الكهرومائية الجارية في النهر ، ضغوط تصل إلى 30-40 م.
عند الضغط العالي ، يتضح أنه من غير المناسب نقل ضغط الماء الهيدروستاتيكي إلى مبنى HPP. في هذه الحالة ، اكتب سدمحطة طاقة كهرومائية ، حيث يتم سد واجهة الضغط بواسطة سد بطولها بالكامل ، يقع مبنى محطة الطاقة الكهرومائية خلف السد ، بجوار مجرى النهر.
نوع آخر من التخطيط سدتتوافق محطة الطاقة الكهرومائية مع ظروف الجبال مع تدفقات نهرية منخفضة نسبيًا.
الخامس اشتقاقييتم إنشاء تركيز محطة الطاقة الكهرومائية لسقوط النهر من خلال الاشتقاق ؛ يتم تحويل المياه في بداية القسم المستخدم من النهر من قناة النهر بواسطة قناة ، مع منحدر أقل بكثير من متوسط منحدر النهر في هذا القسم ومع استقامة الانحناءات والمنعطفات في القناة. يتم إحضار نهاية الاشتقاق إلى موقع مبنى محطة الطاقة الكهرومائية. إما أن يتم إعادة مياه الصرف إلى النهر أو تغذيتها إلى محطة الطاقة الكهرومائية التحويلية التالية. يكون الاشتقاق مفيدًا عندما يكون منحدر النهر كبيرًا.
تحتل مكانة خاصة بين محطات الطاقة الكهرومائية محطات توليد الطاقة التخزينية التي يتم ضخها(PSPP) و محطات طاقة المد والجزر(بيس). يرجع إنشاء PSPP إلى الطلب المتزايد على ذروة الطاقة في أنظمة الطاقة الكبيرة ، والتي تحدد قدرة التوليد المطلوبة لتغطية أحمال الذروة. تعتمد قدرة PSPP على تجميع الطاقة على حقيقة أن الكهرباء المجانية في نظام الطاقة لفترة زمنية معينة يتم استخدامها بواسطة وحدات PSPP ، والتي تعمل في وضع المضخة ، وتضخ المياه من الخزان إلى حوض التخزين العلوي . خلال فترات ذروة الحمل ، يتم إرجاع الطاقة المتراكمة إلى نظام الطاقة (يدخل الماء من الحوض العلوي في خط أنابيب الضغط ويقوم بتدوير الوحدات الهيدروليكية التي تعمل في وضع المولد الحالي).
تحويل طاقة المد والجزر إلى طاقة كهربائية. يمكن استخدام الكهرباء من محطات توليد الطاقة الكهرومائية المدية ، بسبب بعض الخصائص المرتبطة بالطبيعة الدورية للمد والجزر ، في أنظمة الطاقة فقط بالتزامن مع طاقة محطات الطاقة المنظمة ، والتي تعوض فجوات الطاقة لمحطات توليد الطاقة المدية أثناء اليوم أو الأشهر.
إن أهم ميزة لموارد الطاقة الكهرومائية مقارنة بمصادر الوقود والطاقة هي قابليتها للتجديد المستمر ، حيث إن نقص الطلب على الوقود لمحطات الطاقة الكهرومائية يحدد التكلفة المنخفضة للكهرباء المولدة في محطات الطاقة الكهرومائية. لذلك ، فإن إنشاء محطة للطاقة الكهرومائية ، على الرغم من الاستثمارات الرأسمالية المحددة والمحددة لـ 1 كولقد تم إعطاء السعة المحددة وفترة البناء الطويلة أهمية كبيرة ، خاصة عندما ترتبط بموقع الصناعات المستهلكة للطاقة.
