ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Самый естественный и единственный на первый взгляд способ — строительство новых мощных электростанций: тепловых, гидравлических и атомных. Однако строительство новой крупной электростанции требует нескольких лет и больших затрат. При этом тепловые электростанции потребляют невозобновляемые природные ресурсы: уголь, нефть и газ. Одновременно они 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. Возможности для более эффективного использования электроэнергии имеются, и немалые. Одна из них связана с освещением, на которое тратится около 25% всей производимой электроэнергии. В настоящее время в США и других странах разработаны компактные люминесцентные лампы, которые потребляют на 80% меньше электроэнергии, чем лампы накаливания. Стоимость таких ламп значительно превышает стоимость обычных, но окупятся они быстро. Наряду с этим самые простые меры по экономному применению освещения в домах и производственных помещениях способны дать немалый эффект. Не надо оставлять включенными без нужды лампы, следует стремиться к тому, чтобы освещались лишь рабочие участки и т.д. Имеется множество других возможностей повышения эффективности использования электроэнергии в быту: в холодильных установках, телевизорах, компьютерах и т. д. Сэкономленные средства можно использовать для разработки устройств, преобразующих солнечную энергию в электрическую. Большие надежды возлагаются учеными на получение энергии с помощью управляемых термоядерных реакций. Такие устройства не будут представлять столь большой опасности, как обычные атомные электростанции. УПРАЖНЕНИЕ 5 1. Как должны быть расположены изолированные друг от друга стальные пластины сердечника ротора индукционного генератора для уменьшения вихревых токов? 2. Проволочная прямоугольная рамка вращается в однородном магнитном поле. В каком случае наводимая в рамке ЭДС максимальна: когда плоскость рамки перпендикулярна линиям магнитной индукции или когда она параллельна им? 3. Обмотки трансформатора сделаны из провода разной толщины. Какая из обмоток содержит большее число витков? 4. Придумайте способ определения числа витков обмотки трансформатора, не разматывая катушку. 5. Что может произойти, если случайно подключить трансформатор к источнику постоянного тока? 6. Если в обмотке трансформатора замкнется один виток, трансформатор выходит из строя. Почему? 7. Найдите коэффициент трансформации всех понижающих трансформаторов, которые должны использоваться при передаче электроэнергии от генератора к потребителям в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 102. (Потерями энергии можно пренебречь.) Решите ту же задачу для повышающего трансформатора. КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ 5 1. Электрический ток вырабатывается преимущественно электромеханическими индукционными генераторами. Эти генераторы превращают механическую энергию в энергию электрического тока. 2. Переменный электрический ток преобразуется с помощью трансформаторов. Трансформатор имеет две обмотки, надетые на стальной сердечник. Его назначение состоит в увеличении или уменьшении напряжения при минимальных потерях энергии. Получаемое изменение напряжения определяется отношением числа витков N] в первичной обмотке к числу витков N2 во вторичной обмотке: 3. Во сколько раз увеличивается (уменьшается) напряжение, во столько же (приблизительно) раз уменьшается (увеличивается) сила тока: 4. Потери энергии в проводниках пропорциональны квадрату силы тока. Передаваемая же мощность пропорциональна произведению силы тока на напряжение. Поэтому передачу электрической энергии по проводам выгодно осуществлять при высоком напряжении и малой силе тока. Трансформаторы на электростанциях повышают напряжение перед передачей энергии на большие расстояния. На конце линии электропередачи напряжение понижают с помощью трансформаторов, и электрический ток поступает к потребителям.