Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Трансформатор. Передача електроенергії на великі відстані




Тема: Будова та принцип дії трансформатора. Вироблення та передача електроенергії. Проблеми електроенергетики. Розв’язання задач.

Запитання для самоперевірки

1. Що називають генератором змінного струму? Які типи таких генераторів існують?

2. За яких умов в електричному колі виникають вимушені електричні коливання?

3. Виконайте пояснювальний рисунок, поясніть процес виникнення індукційного струму в рамці, яка обертається і знаходиться в магнітному полі.

4. Що являє собою змінний струм?

5. Що таке період, частота, фаза змінного струму?

6. Запишіть рівняння гармонічної зміни потоку магнітної індукції, ЕРС індукції, напруги і струму в генераторі.

7. Побудуйте графік змінного струму і розкрийте суть означення змінного струму.

8. На якому принципі побудовано роботу генератора змінного струму?

9. Що називають діючим значенням змінного струму?

10. Які значення змінного струму називають миттєвими? Амплітудними?

11. Які формули виражають зв'язок діючих значень ЕРС, напруги і змінного струму з їх амплітудними значеннями?

12. Які види опору розрізняють в колі змінного струму?

13. Напишіть рівняння зміни миттєвого значення напруги і струму на активному опорі та побудуйте їх графіки.

14. Який зв'язок мають діючі значення струму і напруги на активному опорі в колі змінного струму?

15. Запишіть рівняння зміни миттєвого значення напруги і струму на конденсаторі та побудуйте їх графіки.

16. За якою формулою визначають ємнісний опір?

17. Який зв'язок мають діючі значення струму і напруги на конденсаторі в колі змінного струму?

18. Запишіть рівняння зміни миттєвого значення напруги і струму на котушці індуктивності та побудуйте їх графіки.

19. Що називають індуктивним опором? Яка формула виражає зміст цього поняття?

20. Який зсув фаз між струмом і напругою існує в колі змінного струму, який має тільки котушку індуктивності? Тільки конденсатор?

21. За яких умов виникає електричний резонанс?

22. Сформулюйте визначення резонансу в електричному колі?



23. Побудуйте графік, який ілюструє явище резонансу в двох контурах з різним активним опором. У якому випадку резонансна крива буде крутішою?

24. Чому дорівнює різниця фаз між коливаннями струму і напруги під час резонансу?

25. Які види електричного резонансу існують?

26. Що таке автоколивальна система?

27. Назвіть основні елементи автоколивальної системи.

28. У чому відмінність автоколивань від вимушених коливань і вільних?

29. Наведіть приклади автоколивальних систем?

30. Яку роль виконують в генераторі транзистор і котушка зворотного зв'язку?

 

 

Електрорушійна сила потужних генераторів електростанцій досить велика. А на практиці найчастіше потрібна не дуже висока напруга. Перетворення змінного струму, за якого напруга збільшується чи зменшується в декілька разів майже без затрат потужності, здійснюється за допомогою трансформаторів.

Уперше трансформатор створив 1878 року російський вчений Яблочков, а на початку ХХ ст. його удосконалив професор Усатін і професор Київського університету Доліво-Добровольський. Трансформатор складається із замкненого осердя із феромагнетика, на якому розміщують дві (інколи більше) котушки у вигляді обмоток із дроту. Одну обмотку, яку вмикають у джерело змінної напруги, називають первинною, другу обмотку, до якої приєднують "навантаження", що споживає енергію, називають вторинною:

Дія трансформатора ґрунтується на явищі електромагнітної індукції. Якщо до первинної обмотки трансформатора, яка містить N1 витків, прикласти змінну напругу, то по обмотці буде проходити струм і створить в осерді циркулюючий магнітний потік:

Ф = Фmaxcoswt.

Цей потік, перетинаючи витки котушок, створить у кожному з них ЕРС індукції, яка дорівнює:

e1 = – NФ' = maxwsinwt ei1 = N1Фmaxwsinwt, ei2 = N2Фmaxwsinwt

або

.

Якщо активний опір дроту первинної котушки значно менший від його індуктивного опору, то прикладена напруга U1 = – e1.

Коли коло вторинної котушки розімкнено (режим холостого ходу трансформатора), напруга U2 на її кінцях в довільний момент часу дорівнює значенню ЕРС індукції e2, взятому з протилежним знаком. Тому . Це відношення називають коефіцієнтом трансформації k: . Якщо k > 1, трансформатор буде знижувальним; якщо k < 1 - підвищувальним.

Трансформатор перетворює змінний електричний струм так, що відношення струму до напруги приблизно однакове в первинній і вторинній обмотках.

Трансформатор - це пристрій досить високої ефективності. Коефіцієнт корисної дії h багатьох з них досягає 97 %, тобто потужність, споживана первинною обмоткою, майже без втрат передається вторинній обмотці:

I1U1 I2U2

Це забезпечується набиранням осердя із металевих пластинок, ізольованих між собою, та зменшенням унаслідок цього втрат через струми Фуко. У потужних трансформаторах використовують охолодження оливою.

В електричних схемах трансформатор зображають так, як показано на рис.5.2.13.

За допомогою трансформатора знижують значення струму і збільшують напругу під час передавання електричної енергії. Це сприяє зниженню теплових втрат (Q = I2Rt - закон Джоуля-Ленца). Ураховуючи, що потужність струму дорівнює добутку напруги на струм, таке зменшення струму не змінить передаваної потужності.

Передавання електроенергії на великі відстані здійснюють за напруг у декілька сотень тисяч вольтів. Генератори потужних електростанцій виробляють струм з напругою від 6 до 20 кВ. Для передавання електроенергії від електростанцій використовують трансформатори для підвищення напруги до декількох сотень кіловольтів. На місцях споживання електроенергії за допомогою трансформаторів напругу зменшують (рис. 5.2.14).

Сучасна цивілізація немислима без широкого використання електроенергії. Порушення постачання електроенергією великого міста внаслідок аварії паралізує його життя.

Понад 90 % споживаної людством енергії отримують від спалювання вугілля, нафти, газу. Для цього використовують теплові електростанції, на яких хімічна енергія палива перетворюється в електричну. За рахунок згоряння палива відбувається нагрівання води, перетворення її в пару і нагрівання пари. Струмінь пари високого тиску спрямовується на роторні лопаті парової турбіни і примушує його обертатися. Ротор турбіни обертає ротор генератора електричного струму. Генератор змінного струму перетворює механічну енергію в енергію електричного струму.

Змінний струм від генератора по провідниках надходить до споживачів, де електрична енергія перетворюється в інші види енергії. За допомогою електродвигуна змінного струму енергія електромагнітних коливань перетворюється у механічну енергію, а в лампах розжарювання, в спіралях електронагрівальних приладів електрична енергія змінного струму перетворюється у внутрішню енергію. Електричну енергію широко застосовують у промисловості, сільському господарстві, на транспорті тощо.





Дата добавления: 2014-12-07; Просмотров: 573; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2022) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.023 сек.