محطة طاقة نووية (NPP) ، وهي محطة لتوليد الطاقة يتم فيها تحويل الطاقة الذرية (النووية) إلى طاقة كهربائية. مولد الطاقة في محطة للطاقة النووية هو مفاعل نووي. يتم تحويل الحرارة المنبعثة في المفاعل نتيجة تفاعل متسلسل للانشطار النووي لبعض العناصر الثقيلة ، كما هو الحال في محطات الطاقة الحرارية التقليدية (TPP) ، إلى كهرباء. على عكس محطات الطاقة الحرارية التي تعمل بالوقود الأحفوري ، تعمل محطة للطاقة النووية وقود نووي(استنادًا إلى 233U ، 235U ، 239Pu) لقد ثبت أن موارد الطاقة في العالم من الوقود النووي (اليورانيوم والبلوتونيوم ، إلخ) تتجاوز بشكل كبير موارد الطاقة للاحتياطيات الطبيعية للوقود العضوي (النفط والفحم والغاز الطبيعي ، إلخ. ). هذا يفتح آفاقًا واسعة لتلبية الطلب المتزايد بسرعة على الوقود. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري مراعاة الحجم المتزايد باستمرار لاستهلاك الفحم والنفط للأغراض التكنولوجية للصناعة الكيميائية العالمية ، والتي أصبحت منافسًا جادًا لـ محطات توليد الطاقة الحرارية. على الرغم من اكتشاف رواسب وقود أحفوري جديدة وتحسين طرق استخراجه ، إلا أن هناك اتجاهًا في العالم نحو زيادة نسبية في تكلفته. وهذا يخلق أصعب الظروف للبلدان ذات الاحتياطيات المحدودة من الوقود العضوي. هناك حاجة واضحة لتطوير أسرع للطاقة النووية ، والتي تحتل بالفعل مكانة ملحوظة في ميزان الطاقة لعدد من البلدان الصناعية في العالم.
يظهر الشكل التخطيطي لمحطة طاقة نووية بها مفاعل نووي مبرد بالماء. 2-الحرارة المتولدة في منطقة نشطةمفاعل المبرديتم امتصاصه من خلال الدائرة الأولية للمياه ، والتي يتم ضخها من خلال المفاعل بواسطة مضخة دورانية.يدخل الماء الساخن من المفاعل إلى المبادل الحراري (مولد البخار) 3, حيث تنقل الحرارة المستلمة في المفاعل إلى ماء الدائرة الثانية. يتبخر الماء في الدائرة الثانية في مولد البخار ، ويتشكل البخار الذي يدخل التوربين بعد ذلك 4.
في أغلب الأحيان ، تستخدم 4 أنواع من المفاعلات الحرارية في محطات الطاقة النووية:
1) مبرد بالماء بالماء العادي كمهدئ وحامل حرارة ؛
2) الجرافيت المياه مع مبرد المياه ومعدل الجرافيت ؛
3) الماء الثقيل مع مبرد الماء والماء الثقيل كمهدئ ؛
4) الجرافيت - غاز مع ناقل حرارة غاز ومعدل الجرافيت.
يتم تحديد اختيار نوع المفاعل السائد بشكل أساسي من خلال الخبرة المتراكمة في حامل المفاعل ، فضلاً عن توفر المعدات الصناعية والمواد الخام اللازمة ، إلخ.
المنشئ والأنظمة التي تخدمه تشمل: المفاعل نفسه مع الحماية البيولوجية , المبادلات الحرارية أو المضخات أو منشآت نفخ الغاز التي تقوم بتدوير المبرد وخطوط الأنابيب وصمامات الدائرة وأجهزة إعادة شحن الوقود النووي وأنظمة التهوية الخاصة والتبريد في حالات الطوارئ وما إلى ذلك.
لحماية أفراد NPP من التعرض للإشعاع ، فإن المفاعل محاط بحماية بيولوجية ، والمواد الرئيسية لها هي الخرسانة والماء ورمل السربنتين. يجب أن تكون معدات دائرة المفاعل مغلقة تمامًا. يُتوخى نظام لرصد أماكن التسرب المحتمل لمبرد ، ويتم اتخاذ التدابير بحيث يؤدي ظهور عدم الكثافة والتمزق في الدائرة إلى انبعاثات مشعة وتلوث مباني محطة الطاقة النووية والمنطقة المحيطة بها. يتم إزالة الهواء المشع وكمية صغيرة من أبخرة المبرد الناتجة عن التسربات من الدائرة من الأماكن غير المراقبة لمحطة الطاقة النووية بنظام تهوية خاص ، حيث يتم توفير فلاتر التنقية وخزانات التخزين لاستبعاد احتمال التلوث الجوي. تتم مراقبة تنفيذ قواعد السلامة الإشعاعية من قبل موظفي NPP بواسطة خدمة التحكم في الجرعات.
إن وجود التدريع البيولوجي والتهوية الخاصة وأنظمة التبريد في حالات الطوارئ وخدمة التحكم في قياس الجرعات يجعل من الممكن توفير الحماية الكاملة للعاملين في محطة الطاقة النووية من الآثار الضارة للإشعاع المشع.
