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-89. УПАКОВАННОЕ В ТРУБКИ ТОПЛИВО ДЛЯ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА ПРИХОДИТ С ЗАВОДСКИХ КОНВЕЙЕРОВ. Первая в мире атомная электростанция мощностью 5 МВт (1 мегаватт = 1000 киловатт) была построена в Калужской области вблизи города Обнинск и начала работать в июне 1954 года. А через полвека в мире было уже около 440 крупных атомных электростанций с общей мощностью 374 ГВт (1 гигаватт = 1000 МВт = 1000 000 кВт), то есть в 75 000 раз больше, чем у первой станции. Новые станции производили в США 830 кВт-часов электроэнергии в год, во Франции — 440, в Японии — 260, в России — 160, в Южной Корее — 142, в Германии — 140. Столь быстрое продвижение атомной электроэнергетики прежде всего, видимо, объясняется тем, что с самого начала для неё были тщательно продуманы и стандартизованы инженерные решения, оптимальные для большой индустрии. Возьмём, к примеру, столь сложные процессы, как загрузка в реактор изотопов урана или плутония, отдающих энергию при их распаде, и в конце рабочего цикла разгрузка реактора. Эти проблемы достаточно просто решены с помощью тепловыделяющих элементов, которые так и называются ТВЭЛ — тепловыделяющий элемент. Он представляет собой достаточно длинную тонкую металлическую трубку — её диаметр около сантиметра, длина 3 м 83 см, а длина всего ТВЭЛа на 7 миллиметров больше. Основное место в трубке занимает прижатый пружиной столб герметичных металлических таблеток, его длина 3 м 53 см. В таблетках, в зависимости от типа реактора, находится уран, плутоний или их определённые соединения с другими элементами. Конструкция ТВЭЛов рассчитана на изготовление в заводских условиях, в основном на автоматических линиях, как говорится, без прикосновения человеческой руки. Точно так же на самой станции роботы устанавливают ТВЭЛы и снимают их по окончании цикла не менее чем через несколько месяцев. О том, насколько удачной оказалась принятая в своё время система подачи топлива в реактор, говорит, в частности, то, что российская компания «ТВЭЛ» поставляет топливо для 80 крупных реакторов, что составляет 17 % мирового рынка.
Ну и, наконец, о самом оптимистичном явлении в непростом деле превращения бесплатного света в работающее электричество. Не просто появились, а стали уже рядовым явлением микромощные потребители электрической энергии, для питания которых вполне хватает того, что даёт прямоугольная пластинка из четырёх фотоэлементов общим размером 28 на 8 миллиметров. Эта световая «электростанция» даже в не слишком светлой комнате превращает попавший к ней свет в электричество, которого вполне достаточно для нормальной работы электронного калькулятора или небольшого радиоприёмника. Это символ, который напоминает: пропадающая пока энергия солнечного света ещё поработает в электрическом цехе мировой технологии.
У другого бесплатного альтернативного источника энергии для электростанций, у ветра, несмотря на совершенно иную физическую природу и происхождение, те же в основном главные проблемы, что и у солнечного света, пролетевшего 150 миллионов километров от Солнца к Земле. Ветер хотя и не имеет ночного перерыва, но он тоже заметно меняется. И для него тоже нужна память, например аккумуляторы, которые всегда будут выдавать постоянный ток, а ветрогенератор лишь будет их подзаряжать, когда меньше, когда больше, но в среднем нормально, достаточно. Кроме того, ветрогенератору нужен инвертор, чтобы включить этот генератор в общую сеть страны с переменным током, имеющим частоту 50 герц. Инвертор нужен и для того, чтобы постоянное напряжение от аккумуляторов, подзаряжаемых ветрогенератором, превратить в стандартное переменное напряжение (220 вольт, 50 герц) и передать его через местную сеть пользователю. Эти пояснения позволяют вам сделать вывод: ветрогенераторы в основном бывают двух видов. Во-первых, это сравнительно большие и мощные машины, которые, как и другие электростанции, включаются в общенациональную электросеть. И во-вторых, это сравнительно небольшие и совсем небольшие генераторы, которые снабжают электричеством удалённый посёлок или даже отдельный дачный дом.
ВК-212. Настал момент отметить, что есть элементы схемы, у которых график зависимости тока от напряжения — прямая линия, их и называют линейными. И есть элементы, у которых график этой зависимости — ломаная или изогнутая линия, это нелинейные элементы. Линейные элементы нужны в усилителях, через них сигнал должен пройти без искажений. А нелинейные элементы обязательно применяют там, где нужно исказить сигнал, изменить его спектр, получить новые синусоидальные составляющие.