Çfarë është energjia elektrike? Informacion rreth rrymës elektrike. Transmetimi i energjisë elektrike në distanca të gjata

Eksperimente të thjeshta mbi elektrifikimin trupa të ndryshëm ilustroni pikat e mëposhtme.

1. Ka dy lloje ngarkesash: pozitive (+) dhe negative (-). Ngarkesa pozitive ndodh kur qelqi fërkohet nga lëkura ose mëndafshi, dhe negative ndodh kur qelibar (ose eboniti) fërkohet me leshin.

2. Tarifat (ose trupat e ngarkuar) ndërveprojnë me njëri-tjetrin. Të njëjtat akuza shtyj larg, dhe ndryshe nga akuzat janë të tërhequr.

3. Gjendja e elektrifikimit mund të bartet nga një trup në tjetrin, gjë që shoqërohet me kalimin e ngarkesës elektrike. Në këtë rast, një ngarkesë më e madhe ose më e vogël mund të transferohet në trup, domethënë ngarkesa ka një madhësi. Kur elektrizohen nga fërkimi, të dy trupat fitojnë një ngarkesë, njëri është pozitiv dhe tjetri negativ. Duhet theksuar se vlerat absolute ngarkesat e trupave të elektrizuar nga fërkimi janë të barabarta, gjë që vërtetohet dimensione të shumta ngarkesa duke përdorur elektrometra.

U bë e mundur të shpjegohej pse trupat elektrizohen (d.m.th., ngarkohen) gjatë fërkimit pas zbulimit të elektronit dhe studimit të strukturës së atomit. Siç e dini, të gjitha substancat përbëhen nga atome; atomet, nga ana tjetër, përbëhen nga grimca elementare - të ngarkuara negativisht elektronet, i ngarkuar pozitivisht protonet dhe grimcat neutrale - neutronet. Elektronet dhe protonet janë bartës të elementeve (minimale) ngarkesat elektrike.

Ngarkesa elektrike elementare ( e) është ngarkesa elektrike më e vogël, pozitive ose negative, e barabartë me vlerën ngarkesa elektronike:

e = 1,6021892 (46) 10 -19 C.

Ka shumë grimca elementare të ngarkuara dhe pothuajse të gjitha kanë një ngarkesë +e ose -e, megjithatë, këto grimca janë shumë jetëshkurtër. Ata jetojnë më pak se një e milionta e sekondës. Vetëm elektronet dhe protonet ekzistojnë në një gjendje të lirë për një kohë të pacaktuar.

Protonet dhe neutronet (nukleonet) përbëjnë bërthamën e një atomi të ngarkuar pozitivisht, rreth së cilës rrotullohen elektronet e ngarkuara negativisht, numri i të cilave është i barabartë me numrin e protoneve, kështu që atomi në tërësi është një central elektrik.

Në kushte normale, trupat e përbërë nga atome (ose molekula) janë elektrikisht neutrale. Megjithatë, gjatë procesit të fërkimit, disa nga elektronet që kanë lënë atomet e tyre mund të lëvizin nga një trup në tjetrin. Lëvizjet e elektroneve nuk i kalojnë distancat ndëratomike. Por nëse trupat ndahen pas fërkimit, ata do të rezultojnë të ngarkuar; trupi që ka hequr dorë nga disa nga elektronet e tij do të ngarkohet pozitivisht dhe trupi që i ka marrë ato do të ngarkohet negativisht.

Pra, trupat elektrizohen, domethënë marrin një ngarkesë elektrike kur humbasin ose fitojnë elektrone. Në disa raste, elektrifikimi shkaktohet nga lëvizja e joneve. Në këtë rast, nuk lindin ngarkesa të reja elektrike. Ekziston vetëm një ndarje e ngarkesave ekzistuese midis trupave elektrizues: një pjesë e ngarkesave negative kalon nga një trup në tjetrin.

Përcaktimi i tarifës.

Veçanërisht duhet theksuar se ngarkesa është një veti integrale e grimcave. Ju mund të imagjinoni një grimcë pa ngarkesë, por nuk mund të imagjinoni një ngarkesë pa një grimcë.

Grimcat e ngarkuara manifestohen në tërheqje (ngarkesa të kundërta) ose zmbrapsje (si ngarkesat) me forca që janë shumë rend të madhësisë më të mëdha se forcat gravitacionale. Kështu, forca e tërheqjes elektrike të një elektroni në bërthamën në një atom hidrogjeni është 10 39 herë më e madhe se forca e tërheqjes gravitacionale të këtyre grimcave. Ndërveprimi ndërmjet grimcave të ngarkuara quhet ndërveprimi elektromagnetik , dhe ngarkesa elektrike përcakton intensitetin e ndërveprimeve elektromagnetike.

NË fizika moderne Kështu përcaktohet tarifa:

Ngarkesa elektrikeështë një sasi fizike që është burimi fushë elektrike, përmes së cilës ndodh bashkëveprimi i grimcave me një ngarkesë.

Jeta moderne nuk mund të imagjinohet pa energji elektrike, kjo lloj energjie përdoret më së shumti nga njerëzimi. Megjithatë, jo të gjithë të rriturit janë në gjendje të mbajnë mend nga kursi shkollor Në fizikë, përkufizimi i rrymës elektrike (kjo është një rrjedhë e drejtuar e grimcave elementare që kanë një ngarkesë), shumë pak njerëz e kuptojnë se çfarë është.

Çfarë është energjia elektrike

Prania e energjisë elektrike si fenomen shpjegohet me një nga vetitë kryesore të materies fizike - aftësinë për të pasur një ngarkesë elektrike. Ato mund të jenë pozitive dhe negative, ndërsa objektet me shenja polare të kundërta tërhiqen nga njëri-tjetri, dhe ato "ekuivalente", përkundrazi, zmbrapsen. Grimcat lëvizëse janë gjithashtu burimi i një fushe magnetike, e cila vërteton edhe një herë lidhjen midis elektricitetit dhe magnetizmit.

Në nivelin atomik, ekzistenca e energjisë elektrike mund të shpjegohet si më poshtë. Molekulat që përbëjnë të gjithë trupat përmbajnë atome të përbëra nga bërthama dhe elektrone që qarkullojnë rreth tyre. Këto elektrone, në kushte të caktuara, mund të shkëputen nga bërthamat "nënë" dhe të lëvizin në orbita të tjera. Si rezultat, disa atome bëhen "të paplotësuar" me elektrone dhe disa kanë një tepricë të tyre.

Meqenëse natyra e elektroneve është e tillë që ato rrjedhin atje ku ka mungesë të tyre, lëvizja e vazhdueshme e elektroneve nga një substancë në tjetrën përbën rrymë elektrike (nga fjala "të rrjedhin"). Dihet që energjia elektrike rrjedh nga poli minus në polin plus. Prandaj, një substancë me mungesë elektronesh konsiderohet të jetë e ngarkuar pozitivisht, dhe me një tepricë - negativisht, dhe quhet "jone". Nëse ne po flasim për në lidhje me kontaktet e telave elektrikë, atëherë ai i ngarkuar pozitivisht quhet "zero", dhe ai i ngarkuar negativisht quhet "fazë".