تمتلك محطات الطاقة النووية ، وهي أحدث أنواع محطات الطاقة ، عددًا من المزايا المهمة مقارنة بأنواع محطات الطاقة الأخرى: في ظل ظروف التشغيل العادية ، لا تلوث البيئة مطلقًا ، ولا تتطلب الرجوع إلى مصدر للمواد الخام وبالتالي ، يمكن تحديد موقعه في كل مكان تقريبًا. تتمتع وحدات الطاقة الجديدة بقدرة مساوية تقريبًا لتلك الخاصة بمحطة طاقة كهرومائية متوسطة ، ومع ذلك ، فإن معدل استخدام السعة المركبة في محطة طاقة نووية (80٪) يتجاوز بشكل كبير هذا المؤشر لمحطة طاقة كهرومائية أو محطة طاقة حرارية.
في ظل ظروف التشغيل العادية ، لا تعاني محطات الطاقة النووية عمليًا من عيوب كبيرة. ومع ذلك ، لا يسع المرء إلا أن يلاحظ خطر محطات الطاقة النووية في ظل ظروف القوة القاهرة المحتملة: الزلازل والأعاصير وما إلى ذلك - هنا تشكل النماذج القديمة لوحدات الطاقة الخطر المحتمل للتلوث الإشعاعي للمناطق بسبب ارتفاع درجة حرارة المفاعل غير المنضبط.
مصادر طاقه بديله.
طاقة الشمس.
في الآونة الأخيرة ، ازداد الاهتمام بمشكلة استخدام الطاقة الشمسية بشكل حاد ، لأن الإمكانات المحتملة للطاقة القائمة على استخدام الإشعاع الشمسي المباشر كبيرة للغاية.
أبسط مجمع للإشعاع الشمسي هو لوح معدني أسود (عادة من الألمنيوم) ، يوجد بداخله الأنابيب بسائل يدور فيه. يتم تسخينه بواسطة الطاقة الشمسية التي يمتصها المجمع ، ويتم توفير السائل للاستخدام المباشر.
الطاقة الشمسية هي واحدة من أكثر أنواع إنتاج الطاقة كثافة في استخدام المواد. يستلزم الاستخدام الواسع النطاق للطاقة الشمسية زيادة هائلة في الحاجة إلى المواد ، وبالتالي ، موارد العمالة لاستخراج المواد الخام ، وإثرائها ، وإنتاج المواد ، وتصنيع المروحيات ، والمجمعات ، وغيرها من المعدات ، وسائل النقل.
حتى الآن ، تعد الطاقة الكهربائية الناتجة عن أشعة الشمس أغلى بكثير من تلك التي يتم الحصول عليها بالطرق التقليدية. يأمل العلماء أن تساعد التجارب التي سيجرونها على المنشآت والمحطات التجريبية ليس فقط في حل المشكلات الفنية ، ولكن أيضًا المشكلات الاقتصادية.
طاقة الرياح.
طاقة هائلة لتحريك الكتل الهوائية. تزيد احتياطيات طاقة الرياح بأكثر من مائة مرة عن احتياطيات الطاقة الكهرومائية لجميع الأنهار على هذا الكوكب. الرياح دائمة وفي كل مكان على الأرض. تجعل الظروف المناخية من الممكن تطوير طاقة الرياح في منطقة شاسعة.
في الوقت الحاضر ، تغطي محركات الرياح فقط واحدًا من الألف من احتياجات الطاقة في العالم. لذلك ، في إنشاء هياكل قلب عجلة الرياح لأي محطة طاقة رياح ، يشارك متخصصون في الطائرات ، والذين يكونون قادرين على اختيار ملف تعريف الشفرة الأنسب لدراستها في نفق هوائي. من خلال جهود العلماء والمهندسين ، تم إنشاء مجموعة متنوعة من تصميمات توربينات الرياح الحديثة.
طاقة الأرض.
لطالما كان الناس على دراية بالمظاهر العفوية للطاقة العملاقة الكامنة في أحشاء الأرض. تحتفظ ذاكرة البشرية بالأساطير حول الانفجارات البركانية الكارثية ، التي أودت بحياة الملايين من البشر ، وغيرت مظهر العديد من الأماكن على الأرض بشكل لا يمكن التعرف عليه. إن قوة ثوران البركان الصغير نسبيًا هائلة ، فهي أعلى بعدة مرات من قوة أكبر محطات توليد الطاقة التي أنشأتها الأيدي البشرية. صحيح ، ليست هناك حاجة للحديث عن الاستخدام المباشر لطاقة الانفجارات البركانية ، حتى الآن لا تتاح للناس الفرصة لكبح هذا العنصر المتمرد.
