- •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
14. Понятие о единой энергетической системе.
В течение суток, а также в течение года потребление электрической энергии неодинаково (рис. 170) .
Объединение многих электростанций в единую энергетическую систему удается значительно снизить себестоимость электроэнергии, повысить ее качество (постоянство входного напряжения на нагрузке и постоянство частоты) и надежность в бесперебойном снабжении потребителя.
Например, значительные колебания нагрузки в отдельных районах не перегружают близлежащие генераторы, если они включены в ЕЭС, т.к. необходимая энергия потребляется из мощной электросети. В период нехватки электроэнергии районная электросеть получает ее из мощной ЕЭС, а в периоды избытка – отдает районную энергию в ЕЭС.
Рис. 170 Графики совмещенных нагрузок потребителей, расположенных в разных часовых поясах: 1,2 – графики нагрузок отдельных подсистем; 3- график нагрузки объединенной системы.
Контрольные вопросы
Какова структурная схема получения электрической энергии с использованием силовых электростанций?
Приведите примеры силовых электростанций.
Расскажите о принципе работы ГЭС, ТЭС, АЭС.
Каковы экологические проблемы при проектировании и строительстве ГЭС, ТЭС. АЭС?
В чем заключаються основные преимущества водородной энергетики в сравнеии с традиционными способами получения электрической энергии?
Сформулируйтк условия протекания управляемой цепной реакции деления тяжелых ядер урана , используемой пр работе АЭС.
Сформулируйте условия протекания реакции синтеза легких ядер, используемой в термоядерном реакторе.
Укажите на основные преимущества и недостатки термоэлектрических и термоэмиссионных генераторов?
В чем заключается принцип работы электрохимических генераторов?
Почему силовая электроэнергетика использует переменный электрический ток?
Г л а в а 13
НАНОМАТЕРИАЛЫ- НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ.
.
Энергетика является специфической сферой деятельности, связанной с преобразованием одного вида энергии в другой, а всякое преобразование непременно связано с потерями энергии. Важнейшей задачей является организация трансформации энергии, обеспечивающая минимальные потери при ее оптимальном использовании. Получение электрической энергии из источников различного типа, так называемой первичной энергии, требует специального электротехнического оборудования. Выбор оптимального оборудования для конкретных энергетических установок – всегда предмет научных исследований и изысканий. Одно из перспективных направлений связано с созданием энергетического оборудования на основе разработки и синтеза новых электротехнических материалов со специфическими физико – химическими свойствами с помощью нанотехнологий.
Нанотехнологии манипулируют объектами размерами в одну миллиардную часть метра (1нм = 10-9м), фактически позволяя вести строительство уникальных изделий из отдельных атомов. Сбываются самые невероятные предположения фантастов о применении наноустройств, которые полностью изменят существующий мир, превратив жизнь в воплощение мечты людей – «золотой век». Новые технологии вызывают интерес исследователей в различных областях науки и техники, особенно в электронике, медицине, энергетике, экологии.
Перспективы развития энергомашиностроения связаны с использованием для новых электрических машин наноматериалов, имеющих особые свойства электро- и теплопроводности, механической прочности. Нанокомпозитные материалы могут обладать удельным сопротивлением от удельного сопротивления полупроводников до удельного сопротивления, меньшего, чем у меди, теплопроводностью лучшей, чем у алмаза, прочностью, превышающей прочность стальной проволоки, при плотности в несколько раз ниже. Материал, полученный с помощью нанотехнологий, может быть легким, сверхпрочным и электропроводящим.