NË substanca të ndryshme distanca midis atomeve është e ndryshme. Nëse janë shumë të vogla, predha elektronike fjalë për fjalë prekin njëri-tjetrin, kështu që elektronet lëvizin lehtësisht dhe shpejt nga një bërthamë në tjetrën dhe mbrapa, gjë që krijon lëvizjen e një rryme elektrike. Substancat si metalet quhen përcjellës.

Te substancat e tjera distancat ndëratomike janë relativisht të mëdha, pra janë dielektrikë, d.m.th. mos përçoni rrymën elektrike. Para së gjithash, është gome.

Informacione shtese. Kur bërthamat e një substance lëshojnë elektrone dhe lëvizin, gjenerohet energji që ngroh përcjellësin. Kjo veti e energjisë elektrike quhet "fuqi" dhe matet në vat. Kjo energji gjithashtu mund të shndërrohet në dritë ose në një formë tjetër.

Për rrjedhën e vazhdueshme të energjisë elektrike përmes rrjetit, potencialet në pikat fundore të përcjellësve (nga linjat e energjisë elektrike te instalimet elektrike të shtëpisë) duhet të jenë të ndryshme.

Historia e zbulimit të energjisë elektrike

Çfarë është elektriciteti, nga vjen dhe karakteristikat e tjera të tij studiohen në thelb nga shkenca e termodinamikës me shkencat përkatëse: termodinamika kuantike dhe elektronika.

Të thuash se çdo shkencëtar shpiku rrymën elektrike do të ishte gabim, sepse që nga kohërat e lashta shumë studiues dhe shkencëtarë e kanë studiuar atë. Vetë termi "energji elektrike" u fut në përdorim nga matematikani grek Thales, kjo fjalë do të thotë "qelibar", pasi ishte në eksperimentet me një shkop dhe lesh qelibar që Thales ishte në gjendje të gjeneronte elektricitet statik dhe të përshkruante këtë fenomen.

Plini romak gjithashtu studioi vetitë elektrike rrëshirat dhe Aristoteli studioi ngjalat elektrike.

Në një kohë të mëvonshme, personi i parë që studioi tërësisht vetitë e rrymës elektrike ishte V. Gilbert, një mjek. Mbretëresha e Anglisë. Burgomasti gjerman nga Magdeburgu O.f Gericke konsiderohet si krijuesi i llambës së parë të bërë nga një top squfuri i grirë. A Njutoni i madh konkludohet prova e ekzistencës së elektricitetit statik.

Në fillim të shekullit të 18-të, fizikani anglez S. Grey ndau substancat në përçues dhe jopërçues, dhe shkencëtari holandez Pieter van Musschenbroek shpiku një kavanoz Leyden të aftë për të grumbulluar një ngarkesë elektrike, d.m.th. ishte kondensatori i parë. Shkencëtari amerikan dhe politikan B. Franklin për herë të parë në terma shkencorë zhvilloi teorinë e energjisë elektrike.

I gjithë shekulli i 18-të ishte i pasur me zbulime në fushën e energjisë elektrike: u krijua natyra elektrike e rrufesë, u ndërtua një fushë magnetike artificiale, ekzistenca e dy llojeve të ngarkesave ("plus" dhe "minus") dhe, si pasojë. , u zbuluan dy pole (natyralisti amerikan R. Simmer) , Kulomb zbuloi ligjin e ndërveprimit ndërmjet ngarkesave elektrike pika.

Në shekullin e ardhshëm, bateritë u shpikën (nga shkencëtari italian Volta), një llambë harku (nga anglezi Davey) dhe gjithashtu një prototip i dinamos së parë. Viti 1820 konsiderohet viti i lindjes së shkencës elektrodinamike, francezi Ampere e bëri këtë, për të cilin emri i tij iu caktua njësisë për të treguar forcën e rrymës elektrike, dhe skocezi Maxwell zhvilloi teoria e dritës elektromagnetizmi. Lodygin rus shpiku një llambë inkandeshente me një bërthamë qymyri - paraardhësi i llambave moderne. Pak më shumë se njëqind vjet më parë, llamba neoni u shpik (nga shkencëtari francez Georges Claude).

Deri më sot, kërkimet dhe zbulimet në fushën e energjisë elektrike vazhdojnë, për shembull, teoria e elektrodinamikës kuantike dhe ndërveprimi i valëve të dobëta elektrike. Ndër të gjithë shkencëtarët e përfshirë në studimin e energjisë elektrike, vend të veçantë i përket Nikola Teslës - shumë nga shpikjet dhe teoritë e tij se si funksionon energjia elektrike ende nuk janë vlerësuar.

Energji elektrike natyrale

Për një kohë të gjatë besohej se energjia elektrike "në vetvete" nuk ekziston në natyrë. Ky keqkuptim u shpërnda nga B. Franklin, i cili vërtetoi natyrën elektrike të rrufesë. Ishin ata, sipas një versioni të shkencëtarëve, që kontribuan në sintezën e aminoacideve të para në Tokë.

Energjia elektrike gjenerohet gjithashtu brenda organizmave të gjallë, e cila gjeneron impulse nervore që ofrojnë funksione motorike, të frymëmarrjes dhe funksione të tjera jetësore.

Interesante. Shumë shkencëtarë e konsiderojnë trupin e njeriut si autonom sistemi elektrik, e cila është e pajisur me funksione vetërregulluese.

Përfaqësuesit e botës shtazore kanë gjithashtu energjinë e tyre elektrike. Për shembull, disa raca peshqish (ngjalat, llambat, stingrays, peshka peshku dhe të tjerët) e përdorin atë për mbrojtje, gjueti, marrjen e ushqimit dhe orientimin në hapësirën nënujore. Një organ i veçantë në trupin e këtyre peshqve gjeneron energji elektrike dhe e ruan atë, si në një kondensator, frekuenca e tij është qindra herc, dhe voltazhi i tij është 4-5 volt.

Marrja dhe përdorimi i energjisë elektrike

Energjia elektrike në kohën tonë është baza e një jete komode, ndaj njerëzimi ka nevojë për prodhimin e saj të vazhdueshëm. Për këto qëllime po ndërtohen lloje të ndryshme të termocentraleve (hidrocentrale, termocentrale, bërthamore, me erë, baticë dhe diellore), të aftë për të gjeneruar megavat energji elektrike me ndihmën e gjeneratorëve. Ky proces bazohet në transformimin e energjisë mekanike (energjia e ujit në rënie në një hidrocentral), termike (djegia e karburantit të karbonit - qymyri i fortë dhe kafe, torfe në termocentralet) ose energjia ndëratomike ( zbërthimi atomik uranium radioaktiv dhe plutonium në termocentralet bërthamore) në termocentrale.

Shumë kërkime shkencore i janë kushtuar forcat elektrike Tokat që të gjithë kërkojnë t'i shfrytëzojnë elektriciteti atmosferik për të mirën e njerëzimit - gjenerimi i energjisë elektrike.