إن طاقة الأرض مناسبة ليس فقط لتدفئة المباني ، كما هو الحال في أيسلندا ، ولكن أيضًا لتوليد الكهرباء ، حيث تعمل محطات الطاقة التي تستخدم مصادر ساخنة تحت الأرض لفترة طويلة. تم بناء أول محطة للطاقة من هذا النوع ، ولا تزال منخفضة الطاقة ، في عام 1904 في بلدة Larderello الإيطالية الصغيرة. تدريجيًا ، زادت سعة محطة الطاقة ، وتم تشغيل المزيد والمزيد من الوحدات الجديدة ، واستخدمت مصادر جديدة للمياه الساخنة ، واليوم وصلت طاقة المحطة بالفعل إلى قيمة مثيرة للإعجاب تبلغ 360 ألف كيلوواط.
نقل الكهرباء.
محولات.
لقد اشتريت ثلاجة ZIL. حذرك البائع من أن الثلاجة مصممة لجهد 220 فولت وأن جهد التيار الكهربائي 127 فولت في منزلك. لا على الاطلاق. عليك فقط تقديم تكلفة إضافية وشراء محول.
محول- جهاز بسيط للغاية يسمح لك بزيادة الجهد وتقليله. يتم إجراء تحويل التيار المتردد باستخدام المحولات. لأول مرة ، تم استخدام المحولات في عام 1878 من قبل العالم الروسي P.N. Yablochkov لتشغيل "الشموع الكهربائية" التي اخترعها ، وهي مصدر ضوء كان جديدًا في ذلك الوقت. تم تطوير فكرة P.N. Yablochkov بواسطة موظف في جامعة موسكو I.F. Usagin ، الذي صمم محولات محسنة.
يتكون المحول من قلب حديدي مغلق ، حيث يتم وضع ملفين (أكثر في بعض الأحيان) مع لفات سلكية (الشكل 1). أحد اللفات ، يسمى الأساسي ، متصل بمصدر جهد متناوب. يُطلق على الملف الثاني ، الذي يتصل به "الحمل" ، أي الأجهزة والأجهزة التي تستهلك الكهرباء ، اسم ثانوي.
الشكل 1 الشكل 2
يوضح الشكل 2 رسمًا تخطيطيًا لجهاز محول ذي لفتين ، ويظهر الشكل التقليدي المعتمد له في الشكل. 3.
يعتمد تشغيل المحول على ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي. عندما يمر تيار متناوب عبر الملف الأولي ، يظهر تدفق مغناطيسي متناوب في قلب الحديد ، مما يثير EMF للحث في كل ملف. هالخامسيتم تحديد أي منعطف في الملف الأولي أو الثانوي وفقًا لقانون فاراداي من خلال الصيغة:
ه = -Δ F /Δ ر
لو F= Ф0соsωt ، إذن
ه = ω Ф0الخطيئةω ر، أو
ه =هالخطيئةω ر,
أين ه= ω Ф0 - سعة EMF في دورة واحدة.
في الملف الأولي لها n1يتحول ، مجموع EMF من الاستقراء ه1 يساوي n1e.
اللف الثانوي ممتلئ EMF. ه 2يساوي n2eأين n2- عدد لفات هذا الملف.
ومن ثم يتبع ذلك
ه1 e2 = n1p2. (1)
مجموع الجهد ش1 , تطبق على اللف الأساسي ، والمجالات الكهرومغناطيسية ه1 يجب أن يكون مساويًا لانخفاض الجهد في الملف الأولي:
ش1 + ه1 = أنا1 ص1 , أين ص1 هي المقاومة النشطة لللف ، و أنا1 - شدة التيار فيه. هذه المعادلة تتبع مباشرة من المعادلة العامة. عادة ما تكون مقاومة اللف صغيرة أنا1 ص1 يمكن إهمالها. لهذا السبب
ش1 ≈ -ه1 . (2)
عندما يكون الملف الثانوي للمحول مفتوحًا ، لا يتدفق التيار فيه ، وتحدث العلاقة التالية:
ش2 ≈ - ه2 . (3)
منذ القيم اللحظية من المجالات الكهرومغناطيسية ه1 و ه2 التغيير في المرحلة ، ثم يمكن استبدال نسبتها في الصيغة (1) بنسبة القيم الفعالة ه1 وه2 هذه المجالات الكهرومغناطيسية أو ، مع مراعاة المساواة (2) و (3) ، نسبة القيم الفعالة للجهود U 1 و أنت 2 .
