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.
Путешествие по машинному залу покажет вам, разумеется, не всё, что участвует в производстве и поставках электроэнергии, на пути к потребителю она проходит через невидимые преобразования в сложном сооружении, которое называется «электрическая сеть». Образно говоря, бригады электрических работников прибывают к нам с электростанции по медному проводу со многими пересадками.
ВК-235. Полоса частот передатчика — серьёзная проблема для длинных и средних волн, где общая частотная территория невелика. На ультракоротких волнах (УКВ) и в более высокочастотных диапазонах частотные «пространства» велики и легче находят место передатчикам с широкой полосой. В этих диапазонах работают станции с частотной модуляцией и высоким качеством звука и телевизионные передатчики, каждому из которых нужна полоса, достаточная для сотен средневолновых радиостанций.
Т-187. Машины тысячекилометровых размеров — электрические сети и системы. Одна из главных забот при передаче энергии с электростанции к потребителю — снижение потерь. Даже сейчас, когда для этого, казалось бы, сделано всё возможное, мировые потери при транспортировке электричества составляют примерно 10 % от всей добываемой электрической мощности. Главный способ снижения потерь — это переброска электрической энергии по линиям электропередачи при высоком напряжении и по возможности не очень больших токах (Р-78). Генератор электростанции даёт на выходе 10–15 кВ, для транспортировки больших мощностей на большие расстояния этого недостаточно. Увеличить выходное напряжение генератора нельзя, это недопустимо усложнит его. Поэтому перед отправкой в дальний путь электричество поступает на подстанцию, где мощные трансформаторы повышают напряжение, и по дальним линиям электропередачи (ЛЭП) уже идут десятки и сотни тысяч киловатт при напряжении, увеличенном до многих десятков и сотен тысяч вольт.
Казалось бы, можно и дальше снижать потери, ещё больше увеличивая напряжение, но здесь тоже есть свои ограничения. Например, потери, связанные с коронным разрядом: высокое напряжение ионизирует воздух вокруг проводов, затрачивая на это энергию. Да и само оборудование линий передачи и трансформаторных подстанций с ростом напряжения становится сложнее и дороже. Когда-то даже была такая популярная в народе песня «ЛЭП-500 непростая линия…», в песне говорилось о линии электропередачи ЛЭП-500, то есть передающей электрическую энергию при напряжении 500 киловольт, полмиллиона вольт.
ВК-236. В таблице цифры, подтверждающие высказывания в подписи к предыдущему рисунку. Диапазоны, начиная с УКВ и с более высокой частотой, имеют серьёзный недостаток: их радиоволны распространяются лишь на расстояние прямой видимости и даже при высоких антеннах больше 30–50 километров обычно не проходят. Но этот недостаток имеет огромное достоинство — станции, расположенные на расстоянии порядка 100 километров, могут работать на одних и тех же частотах, не мешая друг другу.
Для потребителя, разумеется, нужны сравнительно невысокие напряжения — и машины для них проще, и правила техники безопасности не столь суровы. Поэтому любая высоковольтная линия в конце концов приходит на подстанцию или на цепочку станций, с последней из которых получают энергию жилые районы городов и где трансформаторы понижают высокое напряжение до 380/220 В. Здесь первая цифра 380 В указывает линейное напряжение в трёхфазной системе (звезде), вторая цифра 220 В — это фазовое напряжение (оно всегда в 1,7 раза меньше линейного), которое и поступает в наши квартиры.
Крупные промышленные предприятия получают более высокое напряжение и уже на своих собственных подстанциях понижают его в той или иной степени, одновременно распределяя по многим своим потребителям. Вообще же в России, как и во многих других странах, приняты такие стандарты напряжения: 220 В, 380 В, 660 В, 3 кВ, 6 кВ, 10 кВ, 20 кВ, 35 кВ, 110 кВ, 150 кВ, 220 кВ, 330 кВ, 500 кВ, 750 кВ, 1150 кВ. Пробел между первыми тремя цифрами и остальными должен напомнить, что эти первые три напряжения получает потребитель, причём 660 В только потребитель, связанный с производством. Все последующие напряжения, то есть от 3 до 1150 кВ (от 3 тысяч до 1,115 миллиона вольт), используются для дальней переброски энергии в электрических сетях.