Shkencëtarët kanë propozuar shumë pajisje interesante të gjeneruesit të rrymës që bëjnë të mundur prodhimin e energjisë elektrike nga një magnet. Ata përdorin aftësitë magnet të përhershëm angazhohen punë e dobishme në formën e çift rrotullues. Ajo lind si rezultat i zmbrapsjes midis fushave magnetike të ngarkuara në mënyrë të ngjashme në pajisjet e statorit dhe rotorit.

Energjia elektrike është më e popullarizuar se të gjitha burimet e tjera të energjisë sepse ka shumë përparësi:

• lëvizje e lehtë për konsumatorin;
• shndërrimi i shpejtë në termik ose pamje mekanike energji;
• fusha të reja të zbatimit të tij janë të mundshme (automjetet elektrike);
• zbulimi i vetive të reja (superpërçueshmëria).

Energjia elektrike është lëvizja e joneve të ngarkuar ndryshe brenda një përcjellësi. Kjo dhuratë e madhe nga natyra, të cilën njerëzit e kanë njohur që nga kohërat e lashta, dhe ky proces nuk ka përfunduar ende, megjithëse njerëzimi tashmë ka mësuar ta nxjerrë atë në sasi të mëdha. Energjia elektrike luan një rol të madh në zhvillim shoqëri moderne. Mund të themi se pa të, jeta e shumicës së bashkëkohësve tanë thjesht do të ndalet, sepse nuk është më kot që kur fiket energjia elektrike, njerëzit thonë se "fikën dritat".

Video

Ose goditje elektrike quhet një rrymë që lëviz në drejtim të grimcave të ngarkuara, të tilla si elektronet. Energjia elektrike i referohet gjithashtu energjisë së marrë si rezultat i lëvizjes së tillë të grimcave të ngarkuara dhe ndriçimit që fitohet në bazë të kësaj energjie. Termi "energji elektrike" u prezantua nga shkencëtari anglez William Gilbert në vitin 1600 në esenë e tij "On the Magnet, trupat magnetikë dhe për magnetin e madh - Tokën."

Gilbert kreu eksperimente me qelibar, i cili, si rezultat i fërkimit me leckë, ishte në gjendje të tërhiqte trupa të tjerë të lehtë, domethënë fitoi një ngarkesë të caktuar. Dhe meqenëse qelibar përkthehet nga greqishtja si elektron, atëherë vërehet fenomen shkencor i quajtur "energji elektrike".

Rryma elektrike

Një teori e vogël për energjinë elektrike

Energjia elektrike mund të krijojë një fushë elektrike rreth përcjellësve të rrymës elektrike ose trupave të ngarkuar. Me anë të fushës elektrike është e mundur të ndikohen trupa të tjerë me ngarkesë elektrike.fv

Ngarkesat elektrike, siç e dinë të gjithë, ndahen në pozitive dhe negative. Kjo zgjedhje është e kushtëzuar, megjithatë, për faktin se është bërë prej kohësh historikisht, vetëm për këtë arsye i caktohet një shenjë e caktuar çdo ngarkese.

Trupat që janë të ngarkuar me të njëjtin lloj shenje sprapsin njëri-tjetrin dhe ata që kanë ngarkesa të ndryshme, përkundrazi, tërheqin.

Gjatë lëvizjes së grimcave të ngarkuara, pra ekzistencës së energjisë elektrike, përveç fushës elektrike lind edhe një fushë magnetike. Kjo ju lejon të vendosni marrëdhënia midis elektricitetit dhe magnetizmit.

Është interesante se ka trupa që përçojnë rrymë elektrike ose trupa me rezistencë shumë të lartë Kjo u zbulua nga shkencëtari anglez Stephen Grey në 1729.

Studimi i energjisë elektrike, më i plotë dhe themelor, kryhet nga një shkencë e tillë si termodinamika. Megjithatë vetitë kuantike Fushat elektromagnetike dhe grimcat e ngarkuara studiohen nga një shkencë krejtësisht e ndryshme - termodinamika kuantike, megjithatë, disa nga fenomenet kuantike mund të shpjegohen thjesht nga teoritë e zakonshme kuantike.

Bazat e Energjisë Elektrike

Historia e zbulimit të energjisë elektrike

Për të filluar, duhet thënë se nuk ekziston një shkencëtar i tillë që mund të konsiderohet zbulues i energjisë elektrike, pasi që nga kohërat e lashta e deri në ditët e sotme, shumë shkencëtarë kanë studiuar vetitë e tij dhe kanë mësuar diçka të re për energjinë elektrike.

• Personi i parë që u interesua për energjinë elektrike ishte filozofi i lashtë grek Thales. Ai zbuloi se qelibari, i cili fërkohet në lesh, fiton vetinë e tërheqjes së trupave të tjerë të lehtë.
• Pastaj një tjetër shkencëtar i lashtë grek, Aristoteli, studioi disa ngjala që goditën armiqtë, siç e dimë tani, me një shkarkesë elektrike.
• Në vitin 70 pas Krishtit, shkrimtari romak Plini studioi vetitë elektrike të rrëshirës.
• Megjithatë atëherë për një kohë të gjatë nuk u morën njohuri për energjinë elektrike.
• Dhe vetëm në shekullin e 16-të, mjeku i oborrit të mbretëreshës angleze Elizabeth 1, William Gilbert, filloi të studionte vetitë elektrike dhe bëri një numër të zbulime interesante. Pas kësaj, fjalë për fjalë filloi "çmenduria elektrike".
• Vetëm në vitin 1600 u shfaq termi "energji elektrike", i prezantuar nga shkencëtari anglez William Gilbert.
• Në vitin 1650, falë zotëriut të Magdeburgut, Otto von Guericke, i cili shpiku një makinë elektrostatike, u bë e mundur të vëzhgohej efekti i zmbrapsjes së trupave nën ndikimin e energjisë elektrike.
• Në vitin 1729, shkencëtari anglez Stephen Grey, duke kryer eksperimente për transmetimin e rrymës elektrike në një distancë, zbuloi aksidentalisht se jo të gjitha materialet kanë aftësinë për të transmetuar energji elektrike në mënyrë të barabartë.
• Më 1733 francezët shkencëtari Charles Du Fay zbuloi ekzistencën e dy llojeve të energjisë elektrike, të cilat ai i quajti xhami dhe rrëshirë. Ata i morën këta emra për faktin se zbuloheshin duke fërkuar xhami në mëndafsh dhe rrëshirë mbi lesh.
• Kondensatori i parë, domethënë një pajisje për ruajtjen e energjisë elektrike, u shpik nga holandezi Pieter van Musschenbroek në 1745. Ky kondensator u quajt kavanoza Leyden.
• Në vitin 1747, amerikani B. Franklin krijoi teorinë e parë në botë të energjisë elektrike. Sipas Franklin, energjia elektrike është një lëng ose lëng jomaterial. Një tjetër shërbim i Franklinit për shkencën është se ai shpiku rrufepritësin dhe, me ndihmën e tij, vërtetoi se rrufeja ka origjinë elektrike. Ai gjithashtu prezantoi konceptet e ngarkesave pozitive dhe negative, por nuk zbuloi ngarkesa. Ky zbulim u bë nga shkencëtari Simmer, i cili vërtetoi ekzistencën e poleve të ngarkesës: pozitive dhe negative.
• Studimi i vetive të energjisë elektrike kaloi në shkencat ekzakte pasi në 1785 Kulomb zbuloi ligjin për forcën e ndërveprimit që ndodh midis ngarkesave elektrike pika, i cili u quajt Ligji i Kulombit.
• Më pas, në 1791, shkencëtari italian Galvani botoi një traktat ku thuhej se një rrymë elektrike lind në muskujt e kafshëve kur ato lëvizin.
• Shpikja e baterisë nga një shkencëtar tjetër italian, Voltas, në vitin 1800, çoi në zhvillimin e shpejtë të shkencës së energjisë elektrike dhe serive pasuese. zbulime të rëndësishme në këtë zonë.
• Kjo u pasua nga zbulimet e Faraday, Maxwell dhe Ampere, të cilat ndodhën në vetëm 20 vjet.
• Në vitin 1874 Inxhinier rus A.N. Lodygin mori një patentë për një llambë inkandeshente me një shufër karboni, të shpikur në 1872. Pastaj llamba filloi të përdorë një shufër tungsteni. Dhe në 1906, ai ia shiti patentën e tij kompanisë së Thomas Edison.
• Në 1888, Hertz regjistroi valë elektromagnetike.
• Në 1879, Joseph Tomson zbuloi elektronin, i cili është bartësi material i energjisë elektrike.
• Në vitin 1911, francezi Georges Claude shpiku llambën e parë neoni në botë.
• Shekulli i njëzetë i dha botës teorinë e Elektrodinamikës Kuantike.
• Në vitin 1967 u hodh një hap tjetër drejt studimit të vetive të energjisë elektrike. Këtë vit u krijua teoria e ndërveprimeve elektro-të dobëta.