يو 1 / ش 2 = ه1 / ه2 = ن1 / ن2 = ك. (4)
الحجم كتسمى نسبة التحول. لو ك> 1 ، ثم المحول هو تنحى متى ك<1 - مقوي.
عندما يتم إغلاق دائرة اللف الثانوي ، يتدفق التيار فيها. ثم العلاقة ش2 ≈ - ه2 لم تعد راضية تمامًا ، وبالتالي فإن العلاقة بين U 1 و أنت 2 يصبح أكثر تعقيدًا مما ورد في المعادلة (4).
وفقًا لقانون الحفاظ على الطاقة ، يجب أن تكون الطاقة في الدائرة الأولية مساوية لقوة الدائرة الثانوية:
يو 1 أنا1 = يو 2 أنا2, (5)
أين أنا1 و أنا2 - القيم الفعالة للقوة في اللفات الأولية والثانوية.
ومن ثم يتبع ذلك
يو 1 / ش 2 = أنا1 / أنا2 . (6)
هذا يعني أنه من خلال زيادة الجهد عدة مرات بمساعدة المحول ، فإن الغسل سيقلل من القوة الحالية بنفس المقدار (والعكس صحيح).
بسبب الفقد الحتمي للطاقة من أجل إطلاق الحرارة في اللفات ولب الحديد ، يتم تحقيق المعادلتين (5) و (6) تقريبًا. ومع ذلك ، في المحولات الحديثة عالية الطاقة ، لا تتجاوز الخسائر الإجمالية 2-3٪.
في الممارسة اليومية ، غالبًا ما يتعين على المرء التعامل مع المحولات. بالإضافة إلى تلك المحولات التي نستخدمها بمحض إرادتنا بسبب حقيقة أن الأجهزة الصناعية مصممة لجهد واحد ، وأخرى تستخدم في شبكة المدينة ، بخلاف ذلك يتعين علينا التعامل مع بكرات السيارات. البكرة عبارة عن محول تصعيد. لإنشاء شرارة تشعل مزيج العمل ، يلزم وجود جهد عالٍ ، نتلقاها من بطارية السيارة ، بعد أن قمنا مسبقًا بتحويل التيار المباشر للبطارية إلى تيار متناوب بمساعدة قاطع. والعكس صحيح.
محولات التدرج مطلوبة لآلات اللحام. هناك حاجة إلى تيارات قوية جدًا للحام ، ومحول آلة اللحام له دورة إخراج واحدة فقط.
ربما لاحظت أن قلب المحول مصنوع من صفائح رقيقة من الفولاذ. يتم ذلك حتى لا تضيع الطاقة عند تحويل الجهد. ستلعب تيارات إيدي دورًا أقل في مادة الألواح مقارنة بالمواد الصلبة.
في المنزل ، أنت تتعامل مع محولات صغيرة. أما المحولات القوية فهي هياكل ضخمة. في هذه الحالات ، يتم وضع قلب اللفات في خزان مملوء بزيت التبريد.
نقل الكهرباء
هناك مستهلكون للكهرباء في كل مكان. يتم إنتاجه في أماكن قليلة نسبيًا بالقرب من مصادر الوقود والموارد المائية. لذلك ، يصبح من الضروري نقل الكهرباء لمسافات تصل أحيانًا إلى مئات الكيلومترات.
لكن نقل الكهرباء عبر مسافات طويلة يرتبط بخسائر ملحوظة. الحقيقة هي أن التيار يسخنهم بالتدفق على طول خطوط الكهرباء. وفقًا لقانون Joule-Lenz ، يتم تحديد الطاقة المستهلكة في تسخين أسلاك الخط بواسطة الصيغة
حيث R هي مقاومة الخط. مع طول الخط الطويل ، يمكن أن يصبح نقل الطاقة بشكل عام غير مربح اقتصاديًا. لتقليل الخسائر ، من الممكن بالطبع اتباع مسار تقليل خط المقاومة عن طريق زيادة مساحة المقطع العرضي للأسلاك. ولكن لتقليل R ، على سبيل المثال ، بمعامل 100 ، من الضروري زيادة كتلة السلك أيضًا بمعامل 100. من الواضح أنه لا يمكن السماح بمثل هذا الاستهلاك الكبير من المعادن غير الحديدية باهظة الثمن ، ناهيك عن صعوبات تأمين الأسلاك الثقيلة في الصواري العالية ، وما إلى ذلك. لذلك ، يتم تقليل فقد الطاقة في الخط بطريقة أخرى: عن طريق تقليل التيار على الخط. على سبيل المثال ، يؤدي تقليل التيار بمقدار 10 إلى تقليل كمية الحرارة المنبعثة في الموصلات بمعامل 100 ، أي أن نفس التأثير يتحقق من ترجيح السلك بمئة ضعف.
