Как осуществляется производство (генерация) электрической энергии?

Производство (Генерация) электроэнергии — это процесс преобразования различных видов энергии в электрическую на индустриальных объектах, называемых электрическими станциями. В настоящее время существуют следующие виды генерации:

Тепловая электроэнергетика. В данном случае в электрическую энергию преобразуется тепловая энергия сгорания органических топлив. К тепловой электроэнергетике относятся тепловые электростанции (ТЭС), которые бывают двух основных видов:

Конденсационные (КЭС, также используется старая аббревиатура ГРЭС). Конденсационной называют не комбинированную выработку электрической энергии;

Теплофикационные (теплоэлектроцентрали, ТЭЦ). Теплофикацией называется комбинированная выработка электрической и тепловой энергии на одной и той же станции;

КЭС и ТЭЦ имеют схожие технологические процессы. В обоих случаях имеется котёл, в котором сжигается топливо и за счёт выделяемого тепла нагревается пар под давлением.

Далее нагретый пар подаётся в паровую турбину, где его тепловая энергия преобразуется в энергию вращения. Вал турбины вращает ротор электрогенератора — таким образом энергия вращения преобразуется в электрическую энергию, которая подаётся в сеть. Принципиальным отличием ТЭЦ от КЭС является то, что часть нагретого в котле пара уходит на нужды теплоснабжения;

Ядерная энергетика. К ней относятся атомные электростанции (АЭС). На практике ядерную энергетику часто считают подвидом тепловой электроэнергетики, так как, в целом, принцип выработки электроэнергии на АЭС тот же, что и на ТЭС. Только в данном случае тепловая энергия выделяется не при сжигании топлива, а при делении атомных ядер в ядерном реакторе. Дальше схема производства электроэнергии ничем принципиально не отличается от ТЭС: пар нагревается в реакторе, поступает в паровую турбину и т. д. Из-за некоторых конструктивных особенностей АЭС нерентабельно использовать в комбинированной выработке, хотя отдельные эксперименты в этом направлении проводились;

Гидроэнергетика. К ней относятся гидроэлектростанции (ГЭС). В гидроэнергетике в электрическую энергию преобразуется кинетическая энергия течения воды. Для этого при помощи плотин на реках искусственно создаётся перепад уровней водяной поверхности (т. н. верхний и нижний бьеф). Вода под действием силы тяжести переливается из верхнего бьефа в нижний по специальным протокам, в которых расположены водяные турбины, лопасти которых раскручиваются водяным потоком. Турбина же вращает ротор электрогенератора. Особой разновидностью ГЭС являются гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). Их нельзя считать генерирующими мощностями в чистом виде, так как они потребляют практически столько же электроэнергии, сколько вырабатывают, однако такие станции очень эффективно справляются с разгрузкой сети в пиковые часы;

Альтернативная энергетика. К ней относятся способы генерации электроэнергии, имеющие ряд достоинств по сравнению с «традиционными», но по разным причинам не получившие достаточного распространения. Основными видами альтернативной энергетики являются:

Ветроэнергетика — использование кинетической энергии ветра для получения электроэнергии;

Гелиоэнергетика — получение электрической энергии из энергии солнечных лучей;

Общими недостатками ветро- и гелиоэнергетики являются относительная маломощность генераторов при их дороговизне. Также в обоих случаях обязательно нужны аккумулирующие мощности на ночное (для гелиоэнергетики) и безветренное (для ветроэнергетики) время;

Геотермальная энергетика — использование естественного тепла Земли для выработки электрической энергии. По сути геотермальные станции представляют собой обычные ТЭС, на которых источником тепла для нагрева пара является не котёл или ядерный реактор, а подземные источники естественного тепла. Недостатком таких станций является географическая ограниченность их применения: геотермальные станции рентабельно строить только в регионах тектонической активности, то есть, там, где естественные источники тепла наиболее доступны;

Водородная энергетика — использование водорода в качестве энергетического топлива имеет большие перспективы: водород имеет очень высокий КПД сгорания, его ресурс практически не ограничен, сжигание водорода абсолютно экологически чисто (продуктом сгорания в атмосфере кислорода является дистиллированная вода). Однако в полной мере удовлетворить потребности человечества водородная энергетика на данный момент не в состоянии из-за дороговизны производства чистого водорода и технических проблем его транспортировки в больших количествах;