Megjithatë, këto janë vetëm zbulimet kryesore të bëra nga shkencëtarët që kontribuan në përdorimin e energjisë elektrike. Por kërkimet vazhdojnë edhe sot, dhe zbulimet në fushën e energjisë elektrike ndodhin çdo vit.

Të gjithë janë të sigurt se më i madhi dhe më i fuqishmi për sa i përket zbulimeve që lidhen me energjinë elektrike ishte Nikola Tesla. Ai vetë ka lindur në Perandoria Austriake, tani është territori i Kroacisë. Në bagazhin e tij të shpikjeve dhe punimet shkencore: rryma alternative, teoria e fushës, eteri, radio, rezonanca dhe shumë më tepër. Disa pranojnë mundësinë që fenomeni i "meteorit Tunguska" nuk është asgjë më shumë se vepër e vetë Nikola Teslës, përkatësisht një shpërthim i fuqisë së madhe në Siberi.

Zoti i Botës - Nikola Tesla

Për ca kohë besohej se energjia elektrike nuk ekzistonte në natyrë. Megjithatë, pasi B. Franklin vërtetoi se rrufeja ka një origjinë elektrike, ky mendim pushoi së ekzistuari.

Rëndësia e energjisë elektrike në natyrë, si dhe në jetën e njeriut, është mjaft e madhe. Në fund të fundit, ishte vetëtima që çoi në sintezën e aminoacideve dhe, rrjedhimisht, në shfaqjen e jetës në tokë.

Proceset në sistemi nervor Tek njerëzit dhe kafshët, për shembull, lëvizja dhe frymëmarrja ndodhin për shkak të një impulsi nervor që lind për shkak të elektricitetit që ekziston në indet e qenieve të gjalla.

Disa lloje peshqish përdorin energji elektrike, ose më mirë shkarkime elektrike, për t'u mbrojtur nga armiqtë, për të kërkuar ushqim nën ujë dhe për ta marrë atë. Peshq të tillë janë: ngjalat, llambat, rrezet elektrike madje edhe disa peshkaqenë. Të gjithë këta peshq kanë një organ të veçantë elektrik që funksionon në parimin e një kondensatori, domethënë grumbullon një ngarkesë elektrike mjaft të madhe dhe më pas e shkarkon atë te viktima që prek një peshk të tillë. Gjithashtu, një organ i tillë funksionon me një frekuencë prej disa qindra herc dhe ka një tension prej disa volt. Forca aktuale e organit elektrik të peshkut ndryshon me moshën: sa më i vjetër të bëhet peshku, aq më e madhe është forca aktuale. Gjithashtu, falë rrymës elektrike, peshqit jetojnë thellësi e madhe, lundroni në ujë. Fusha elektrike shtrembërohet nga veprimi i objekteve në ujë. Dhe këto shtrembërime i ndihmojnë peshqit të lundrojnë.

Eksperimente vdekjeprurëse. Energjia elektrike

Marrja e energjisë elektrike

Termocentralet u krijuan posaçërisht për të prodhuar energji elektrike. Në termocentralet, me ndihmën e gjeneratorëve, krijohet energjia elektrike, e cila më pas transmetohet në vendet e konsumit nëpërmjet linjave të energjisë. Rryma elektrike krijohet për shkak të kalimit të mekanikës ose energjia e brendshme V energji elektrike. Termocentralet ndahen në: hidrocentrale ose HEC-e, termocentrale bërthamore, të erës, baticore, diellore dhe të tjera.

Në hidrocentralet, turbinat e gjeneratorëve të drejtuar nga rrjedha e ujit prodhojnë rrymë elektrike. Në termocentralet ose thënë ndryshe termocentralet gjenerohet edhe rryma elektrike, por në vend të ujit përdoret avulli i ujit, i cili lind gjatë ngrohjes së ujit gjatë djegies së karburantit, për shembull, qymyrit.

Një parim shumë i ngjashëm operimi përdoret në centrali bërthamor ose central bërthamor. Vetëm termocentralet bërthamore përdorin një lloj tjetër karburanti - materiale radioaktive, për shembull uranium ose plutonium. Bërthamat e tyre ndahen, duke rezultuar në lirimin e shumë numër i madh nxehtësia e përdorur për të ngrohur ujin dhe për ta kthyer atë në avull, i cili më pas futet në një turbinë që prodhon rrymë elektrike. Stacione të tilla kërkojnë shumë pak karburant për të funksionuar. Pra, dhjetë gramë uranium prodhon të njëjtën sasi energjie elektrike si një ngarkesë qymyrguri.

Përdorimi i energjisë elektrike

Në ditët e sotme jeta pa energji elektrike po bëhet e pamundur. Është bërë mjaft i integruar në jetën e njerëzve në shekullin e njëzet e një. Energjia elektrike përdoret shpesh për ndriçim, për shembull duke përdorur një llambë elektrike ose neoni, dhe për transmetimin e të gjitha llojeve të informacionit duke përdorur telefon, televizion dhe radio, dhe në të kaluarën, telegraf. Gjithashtu në shekullin e njëzetë u shfaq zonë e re aplikimet e energjisë elektrike: burimi i energjisë për motorët elektrikë të tramvajeve, trenave të metrosë, trolejbusëve dhe trenave elektrikë. Energjia elektrike është e nevojshme për të operuar të ndryshme pajisje shtëpiake që përmirësojnë ndjeshëm jetën njeriu modern.