نظرًا لأن قوة التيار تتناسب مع ناتج قوة التيار والجهد ، فمن أجل الحفاظ على الطاقة المرسلة ، من الضروري زيادة الجهد في خط النقل. علاوة على ذلك ، كلما زاد طول خط النقل ، كلما كان استخدام الجهد العالي أكثر ربحية.على سبيل المثال ، في خط نقل الجهد العالي Volzhskaya HPP - موسكو ، يتم استخدام جهد 500 كيلو فولت. وفي الوقت نفسه ، تقوم المولدات ببناء جهد لا يتجاوز 16-20 كيلو فولت ، لأن الجهد العالي يتطلب تدابير خاصة أكثر تعقيدًا لعزل اللفات والأجزاء الأخرى من المولدات.
لذلك ، يتم تركيب محولات تصاعدية في محطات توليد الطاقة الكبيرة. يزيد المحول الجهد في الخط عدة مرات كما يقلل من التيار. في الوقت نفسه ، تكون خسائر الطاقة صغيرة.
من أجل الاستخدام المباشر للكهرباء في محركات المحرك الكهربائي لأدوات الماكينة وشبكة الإضاءة ولأغراض أخرى ، يجب خفض الجهد في نهايات الخط. يتم تحقيق ذلك باستخدام محولات التدريج. علاوة على ذلك ، عادة ما يكون هناك انخفاض في الجهد ، وبالتالي ، تحدث زيادة في القوة الحالية على عدة مراحل. في كل مرحلة ، يصبح الجهد أقل وأقل ، وتصبح المنطقة التي تغطيها الشبكة الكهربائية أوسع. يظهر الرسم التخطيطي لنقل وتوزيع الكهرباء في الشكل.
ترتبط محطات الطاقة في عدد من مناطق البلاد بخطوط نقل عالية الجهد ، وتشكل شبكة طاقة مشتركة ، يتصل بها المستهلكون. هذا المزيج يسمى نظام الطاقة. يضمن نظام الطاقة إمدادًا غير منقطع بالطاقة للمستهلكين بغض النظر عن موقعهم.
استخدام الكهرباء.
استخدام الكهرباء في مختلف مجالات العلوم.
لقد أصبح القرن العشرون قرنًا يغزو فيه العلم جميع مجالات المجتمع: الاقتصاد ، والسياسة ، والثقافة ، والتعليم ، إلخ. بطبيعة الحال ، يؤثر العلم بشكل مباشر على تطوير الطاقة ونطاق الكهرباء. من ناحية ، يساهم العلم في توسيع نطاق تطبيق الطاقة الكهربائية وبالتالي زيادة استهلاكها ، ولكن من ناحية أخرى ، في عصر يكون فيه الاستخدام غير المحدود لموارد الطاقة غير المتجددة خطيرًا على الأجيال القادمة ، أصبحت مهام تطوير التقنيات الموفرة للطاقة وتنفيذها من المهام الملحة للعلم.
لنفكر في هذه الأسئلة بأمثلة محددة. يتم تحقيق حوالي 80٪ من النمو في الناتج المحلي الإجمالي (الناتج المحلي الإجمالي) في البلدان المتقدمة من خلال الابتكارات التقنية ، التي يرتبط الجزء الرئيسي منها باستخدام الكهرباء. كل ما هو جديد في الصناعة والزراعة والحياة اليومية يأتي إلينا بفضل التطورات الجديدة في مختلف فروع العلوم.
تبدأ معظم الأبحاث العلمية بالحسابات النظرية. ولكن إذا تم إجراء هذه الحسابات في القرن التاسع عشر بمساعدة القلم والورقة ، ففي عصر الثورة العلمية والتكنولوجية (الثورة العلمية والتقنية) كل الحسابات النظرية واختيار وتحليل البيانات العلمية وحتى التحليل اللغوي للأدب. تتم الأعمال بمساعدة أجهزة الكمبيوتر (أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية) التي تعمل على الطاقة الكهربائية ، وهي الأكثر ملاءمة لنقلها عبر مسافة واستخدامها. ولكن إذا تم استخدام أجهزة الكمبيوتر في البداية لإجراء العمليات الحسابية العلمية ، فقد ظهرت أجهزة الكمبيوتر الآن من العلم.