Стоит также отметить альтернативные виды гидроэнергетики: приливную и волновую энергетику. В этих случаях используется естественная кинетическая энергия морских приливов и ветровых волн соответственно. Распространению этих видов электроэнергетики мешает необходимость совпадения слишком многих факторов при проектировании электростанции: необходимо не просто морское побережье, но такое побережье, на котором приливы (и волнение моря соответственно) были бы достаточно сильны и постоянны. Например, побережье Чёрного моря не годится для строительства приливных электростанций, так как перепады уровня воды Чёрном море в прилив и отлив минимальны.

 

---

Вернуться назад

 

Электрическая энергия | это… Что такое Электрическая энергия?

Электромагнитная энергия — термин, под которым подразумевается энергия, заключенная в электромагнитном поле. Сюда же относятся частные случаи чистого электрического поля и чистого магнитного поля. Эта энергия равна механической работе, совершаемой при перемещении зарядов и проводников в электрическом и магнитном полях.

Содержание 1 Работа электрического поля по перемещению заряда 2 Мощность электрического тока в цепи 3 Энергия электрического и магнитного полей 4 Потоки энергии электромагнитного поля 5 См. также

Работа электрического поля по перемещению заряда

Понятие работы A электрического поля E по перемещению заряда Q вводится в полном соответствии с определением механической работы:

где  — разность потенциалов (также употребляется термин напряжение)

Во многих задачах рассматривается непрерывный перенос заряда в течение некоторого времени между точками с заданной разностью потенциалов U(t), в таком случае формула для работы следует переписать следующим образом:

где  — сила тока

Мощность электрического тока в цепи

Мощность W электрического тока для участка цепи определяется обычным образом, как производная от работы A по времени, то есть выражением:

— это наиболее общее выражение для мощности в электрической цепи.

С учётом закона Ома :

Электрическую мощность, выделяемую на сопротивлении R можно выразить как через ток: ,

так и через напряжение:

Соответственно, работа (выделившаяся теплота) является интегралом мощности по времени:

Энергия электрического и магнитного полей

Для электрического и магнитного полей их энергия пропорциональна квадрату напряжённости поля. Следует отметить, что, строго говоря, термин энергия электромагнитного поля является не вполне корректным. Вычисление полной энергии электрического поля даже одного электрона приводит к значению равному бесконечности, поскольку соответствующий интеграл (см. ниже) расходится. Бесконечная энергия поля вполне конечного электрона составляет одну из теоретических проблем классической электродинамики. Вместо него в физике обычно используют понятие плотности энергии электромагнитного поля (в определенной точке пространства). Общая энергия поля равняется интегралу плотности энергии по всему пространству.

Плотность энергии электромагнитного поля является суммой плотностей энергий электрического и магнитного полей.

В системе СИ:

где E — напряжённость электрического поля, H — напряжённость магнитного поля,  — электрическая постоянная, и  — магнитная постоянная. Иногда для констант и  — используют термины диэлектрическая проницаемость и магнитная проницаемость вакуума, — которые являются крайне неудачными, и сейчас почти не употребляются.

Потоки энергии электромагнитного поля

Для электромагнитной волны плотность потока энергии определяется вектором Пойнтинга S (в российской научной традиции — вектор Умова-Пойнтинга).

В системе СИ вектор Пойнтинга равен: ,

— векторному произведению напряжённостей электрического и магнитного полей, и направлен перпендикулярно векторам E и H. Это естественным образом согласуется со свойством поперечности электромагнитных волн.

Вместе с тем, формула для плотности потока энергии может быть обобщена для случая стационарных электрических и магнитных полей, и имеет совершенно тот же вид: .

Сам факт существования потоков энергии в постоянных электрических и магнтных полях, на первый взгляд, выглядит очень странно, но это не приводит к каким-либо парадоксам; более того, такие потоки обнаруживаются в эксперименте.

См. также

• Электричество
• Коэффициент мощности
• Счётчик электрической энергии

Электрическая энергия — Банк знаний

Все заряжены

Электричество Блок-схема электронов

Электрическая энергия

Электрическая энергия, называемая зарядами, вызвана движением электронов 4 0. Чем быстрее движутся заряды, тем больше электрической энергии они несут.