Sot, energjia elektrike përdoret edhe për prodhimin e materialeve cilësore dhe përpunimin e tyre. Kitarat elektrike, të mundësuara nga energjia elektrike, mund të përdoren për të krijuar muzikë. Energjia elektrike gjithashtu vazhdon të përdoret si një mënyrë humane për të vrarë kriminelët ( karrige elektrike), në vendet që lejojnë dënimin me vdekje.

Gjithashtu duke pasur parasysh se jeta e një personi modern po bëhet pothuajse e pamundur pa kompjuterë dhe telefonat celularë, funksionimi i së cilës kërkon energji elektrike, atëherë rëndësia e energjisë elektrike do të jetë mjaft e vështirë të mbivlerësohet.

Energjia elektrike në mitologji dhe art

Në mitologjinë e pothuajse të gjitha kombeve ka perëndi që janë të aftë të hedhin rrufe, domethënë që mund të përdorin energjinë elektrike. Për shembull, midis grekëve ky perëndi ishte Zeusi, midis hinduve ishte Agni, i cili mund të shndërrohej në rrufe, midis sllavëve ishte Perun, dhe midis popujve skandinavë ishte Thor.

Filmat vizatimorë kanë edhe rrymë. Pra, në filmin vizatimor Disney Black Cape ka një anti-hero Megavolt, i cili është në gjendje të kontrollojë energjinë elektrike. Në animacionin japonez, energjia elektrike përdoret nga Pokemon Pikachu.

konkluzioni

Studimi i vetive të energjisë elektrike filloi në kohët e lashta dhe vazhdon edhe sot e kësaj dite. Duke mësuar vetitë themelore të energjisë elektrike dhe duke mësuar t'i përdorin ato në mënyrë korrekte, njerëzit e kanë bërë jetën e tyre shumë më të lehtë. Energjia elektrike përdoret edhe në fabrika, fabrika etj., domethënë mund të përdoret për të marrë përfitime të tjera. Rëndësia e energjisë elektrike, si në natyrë ashtu edhe në jetën e njeriut modern, është e madhe. Pa një fenomen të tillë elektrik si rrufeja, jeta nuk do të kishte lindur në tokë, dhe pa impulset nervore, që lind edhe për shkak të energjisë elektrike, nuk do të ishte e mundur të sigurohet puna e koordinuar midis të gjitha pjesëve të organizmave.

Njerëzit kanë qenë gjithmonë mirënjohës ndaj energjisë elektrike, edhe kur nuk dinin për ekzistencën e saj. Ata i pajisën perënditë e tyre kryesore me aftësinë për të hedhur rrufe.

Njeriu modern gjithashtu nuk harron energjinë elektrike, por a është e mundur ta harrojmë atë? Ai u jep fuqi elektrike personazheve të filmave vizatimorë dhe filmave, ndërton termocentrale për të prodhuar energji elektrike dhe shumë më tepër.

Kështu, energjia elektrike është dhurata më e madhe që na është dhënë nga vetë natyra dhe të cilën, për fat të mirë, ne kemi mësuar ta përdorim.

.
  Natyra e brendshme e këtyre ndërveprimeve është ende e panjohur, kështu që ne mund të njohim vetëm realitet objektiv- disa trupa kanë aftësinë të ndërveprojnë me njëri-tjetrin ashtu si "copa qelibari të fërkuara me lesh".
  Sigurisht, që nga Greqia e lashtë njohuritë tona për botën përreth nesh janë zgjeruar në mënyrë të jashtëzakonshme. Ne e dimë se të gjithë trupat përbëhen nga molekula, molekulat përbëhen nga atome, atomet përbëhen nga elektrone dhe bërthama, bërthamat përbëhen nga protone dhe neutrone, protonet dhe neutronet përbëhen nga... Megjithatë, mund të ndalemi këtu për momentin, tashmë jemi kthyer në elektroni, por jo tek një “copë” qelibar, por tek grimca më e vogël elementare e aftë për të bashkëvepruar me disa grimca të tjera, ashtu si “copë qelibar të fërkuar me lesh”.

35.1 Dy lloje ngarkesash elektrike.

Nëse disa grimca (ose trupa) kanë aftësinë të marrin pjesë në ndërveprimet elektrike, atëherë ka kuptim t'u atribuohen atyre disa karakteristika që do të tregojnë këtë pronë. Kjo karakteristikë quhet ngarkesë elektrike. Trupat që marrin pjesë në ndërveprimet elektrike quhen të ngarkuar. Kështu, termi "i ngarkuar elektrikisht" është sinonim me shprehjen "merr pjesë në ndërveprimet elektrike". Pse disa grimcat elementare kanë një ngarkesë elektrike, ndërsa të tjerët jo - askush nuk e di!
  Arsyetimi i mëtejshëm, bazuar në të dhënat eksperimentale, synon të specifikojë këtë karakteristikë dhe, nëse është e mundur, ta bëjë atë sasiore.
  Historia e studimit dukuritë elektrike e gjate dhe plot drame...
  Më pas do të përshkruajmë një seri eksperimente të thjeshta që mund të bëhet në shtëpi “në kuzhinë” ose në laboratorin e shkollës. Në shpjegimin e tyre, ne do të përdorim njohuritë që janë marrë nga shumë shkencëtarë gjatë disa qindra viteve, si rezultat i eksperimenteve të shumta dhe të ndryshme.
  Tani, ne do të riprodhojmë në një formë shumë të thjeshtuar disa nga hapat hulumtim eksperimental, përfundimet nga të cilat shërbyen si bazë teori moderne ndërveprimet elektrike.
  Për të kryer eksperimente, para së gjithash, duhet të mësoni se si të merrni trupa të ngarkuar. Metoda më e thjeshtë arritja e këtij qëllimi është elektrifikimi me anë të fërkimit. Për shembull, qelqi elektrizohet mirë (d.m.th. fiton një ngarkesë elektrike) nëse fërkohet me mëndafsh. Shfaqja e një ngarkese elektrike manifestohet në faktin se një shkop i tillë fillon të tërheqë copa letre, qime, grimca pluhuri, etj.
  Mund të vërtetohet gjithashtu se shumë substanca të tjera gjithashtu elektrizohen përmes fërkimit. Duke e ditur rezultatin paraprakisht, ne do të zgjedhim një shkop ebonit të fërkuar me lesh si "burimin" e dytë të energjisë elektrike. Le ta quajmë ngarkesën elektrike që shfaqet në gotë "xham", dhe ngarkesën e ebonitit "rrëshirë 2".