يتم استخدامها الآن في جميع مجالات النشاط البشري: لتسجيل المعلومات وتخزينها ، وإنشاء المحفوظات ، وإعداد النصوص وتحريرها ، وأداء أعمال الرسم والرسومات ، وأتمتة الإنتاج والزراعة. تعد الإلكترون وأتمتة الإنتاج من أهم نتائج الثورة "الصناعية الثانية" أو "الإلكترونية الدقيقة" في اقتصاد البلدان المتقدمة. يرتبط تطوير الأتمتة المعقدة ارتباطًا مباشرًا بالإلكترونيات الدقيقة ، وقد بدأت مرحلة جديدة نوعيًا منها بعد اختراع معالج دقيق في عام 1971 - وهو جهاز منطقي إلكتروني دقيق مدمج في أجهزة مختلفة للتحكم في عملها.
تسارعت المعالجات الدقيقة في نمو الروبوتات. تنتمي معظم الروبوتات المستخدمة اليوم إلى الجيل الأول المزعوم وتستخدم في اللحام والقطع والضغط والطلاء ، إلخ. تم تجهيز روبوتات الجيل الثاني التي تحل محلها بأجهزة للتعرف على البيئة. Arobots - سوف "يرى" "مثقفو" الجيل الثالث ، "يشعر" ، "يسمع". يسمي العلماء والمهندسون الطاقة النووية ، واستكشاف الفضاء ، والنقل ، والتجارة ، والتخزين ، والخدمات الطبية ، ومعالجة النفايات ، والموارد المحيطية باعتبارها المجالات الأكثر أولوية بالنسبة للروبوتات. تعمل غالبية الروبوتات بالطاقة الكهربائية ، ولكن الزيادة في استهلاك الطاقة بواسطة الروبوتات يقابلها انخفاض في استهلاك الطاقة في العديد من عمليات الإنتاج كثيفة الاستهلاك للطاقة من خلال إدخال أساليب أكثر عقلانية وعمليات تكنولوجية جديدة موفرة للطاقة.
لكن بالعودة إلى العلم ، يتم التحقق من جميع التطورات النظرية الجديدة تجريبياً بعد إجراء حسابات على الكمبيوتر. وكقاعدة عامة ، في هذه المرحلة ، يتم إجراء البحث باستخدام القياسات الفيزيائية والتحليلات الكيميائية وما إلى ذلك. هنا ، أدوات البحث العلمي متنوعة - العديد من أدوات القياس ، المسرعات ، المجاهر الإلكترونية ، التصوير المقطعي بالرنين المغناطيسي ، إلخ. يعمل الجزء الرئيسي من هذه الأدوات من العلوم التجريبية على الطاقة الكهربائية.
يتطور العلم بسرعة كبيرة في مجال الاتصالات والاتصالات. لا تستخدم الاتصالات عبر الأقمار الصناعية فقط كوسيلة للاتصال الدولي ، ولكن أيضًا في الحياة اليومية - أطباق الأقمار الصناعية ليست شائعة في مدينتنا. يمكن لوسائل الاتصال الجديدة ، مثل تقنية الألياف ، أن تقلل بشكل كبير من فقد الطاقة أثناء نقل الإشارة عبر مسافات طويلة.
لم يمر العلم ومجال الإدارة. مع تطور الثورة العلمية والتكنولوجية ، وتوسيع مجالات الإنتاج وغير الإنتاج للنشاط البشري ، بدأت الإدارة في لعب دور متزايد الأهمية في زيادة كفاءتها. من نوع من الفن ، حتى وقت قريب استنادًا إلى الخبرة والحدس ، تحولت الإدارة في نشيدني إلى علم. يُطلق على علم الإدارة والقوانين العامة لاستلام المعلومات وتخزينها ونقلها ومعالجتها علم التحكم الآلي. يأتي هذا المصطلح من الكلمات اليونانية "helmsman" ، "helmsman" ، وهو موجود في أعمال الفلاسفة اليونانيين القدماء. ومع ذلك ، فقد حدثت إعادة ميلاده بالفعل في عام 1948 ، بعد نشر كتاب "علم التحكم الآلي" للعالم الأمريكي نوربرت وينر.
