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.
Р-88. ВСЁ ТО ЖЕ САМОЕ, НО ПЕЧКА СОВСЕМ ДРУГАЯ. Человеку, который впервые знакомится с атомной электростанцией, полезно знать, что часть её — это обычная тепловая электростанция, которую можно увидеть в сотнях других городов. Это паровой котёл и паровая турбина, ось которой (иногда её называют вал) жёстко соединена с осью (с валом) электрогенератора. А вторая часть атомной электростанции, к которой собственно и относится слово атомная, — это источник тепла. Он делает то же, что и паровой котёл с топкой, — снабжает паровую турбину паром. Но на атомной электростанции котёл есть, а топки нет, и тепло даёт не горение, а ядерные реакции. Две цифры могут проиллюстрировать один из результатов такой замены — чтобы получить 10 кубометров работающего пара, нужно сжечь 100 килограммов угля или использовать энергию, которая выделяется при распаде атомов 20 граммов урана.
В списке достоинств атомной электроэнергетики много серьёзных разделов. Реакторы, например, в отличие от тепловых станций, не делают вредных выбросов в атмосферу и не потребляют кислорода. Но есть список недостатков атомных электростанций, на первом месте в нём несовместимость некоторых элементов станции с существованием биологических объектов. На любой атомной станции сделано всё необходимое для защиты обслуживающего персонала и ведётся жесткий контроль за состоянием среды, где находятся люди. В частности, деление ядер происходит в надёжно отгороженном пространстве по имени реактор. А основную часть тепла отбирают потоки теплоносителя (например, воды) первого контура, который с открытыми агрегатами станции не связан. Из него тепло «без касания» поступает во второй контур теплоносителя, и уже в нём создаётся пар, поступающий в паровую турбину.
Теперь должно быть понятно, почему рабочие проекты очень мощных электростанций, использующих бесплатную солнечную энергию, пока не созданы, хотя идеи в этой области существуют и активно обсуждаются. Пока реальными считают средние СЭС мощностью несколько мегаватт (несколько тысяч киловатт) для питания небольшого посёлка, например, курортного или туристического комплекса. Такие станции в порядке эксперимента построены и исследуются в Германии (восемь станций), Испании, США, Португалии, Израиле, Италии, Канаде и других странах. Примечательно, что в числе этих станций несколько башенных — установленные на земле десятки больших металлических зеркал-рефлекторов собирают солнечное излучение и направляют его на вершину башни, где находится светоприёмник. Часто это теплообменник парового котла, который по трубопроводу посылает пар вниз, на землю, в машинный зал, к серийной паровой турбине с электрогенератором привычного переменного тока. Особое внимание сейчас привлекают маломощные солнечные электростанции, в частности, мощностью от 1 до 20 ватт. Они могут использоваться для электропитания небольшого личного дома или нескольких таких домов. Ввиду сравнительно небольшой мощности станции для неё легко сделать аккумуляторный накопитель энергии и применить отработанный серийный инвертор — электронный блок, который превращает постоянный ток в стандартный переменный ток (напряжение 220 вольт, частота 50 герц), на который рассчитаны все наши электроприборы — от рядовой электролампочки до компьютера или холодильника. Особо большой подарок, который получили создатели небольших световых электростанций (их даже неудобно называть электростанциями, всё оборудование занимает небольшой уголок в гараже), — это плёночные фотоэлементы. У них к.п.д. немного меньше, чем у кремниевых, но и цена во много раз ниже. Кроме того, светочувствительную плёнку можно легко разметить на любой поверхности, например на стенах и крыше дома. Уже и создатели крупных станций включают в свои проекты тонкоплёночные фотоэлементы.
ВК-211. Электрические сигналы делят на две группы. Первая — аналоговые сигналы, они как бы копируют исходный сигнал иной природы, например звук, создают его электрический аналог (копию). Цифровые сигналы — это тоже электрическое описание «чего-либо», например звука, но уже с помощью кода. Каждому значению «чего-либо» присвоен определённый код, например, из знаков 0 и 1. И тогда вместо копии «чего-либо» передаётся электрический поток знаков 1 и 0, описывающих эту реальность.