Charles François Dufay (Charles François de Cisternay du Fay; 1698 - 1739) - Shkencëtar, fizikant francez, anëtar i Akademisë së Shkencave të Parisit (fig.).
  Du Fay arriti suksesin më të madh në sistemimin e informacionit mbi efektet elektrike. Ai përpiloi një program për studimin e fenomeneve elektrike dhe si rezultat zbuloi dy lloje të ngarkesës elektrike: "xhami" dhe "rrëshira" (tani quhen pozitive dhe negative); eksploruar së pari ndërveprimet elektrike dhe vërtetoi se trupat e elektrizuar në mënyrë të ngjashme sprapsin njëri-tjetrin dhe trupat e elektrizuar në mënyrë të kundërt tërhiqen. Në eksperimentet e tij, Dufay nuk përdorte më një elektroskop, por një elektrometër, i cili bëri të mundur matjen e sasisë së ngarkesës. Për të zbuluar dhe matur energjinë elektrike në mënyrë primitive, ai përdori versorin e Hilbertit, duke e bërë atë shumë më të ndjeshëm. E para elektrizoi trupin e njeriut dhe "merrte" prej tij shkëndija elektrike. Për herë të parë ai shprehu idenë e natyra elektrike vetëtima dhe bubullima (1735). Hulumtoi dukuritë magnetike, fosforeshenca, dypërthyerje në kristale.  
Tjetra, ne kemi nevojë për një "pajisje" që mund t'i përgjigjet pranisë së një ngarkese elektrike. Për ta bërë këtë, varni një gotë të lehtë të përdredhur nga një copë petë në një fije. Është e lehtë të kontrollosh që kjo gotë të mos jetë e ngarkuar - sado që t'i sjellim një laps, dorë, tekst fizik etj., asnjë efekt nuk shfaqet në xhami.   Le të sjellim një shufër elektrike xhami të ngarkuar në xhamin e pakarikuar (Fig. 217). Xhami tërhiqet prej tij, si trupat e tjerë të vegjël. Sipas këndit të devijimit të fillit (në filxhani dhe gjatësia e fillit) madje mund të llogarisni forcën e tërheqjes. Nëse xhami nuk bie në kontakt me një shkop të ngarkuar, ai mbetet i pa ngarkuar, gjë që mund të verifikohet lehtësisht në mënyrë eksperimentale. Nëse xhami prek një shkop të ngarkuar, ai do të largohet ashpër prej tij. Nëse tani e hiqni shkopin, filxhani do të karikohet, i cili mund të kontrollohet duke sjellë një tjetër trup i pa ngarkuar. Për shembull, do të tërhiqet nga dora e ngritur.


oriz. 217
  Rezultate të ngjashme merren nëse zëvendësoni një shufër qelqi të fërkuar në mëndafsh me një shufër ebonit të fërkuar në lesh.
  Kështu, në këto eksperimente ndryshimi midis elektricitetit "qelqi" dhe "rrëshirë" nuk shfaqet.

Tani për tani, ne nuk do të diskutojmë pse një gotë e pakarikuar tërhiqet nga një shkop i ngarkuar dhe një gotë e ngarkuar tërhiqet nga një dorë e pa ngarkuar. I vetmi përfundim që mund të nxjerrim nga eksperimenti është se si rezultat i kontaktit, kupa fitoi një ngarkesë elektrike. Prandaj, ngarkesa elektrike mund të transferohet nga një trup në tjetrin.
Le të marrim dy gota identike me fletë metalike dhe t'i varim ato pranë njëra-tjetrës në fije me të njëjtën gjatësi. Nëse kupat ngarkohen në mënyrë të barabartë (ose duke përdorur një gotë ose një shufër eboniti), atëherë kupat zmbrapsen (Fig. 218).


oriz. 218
Nëse kupat janë të ngarkuar me ngarkesa të ndryshme, atëherë ato tërheqin.
  Kështu, ne vërtetojmë se ekzistojnë të paktën dy lloje të ngarkesave elektrike.

Për eksperimente të mëtejshme, le të zëvendësojmë "kupat matëse" me një pajisje më të avancuar të quajtur elektrometër (Fig. 219).

oriz. 219
  Instrumenti përbëhet nga një shufër metalike dhe një tregues metalik i lehtë që mund të rrotullohet rreth e rrotull boshti horizontal. Kjo pajisje është e vendosur në një kuti metalike të mbuluar me mbulesa xhami. Këndi i devijimit të gjilpërës mund të matet duke përdorur një shkallë. Shufra e shigjetës është e fiksuar në trup duke përdorur një mëngë pleksiglas. Shufra me shigjetë luan të njëjtin rol si kupat me fletë metalike në eksperimentet e mëparshme - kur një trup i ngarkuar prek shufrën, ngarkesa do të rrjedhë te shufra dhe te shigjeta, gjë që do të çojë në devijimin e saj. Për më tepër, drejtimi i devijimit të shigjetës nuk varet nga lloji i ngarkesës së raportuar.
  Për eksperimente të mëtejshme do të përdorim dy elektroskopë identikë. Le të ngarkojmë njërën prej tyre duke përdorur, për shembull, një shufër qelqi. Tjetra, le të fillojmë të lidhim shufrat e elektrometrit duke përdorur materiale të ndryshme. Kur lidhni shufra duke përdorur shkopinj prej druri, qelqi të pa ngarkuar, ebonit, plastikë; fijet e tekstilit, nuk ndodhin ndryshime - një elektrometër mbetet i ngarkuar, i dyti i pa ngarkuar. Nëse lidhni shufrat duke përdorur një tel metalik, atëherë të dy elektrometrat rezultojnë të ngarkohen. Për më tepër, devijimi i gjilpërës së elektrometrit të ngarkuar fillimisht do të ulet (Fig. 220).

oriz. 220
  Nga rezultatet e këtij eksperimenti mund të nxirren dy përfundime: konkluzione të rëndësishme: së pari, disa materiale (metale) mund të transmetojnë ngarkesë elektrike, të tjerët (qelqi, plastika, druri) jo; së dyti, tarifa mund të ndryshojë, të jetë pak a shumë. Të njëjtat eksperimente mund të përsëriten duke përdorur elektricitetin e llojit të dytë ("rrëshirë"). Rezultatet do të jenë të njëjta - materialet që përcjellin elektricitetin "qelqi" gjithashtu përcjellin elektricitet "rrëshirë". Nëse ngarkesa "qelqi" rishpërndahet midis elektrometrave, atëherë ngarkesa "rrëshirë" gjithashtu sillet.
  Pra, ne mund t'i ndajmë materialet në dy grupe - ato që transmetojnë ngarkesë elektrike (këto materiale quhen përcjellës), dhe ato që nuk transmetojnë ngarkesë elektrike (ato quhen izolues). Nga rruga, shufra e elektrometrit ndahet nga trupi duke përdorur një tufë izoluesi në mënyrë që ngarkesa elektrike të mos "përhapet" mbi trup, por të mbetet në shufër dhe tregues.
  Devijimet e ndryshme të gjilpërës së elektrometrit tregojnë qartë se forca e ndërveprimit midis trupave të ngarkuar mund të jetë e ndryshme, dhe për këtë arsye madhësia e ngarkesave mund të jetë e ndryshme. Rrjedhimisht, ngarkesa mund të karakterizohet nga një vlerë e caktuar numerike (dhe jo siç thamë më herët - "a është apo nuk është").
  Një tjetër rezultat interesant- nëse prekni me dorë shufrën e një elektrometri të ngarkuar, elektrometri shkarkohet - ngarkesa zhduket. Edhe në bazë të këtyre vëzhgimeve cilësore, është e mundur të shpjegohet se ku zhduket ngarkesa kur preket me dorë. Trupi i njeriutështë një përcjellës, kështu që ngarkesa mund të rrjedhë në trupin e njeriut.
  Për të konfirmuar këtë ide për natyrën sasiore të ngarkesës, mund të kryhet eksperimenti i mëposhtëm. Le të ngarkojmë një elektrometër - vini re këndin e devijimit të shigjetës. Le ta lidhim atë me një elektrometër të dytë - këndi i devijimit të gjilpërës do të ulet ndjeshëm. Le të heqim kontaktin midis pajisjeve dhe dorës, shkarkojmë elektrometrin e dytë, pas së cilës i lidhim përsëri elektrometrat - devijimi i gjilpërës do të ulet përsëri. Kështu, ngarkesa elektrike mund të ndahet në pjesë. Ju gjithashtu mund të kryeni eksperimentin e kundërt - duke shtuar gradualisht një ngarkesë në elektrometrin.
  Le të "përziejmë" tani dy llojet e disponueshme të energjisë elektrike. Për ta bërë këtë, ne ngarkojmë një elektrometër me energji elektrike "xhami", dhe të dytin me energji elektrike "rrëshirë", duke u përpjekur të sigurojmë që devijimet fillestare të gjilpërave të të dy elektrometrave të jenë afërsisht të njëjta.