قبل بدء ثورة "الإنترنت" ، لم يكن هناك سوى المعلوماتية الورقية ، التي كانت الوسيلة الرئيسية لإدراكها العقل البشري ، والتي لم تكن تستخدم الكهرباء. أنتجت الثورة "السيبرانية" نوعًا مختلفًا تمامًا من المعلوماتية الآلية ، والتي تتوافق مع التدفقات الهائلة المتزايدة للمعلومات ، ومصدر الطاقة من أجلها الكهرباء. وسائل جديدة تمامًا للحصول على المعلومات ، وتراكمها ومعالجتها ونقلها ، والتي تشكل معًا تم إنشاء بنية معلومات معقدة. وهي تشمل ACS (أنظمة التحكم الآلي) ، وبنوك بيانات المعلومات ، وقواعد المعلومات الآلية ، ومراكز الكمبيوتر ، ومحطات الفيديو ، وآلات التصوير ، وآلات التصوير الضوئي ، وأنظمة المعلومات الوطنية ، وأنظمة اتصالات الألياف الضوئية عالية السرعة عبر الأقمار الصناعية - كل هذا أدى إلى توسيع نطاق بلا حدود استخدام الكهرباء.
يعتقد العديد من العلماء أننا في هذه الحالة نتحدث عن حضارة "المعلومات" الجديدة ، لتحل محل التنظيم التقليدي لمجتمع من النوع الصناعي. يتميز هذا التخصص بالسمات الهامة التالية:
· التوزيع الواسع لتكنولوجيا المعلومات في الإنتاج المادي وغير المادي وفي مجالات العلوم والتعليم والرعاية الصحية وما إلى ذلك.
· وجود شبكة واسعة من بنوك البيانات المختلفة ، بما في ذلك الاستخدام العام.
· تحويل المعلومات إلى أحد أهم عوامل التنمية الاقتصادية والوطنية والشخصية.
· التداول الحر للمعلومات في المجتمع.
أصبح هذا الانتقال من مجتمع صناعي إلى "حضارة معلومات" ممكنًا إلى حد كبير بسبب تطور الطاقة وتوفير شكل مناسب من الطاقة في النقل والاستخدام - الطاقة الكهربائية.
الكهرباء في الإنتاج.
لا يمكن تخيل المجتمع الحديث بدون كهربة أنشطة الإنتاج. في نهاية الثمانينيات ، تم تنفيذ أكثر من ثلث استهلاك الطاقة في العالم على شكل طاقة كهربائية. بحلول بداية القرن القادم ، قد ترتفع هذه الحصة إلى 1/2. ترتبط هذه الزيادة في استهلاك الكهرباء بشكل أساسي بزيادة استهلاكها في الصناعة. يعمل الجزء الأكبر من المؤسسات الصناعية على الطاقة الكهربائية. يعتبر استهلاك الطاقة المرتفع نموذجيًا للصناعات كثيفة الاستهلاك للطاقة مثل الصناعات المعدنية والألمنيوم وبناء الآلات.
الكهرباء في المنزل.
الكهرباء في الحياة اليومية هي مساعد لا غنى عنه. كل يوم نتعامل معها ، وربما لا يمكننا بالفعل تخيل حياتنا بدونها. تذكر عندما أطفأت الضوء آخر مرة ، أي أن منزلك لم يتلق كهرباء ، تذكر كيف أقسمت أنك لا تفعل أي شيء وأنك بحاجة إلى إضاءة ، فأنت بحاجة إلى تلفزيون وغلايات ومجموعة من الأجهزة الكهربائية الأخرى. بعد كل شيء ، إذا قمنا بإيقاف الطاقة إلى الأبد ، فسنعود ببساطة إلى تلك العصور القديمة عندما كان الطعام يُطهى على النار ونعيش في عربات باردة.
يمكن تغطية أهمية الكهرباء في حياتنا بقصيدة كاملة ، فهي مهمة جدًا في حياتنا ونحن معتادون عليها. على الرغم من أننا لم نعد نلاحظ أن الأمر يتعلق بمنازلنا ، عندما يتم إيقاف تشغيله ، فإنه يصبح غير مريح للغاية.
نقدر الكهرباء!
فهرس.
1. كتاب مدرسي لـ S.V. Gromov "الفيزياء ، الصف 10". موسكو: التنوير.
2. قاموس موسوعي لفيزيائي شاب. تكوين. V.A. شويانوف ، موسكو: علم أصول التدريس.
3. Ellion L. ، Wilcons U ... Physics. موسكو: العلوم.
4. KoltunM. عالم الفيزياء. موسكو.
5. مصادر الطاقة. حقائق ، مشاكل ، حلول. موسكو: العلوم والتكنولوجيا.
6. مصادر الطاقة غير التقليدية. موسكو: المعرفة.
7. Yudasin LS ... الطاقة: المشاكل والآمال. موسكو: التنوير.
8. Podgorny A. N. طاقة الهيدروجين. موسكو: العلوم.
