Производство и передача электрической энергии. Генератор.

Генератор переменного тока представляет собой специализированную электрическую установку, которая преобразует механическую энергию в электрическую. Последняя обладает переменной характеристикой. Само преобразование основано на механическом вращении катушки из проволоки внутри магнитного поля.

Простейший генератор переменного тока состоит из следующих частей:

2 постоянных разнополюсных магнита.
Рамки из медной проволоки.
Контактных колец, с которых снимается полученное напряжение.

Генераторы переменного тока состоят из следующих элементов:

Ротор. Представляет собой металлический сердечник, надетый на основной вал генератора. Ротор может быть оснащен обмоточным проводом или не иметь его. Все зависит от типа устройства. Ротор подвижная часть устройства. Приводится в движение за счет приводного механизма (двигателя, турбины, лопастей).
Статор. Неподвижная часть, которая так же оснащена медной обмоткой. Обмотка помещена в специально прорезанные пазы, имеет изоляцию между металлическим корпусом и самим проводом.
Контактные кольца с щетками или коллектором. Эти элементы используются для подачи постоянного напряжения к обмоткам для их первоначального возбуждения. Также коллектор используется в качестве выпрямителя. Он предотвращает смену направленности.

Типу. Могут быть синхронными и асинхронными. Синхронные зависимы от частоты вращения и частоты переменного ЭДС. Такие генераторы легко определить визуально. Их подвижный ротор имеет обмотку. Асинхронные не имеют обмотки на роторе. Они не зависят от частоты вращения, более устойчивы к изменению частоты оборотов и не подвержены быстрому нагреву во время коротких замыканий.

По способу возбуждения. Выделяются 4 основных типа: от постороннего источника питания; самовозбуждающиеся; от более мощного генератора, который работает совместно с основным; от постоянного магнита.
По количеству фаз. Различаются одно-, двух- и трехфазные модели. Самыми распространенными являются трехфазные типы устройств.
По способу соединения обмотки статора. Основных схем существует 2 — это треугольник и звезда. Отличаются эти две схемы способом соединения. Когда используется «звезда» (а), то все концы обмоток соединены в одной точке. «Треугольник» (б)— предусматривает последовательное соединение всех концов обмотки.

По конструкции. Генераторы переменного типа могут быть: с неподвижным статором или с неподвижным ротором.

ТРАНСФОРМАТОР– аппарат, преобразующий переменный ток, при котором напряжение увеличивается или уменьшается в несколько раз практически без потери мощности.
В простейшем случае трансформатор состоит из замкнутого стального сердечника, на который надеты две катушки с проволочными обмотками. Та из обмоток, которая подключается к источнику переменного напряжения, называется первичной, а та, к которой присоединяют «нагрузку», т. е. приборы, потребляющие электроэнергию, называется вторичной.

Коэффициент трансформации — это отношение напряжений во вторичной и первичной обмотках. Во сколько раз понижается напряжение, во столько же повышается сила тока и наоборот.
U1/U2 =N1/N2=K
K>1 трансформатор понижающий
K<1 трансформатор повышающий

Производится электроэнергия на больших и малых электрических станциях в основном с помощью электромеханических индукционных генераторов. Существует несколько типов электростанций: тепловые, гидроэлектрические и атомные электростанции.

Главным потребителем электроэнергии является промышленность, на долю которой приходится около 70% производимой электроэнергии. Крупным потребителем является также транспорт. Все большее количество железнодорожных линий переводиться на электрическую тягу. Почти все деревни и села получают электроэнергию от государственных электростанций для производственных и бытовых нужд. Около трети электроэнергии, потребляемой промышленностью, используются для технологических целей (электросварка, электрический нагрев и плавление металлов, электролиз и т. п.).

Потребность в электроэнергии постоянно увеличивается. Удовлетворить эту потребность можно двумя способами.
Самый естественный и единственный на первый взгляд способ строительство новых мощных электростанций. Но ТЭС потребляют не возобновляемые природные ресурсы, а также наносят большой ущерб экологическому равновесию на нашей планете.
Передовые технологии позволяют удовлетворить потребности в электроэнергии другим способом. Приоритет должен быть отдан увеличению эффективности использования электроэнергии, а не росту мощности электростанций. Экономия электричества позволит сократить потребление природных ресурсов, которые не бесконечны, снизить выбросы вредных веществ в атмосферу, а значит - внести посильный вклад в сохранение наших рек, озер и лесов

Установите многотарифную систему учета
Организуйте грамотное освещение с энергосберегающими лампами, протирайте световые приборы от пыли, выключайте освещение при выходе из помещения
Покупайте энергоэффективную технику, не оставляйте технику в режиме ожидания
Проложите медную проводку, она имеет меньшее сопротивление

Условие
Определите напряжение на концах первичной обмотки трансформатора,имеющей N1=2000 витков, если напряжение на концах вторичной обмотки, содержащей N2=5000 витков, равно 50 В. Активными сопротивлениями обмоток трансформатора можно пренебречь.
Решение
K=U1/U2 =N1/N2 => U1= U2*N1/N2
U1= 50*2000/5000 = 20 В
Ответ: 20 В

Условие

Первичная обмотка трансформатора находится под напряжением 220 В, по ней проходит ток 0,5 А. На вторичной обмотке напряжение составляет 9,5 В, а сила тока равна 11 А. Определите коэффициент полезного действия трансформатора.

ПОДУМАЙ:
ПОЧЕМУ ГУДИТ ТРАНСФОРМАТОР?