oriz. 221
  Pas kësaj, ne do të lidhim shufrat e elektrometrave me tel metalik (në një dorezë izoluese në mënyrë që ngarkesat të mos ikin"). Rezultati i këtij eksperimenti mund të jetë befasues - të dy elektroskopët u shkarkuan, ose energjia elektrike "qelqi" dhe "rrëshira" u neutralizuan dhe kompensuan njëri-tjetrin.
  Prandaj, rezulton të jetë e mundur të atribuohet lloje të ndryshme ngarkojnë shenja të ndryshme algjebrike - një ngarkesë quhet pozitive, e dyta negative. Është e arsyeshme të supozohet se forca e ndërveprimit varet nga ngarkesa neto. Nëse elektrometrat fillimisht ishin të ngarkuar lloje të ndryshme energji elektrike, por shkallë të ndryshme(devijimet e shigjetave janë të ndryshme), dhe pastaj lidhni ato, atëherë do të ndodhë vetëm kompensimi i pjesshëm i ngarkesave - shigjetat do të devijohen, por në një masë shumë më të vogël.
  Historikisht, ngarkesa "qelqi" quhej pozitive, dhe ngarkesa "rrëshirë" u bë negative 3.
  Pajisja që kemi përshkruar, një elektrometër, na lejon vetëm të gjykojmë në mënyrë cilësore madhësinë e ngarkesave dhe të kryejmë matjet sasiore e pamundur. Provoni, për shembull, të sillni dorën në një elektrometër të ngarkuar (pa prekur shufrën) - devijimi i gjilpërës do të rritet! Sillni një shkop të ngarkuar në shufrën e pa ngarkuar pa prekur shufrën - shigjeta do të devijojë, megjithëse elektrometri nuk është i ngarkuar. Shpjegimit të këtyre fakteve do t'i kthehemi më vonë.

Energjia elektrike nuk është një burim ruajtjeje. Deri më sot nr teknologjive efektive, duke lejuar akumulimin e energjisë së prodhuar nga gjeneratorët, kështu që transmetimi i energjisë elektrike te konsumatorët është një detyrë urgjente. Kostoja e një burimi përfshin kostot e prodhimit të tij, humbjet gjatë transportit dhe kostot e instalimit dhe mirëmbajtjes së linjave të energjisë. Në të njëjtën kohë, efikasiteti i sistemit të furnizimit me energji varet drejtpërdrejt nga skema e transmetimit.

Tensioni i lartë si një mënyrë për të reduktuar humbjet

Përkundër faktit se rrjetet e brendshme të shumicës së konsumatorëve, si rregull, kanë 220/380 V, energjia elektrike u transmetohet atyre përmes rrjetit të tensionit të lartë dhe zvogëlohet me nënstacionet e transformatorëve. Ka arsye të mira për një skemë të tillë pune, fakti është se pjesën më të madhe humbjet janë për shkak të ngrohjes së telave.

Humbja e fuqisë përshkruan formulën e mëposhtme: Q = I 2 * R l,

ku I është forca aktuale që kalon nëpër vijë, R L është rezistenca e saj.

Bazuar në formulën e mësipërme, mund të konkludojmë se kostot mund të reduktohen duke ulur rezistencën në linjat e energjisë ose duke ulur rrymën. Në rastin e parë, do të jetë e nevojshme të rritet seksioni kryq i telit, kjo është e papranueshme, pasi do të çojë në një rritje të konsiderueshme të kostos së linjave të transmetimit të energjisë. Duke zgjedhur opsionin e dytë, do t'ju duhet të rrisni tensionin, domethënë, futja e linjave të energjisë me tension të lartë çon në një reduktim të humbjeve të energjisë.

Klasifikimi i linjave të energjisë

Në industrinë e energjisë, është zakon që linjat e energjisë të ndahen në lloje në varësi të treguesve të mëposhtëm:

1. Karakteristikat e projektimit të linjave që transmetojnë energji elektrike. Në varësi të dizajnit, ato mund të jenë të dy llojeve:

1. Tensioni. Në varësi të vlerës së tensionit, linjat e energjisë zakonisht klasifikohen në llojet e mëposhtme:

1. Ndarja sipas llojit të rrymës gjatë transmetimit të energjisë elektrike, mund të jetë i ndryshueshëm ose konstant. Opsioni i parë është më i zakonshëm, pasi termocentralet zakonisht janë të pajisur me gjeneratorë AC. Por për të reduktuar humbjet e energjisë së ngarkesës, veçanërisht në rreze të gjatë transmetimi, opsioni i dytë është më efektiv. Se si janë organizuar skemat e transmetimit të energjisë elektrike në të dyja rastet, si dhe avantazhet e secilit prej tyre, do të përshkruhen më poshtë.
2. Klasifikimi në varësi të qëllimit. Për këtë qëllim janë miratuar kategoritë e mëposhtme:

• Linja nga 500.0 kV për distanca ultra të gjata. Linja të tilla ajrore lidhin sisteme individuale të energjisë.
• Linjat e transmetimit të trungut (220.0-330.0 kV). Me ndihmën e linjave të tilla, energjia elektrike prodhohet në hidrocentrale të fuqishme, termike dhe centralet bërthamore, si dhe integrimin e tyre në një sistem të vetëm energjetik.
• Linjat e energjisë 35-150 kV janë linja shpërndarëse. Ato shërbejnë për furnizimin me energji elektrike të zonave të mëdha industriale, lidhjen e pikave rajonale të shpërndarjes, etj.
• Linjat e energjisë me tension deri në 20.0 kV përdoren për lidhjen e grupeve të konsumatorëve në rrjetin elektrik.

