Электричество шаг за шагом
- Автор: Сворень Рудольф Анатольевич
- Год: 2019
- Язык: русский
- Год: "ДМК Пресс"
- ISBN: 978-5-97060-604-9
- Жанр: Детское образовательние
Электронная книга - «Электричество шаг за шагом». Краткое содержание книги:
Используя 400 специально разработанных иллюстраций, автор рассказывает об истории изучения электричества, о сложившихся основных системах постоянного и переменного тока и о той важной роли, которая досталась электричеству в энергетике нашего мира.
Рудольф Анатольевич Сворень — автор многих популярных книг о физике и электронике, известный научный журналист, радиоинженер и кандидат педагогических наук, много лет проработавший в редакции журнала “Наука и жизнь” заместителем главного редактора.
ВК-205. Человек со временем умнеет, и этому можно только радоваться. Но какая-то бессмысленная и опасная удаль всё же остаётся в характере и иногда недопустимо проявляет себя. В том числе в безопасных на первый взгляд отношениях с электрическим током. Там, где должна быть необходимая современному человеку уважительность в его отношениях с техникой, мы (давайте в этом признаемся и повинимся) почему-то начинаем важничать и унижать её, демонстрируя глупую и никому не нужную смелость.
Р-83. КОЭФФИЦИЕНТ «КОСИНУС ФИ» ТОЖЕ ГОВОРИТ О ПОТЕРЯХ И ОТВЕЧАЕТ НА ВОПРОС «ЧТО ДЕЛАТЬ?» Этот показатель (cos φ имеет ещё одно название «коэффициент мощности» и говорит о потерях в отдельном двигателе или у целого завода. Во многих видах нагрузки можно увидеть два вида сопротивлений — это активное сопротивление R и индуктивное сопротивление XL катушек, которые всегда есть в двигателях и трансформаторах. При этом R — это не только сопротивление обмоток и соединительных линий, это главным образом отображение работы, которую выполняет двигатель, и полезная нагрузка во вторичной обмотке трансформатора. Что же касается XL, то оно, как всякое реактивное сопротивление, мощности не потребляет. Но энергия, которую получает и отдаёт катушка, проходит через Rвнт и безвозвратно что-то в нём теряет. Эти потери и отображает косинус угла φ (1), который в конечном итоге определяется токами через R и XL — чем меньше ток через XL, тем выше косинус фи (cos φ) и меньше до обидного бессмысленные потери в нагрузке из-за индуктивности обмоток (2, 3, 4). Для повышения коэффициента мощности (косинуса фи) увеличивают время полезной работы двигателей и трансформаторов, а также подключают к ним конденсаторы. У них, как известно, реактивный ток по отношению к индуктивному сдвинут по фазе на 180°, и конденсаторы поэтому могут уменьшить суммарный реактивный ток и связанные с ним потери.
Кто знает, может быть, эти фантастические пока надежды через несколько десятилетий станут работающей реальностью, подумайте о нынешнем немыслимо быстром продвижение вперёд науки и технологий. Ещё каких-то полторы сотни лет назад впервые было обнаружено, что в куске проволоки, который движется в магнитном поле, наводится электрический ток, а сегодня тысячи мощных электростанций, используя это открытие, снабжают мир электричеством — сколько надо, столько бери. Но пока ещё далеко не полностью мы используем другие доставшиеся нам источники энергии, тоже практически бесплатные.
Возьмём, к примеру, огромную работу, которую само по себе просто впустую выполняет притяжение Земли (гравитация), создавая реки и перемещая «сверху вниз» в моря и океаны миллиарды тонн воды. Она берётся с подтаивающих снеговых шапок на горных вершинах или из грозовых туч и тянется вниз, как яблоко, падающее с ветки, или выпущенный из рук камешек. Несколько тысяч лет назад мастеровые люди сообразили, что текущая в реке вода может и полезное дело делать, например, вращать тяжёлые гранитные жернова мельницы. Это изобретение и можно, видимо, считать началом гидродинамики, которая сегодня, например, вырабатывает более 17 % всей электроэнергии, производимой в нашей стране. А в таких гористых и в то же время индустриально развитых странах, как Швейцария или Норвегия, доля гидродинамики заметно больше — около 80 %. И всё это, не забудьте, без затраты топлива.
В наше время отбор энергии у движущейся воды осуществляют гидротурбины, мощные, как правило, агрегаты, чем-то напоминающие паровую турбину и так же жёстко связанные с ротором электрогенератора (Р-91). С учётом регулярного контроля за состоянием турбин, генераторов и другого оборудования ГЭС (гидроэлектростанций), с возможностью его замены либо ремонта, можно считать, что эти станции работают десятки и сотни лет. Любители эффектных вычислений, зная мощность ГЭС, могут при желании подсчитать сэкономленную ею нефть, уголь или иное топливо хотя бы за 10 лет — совершенно ясно, что цифра получится ошеломляющая.