Поскольку заряды, вызывающие энергию, движутся, электрическая энергия является формой кинетической энергии.

Молния , батареи и даже электрические угри являются примерами электрической энергии в действии!

Электропоезда используют электричество для питания электродвигателей, приведения в движение их колес и обеспечения движения.

Что такое электрическая энергия?

Электрическая энергия — это вид кинетической энергии, возникающей при движении электрических зарядов.

Количество энергии зависит от скорости зарядов – чем быстрее они двигаются, тем больше электроэнергии они несут.

Давайте представим, что электрический заряд представлен мячом, брошенным в окно.

Если не бросить мяч очень быстро, у него не хватит энергии, чтобы разбить окно.

Но если бросить мяч быстрее, у него будет больше энергии и он сможет разбить окно.

Чем быстрее вы бросите мяч, тем больше энергии у него будет, чтобы разбить окно.

Всегда ли электрическая энергия вырабатывается одним и тем же способом?

Электрическая энергия генерируется одинаково, независимо от исходной формы энергии. Например:

На атомной электростанции ядерная энергия нагревает воду в пар. Пар используется для вращения лопастей турбины, которая запускает генератор, чтобы передать энергию электрическим зарядам.

На гидроэлектростанции падающая вода используется для вращения лопастей турбины. Лопасти вращают генератор для выработки электроэнергии.

В ветряной мельнице энергия ветра крутит лопасти турбины, что – как вы уже догадались! – заставляет генератор создавать электрическую энергию.

Солнечная энергия – это энергия, получаемая непосредственно от солнца. Солнечная энергия может быть преобразована в электричество или использована для нагревания воздуха, воды или других жидкостей.

Электрический угорь может создавать до 600 вольт энергии своим телом.

Каковы некоторые примеры электрической энергии?

• В автомобильном аккумуляторе в результате химической реакции образуется электрон, у которого есть энергия для движения в электрическом токе. Эти движущиеся заряды обеспечивают электрическую энергию цепям автомобиля.
• Во время грозы молния является примером электрической энергии – то, что мы видим, является разрядом электричества в атмосфере.
• Электрические угри генерируют электрическую энергию, которую они используют для защиты от хищников и для оглушения своей добычи.

Линии электропередач используются для передачи и распределения электроэнергии.

Электрическая энергия создается движущимися электрическими зарядами, называемыми электронами.

Электричество — вид энергии, получаемый из электрической энергии.

Кинетическая энергия — это энергия движущегося объекта.

Электрические угри могут генерировать напряжение в 600 вольт — это в пять раз больше, чем электричество, вырабатываемое стандартной стенной розеткой!

Когда молния нагревает воздух, она создает ударную волну, которая вызывает звук, известный нам как гром.

Электричество распространяется со скоростью света — более 299 000 километров в секунду. Если бы вы могли путешествовать со скоростью света, вы могли бы обогнуть Землю 7,5 раз за одну секунду!

Молния — это вспышка яркого света в небе, создаваемая электрическим разрядом, перемещающимся между облаками или от облаков к земле.

Электрическая энергия создается движущимися электрическими зарядами. Эти заряженные частицы называются электронами.

Отнеси это в класс!
Готовое содержание учебного плана.

Самый быстрый словарь в мире | Vocabulary.com

ПЕРЕЙТИ К СОДЕРЖАНИЮ

0. электрическая энергия энергия, получаемая за счет потока электрического заряда через проводник

1. электрический разряд разряд электричества

2. электрическое лечение терапевтическое применение электричества к телу

3. электромонтажные работы профессия электрика

4. 99″>

   электротехника отрасль технических наук, изучающая использование электричества и оборудования для производства и распределения электроэнергии, а также управление машинами и связью

электрическая мощность произведение напряжения на силу тока

5. электрическое лечение терапевтическое применение электричества к телу

6. электрическое реле электрическое устройство, протекающее через него в одной цепи, может включать и выключать ток во второй цепи

7. электрический контакт Контакт, позволяющий току проходить от одного проводника к другому

8. инженер-электрик лицо, обученное практическому применению теории электричества