Metodat e transmetimit të energjisë elektrike

Ka dy mënyra për të transferuar energjinë elektrike:

• Metoda e transmetimit të drejtpërdrejtë.
• Shndërrimi i energjisë elektrike në një formë tjetër të energjisë.

Në rastin e parë, energjia elektrike transmetohet përmes përçuesve, të cilët janë një tel ose një medium përçues. Kjo metodë e transmetimit përdoret në linjat elektrike ajrore dhe kabllore. Shndërrimi i energjisë elektrike në një formë tjetër energjie hap perspektivën e furnizimit me valë për konsumatorët. Kjo do të eliminojë nevojën për linja elektrike dhe, në përputhje me rrethanat, kostot që lidhen me instalimin dhe mirëmbajtjen e tyre. Më poshtë janë teknologjitë premtuese pa tel që janë duke u përmirësuar.

Fatkeqësisht, në momenti aktual Mundësitë e transportit të energjisë elektrike me valë janë shumë të kufizuara, ndaj është herët të flitet për një alternativë efektive ndaj metodës së transmetimit të drejtpërdrejtë. Punimet kërkimore në këtë drejtim mund të shpresojmë se do të gjendet një zgjidhje në të ardhmen e afërt.

Skema e transmetimit të energjisë elektrike nga termocentrali te konsumatori

Figura më poshtë tregon qarqe tipike, nga të cilat dy të parat janë me unazë të hapur, pjesa tjetër janë me qark të mbyllur. Dallimi midis tyre është se konfigurimet me qark të hapur nuk janë të tepërta, domethënë nuk kanë linja rezervë që mund të përdoren kur ngarkesa elektrike rritet në mënyrë kritike.

Emërtimet:

1. Diagrami radial, në njërën skaj të linjës ka një termocentral që prodhon energji, në tjetrin ka një pajisje konsumatore ose shpërndarëse.
2. Versioni kryesor i qarkut radial, ndryshimi nga versioni i mëparshëm është prania e degëve midis pikave fillestare dhe përfundimtare të transmetimit.
3. Qarku kryesor me furnizim me energji elektrike në të dy skajet e linjës elektrike.
4. Konfigurimi i llojit të unazës.
5. Trunk me linjë rezervë (trunk i dyfishtë).
6. Opsioni i konfigurimit kompleks. Skema të ngjashme përdoren kur lidhni konsumatorët kritikë.

Tani le të shohim më në detaje qarkun radial për transmetimin e energjisë elektrike të prodhuar nëpërmjet linjave të energjisë të alternuara dhe DC.

Emërtimet:

1. Një gjenerator ku prodhohet energji elektrike me karakteristikë sinusoidale.
2. Nënstacion me transformator trefazor ngritës.
3. Një nënstacion me një transformator që zvogëlon tensionin e rrymës alternative trefazore.
4. Një prizë për transmetimin e energjisë elektrike në një pajisje shpërndarëse.
5. Një ndreqës, domethënë një pajisje që konverton rrymën alternative trefazore në rrymë të drejtpërdrejtë.
6. Njësia e inverterit, detyra e saj është të formojë një tension sinusoidal nga një tension konstant.

Siç mund të shihet nga diagrami (A), energjia elektrike furnizohet nga një burim energjie në një transformator rritës, pastaj, duke përdorur linjat ajrore të energjisë elektrike, energjia elektrike transportohet në distanca të konsiderueshme. NË pika fundore linja është e lidhur me një transformator në rënie dhe prej tij shkon te distributori.

Metoda e transmetimit të energjisë elektrike në formën e rrymës së drejtpërdrejtë (B në Fig. 6) ndryshon nga skema e mëparshme nga prania e dy blloqeve të konvertuesit (5 dhe 6).

Duke mbyllur temën e këtij seksioni, për qartësi, ne paraqesim një version të thjeshtuar të diagramit të rrjetit të qytetit.

Emërtimet:

1. Një termocentral ku prodhohet energji elektrike.
2. Një nënstacion që rrit tensionin për të siguruar efikasitet të lartë në transmetimin e energjisë elektrike në distanca të gjata.
3. Linjat e tensionit të lartë (35.0-750.0 kV).
4. Nënstacion me funksione uljeje (dalje 6.0-10.0 kV).
5. Pika e shpërndarjes së energjisë elektrike.
6. Linjat e kabllove të energjisë.
7. Nënstacioni qendror në një objekt industrial shërben për uljen e tensionit në 0.40 kV.
8. Linja kabllore radiale ose trungu.
9. Paneli prezantues në dhomën e seminarit.
10. Nënstacioni shpërndarës i rrethit.
11. Linja kabllore radiale ose trungu.
12. Nënstacion që redukton tensionin në 0.40 kV.
13. Paneli hyrës i një ndërtese banimi për lidhjen e rrjetit të brendshëm elektrik.

Transmetimi i energjisë elektrike në distanca të gjata

Problemi kryesor që lidhet me këtë detyrë është rritja e humbjeve me rritjen e gjatësisë së linjave të energjisë. Siç u përmend më lart, për të ulur kostot e energjisë për transmetimin e energjisë elektrike, rryma zvogëlohet duke rritur tensionin. Fatkeqësisht, kjo zgjidhje sjell probleme të reja, një prej të cilave janë shkarkimet e koronës.

Nga pikëpamja e fizibilitetit ekonomik, humbjet në linjat ajrore nuk duhet të kalojnë 10%. Më poshtë është një tabelë që tregon gjatësinë maksimale të linjave që plotësojnë kushtet e përfitimit.

Tabela 1. Gjatësia maksimale e linjave të energjisë duke marrë parasysh përfitimin (jo më shumë se 10% humbje)

* – për momentin, linja ajrore me tension ultra të lartë është transferuar të funksionojë me gjysmën e tensionit nominal (500.0 kV).

Rryma e drejtpërdrejtë si një alternativë

Si një alternativë ndaj transmetimit të energjisë AC, distancë e gjatë mund të konsiderohen linja ajrore me tension konstant. Linjat e tilla të energjisë kanë përparësitë e mëposhtme:

• Gjatësia e linjës ajrore nuk ndikon në fuqinë, ndërsa saj vlera maksimale dukshëm më e lartë se ajo e linjave të energjisë me tension të alternuar. Kjo do të thotë, me një rritje të konsumit të energjisë elektrike (deri kufi të caktuar) mund të bëhet pa modernizim.
• Stabiliteti statik mund të injorohet.
• Nuk ka nevojë të sinkronizoni frekuencën e sistemeve të lidhura të energjisë.
• Është e mundur të organizohet transmetimi i energjisë elektrike nëpërmjet një linje me dy tela ose me një tela, gjë që thjeshton ndjeshëm dizajnin.
• Më pak ndikim valët elektromagnetike për komunikimet.
• Praktikisht nuk ka gjenerim të fuqisë reaktive.

Pavarësisht nga aftësitë e listuara të linjave të energjisë DC, linja të tilla nuk janë të përhapura. Para së gjithash, kjo është për shkak të kosto e lartë pajisje të nevojshme për të kthyer tensionin sinusoidal në tension të drejtpërdrejtë. Gjeneratorët DC praktikisht nuk përdoren, me përjashtim të termocentraleve diellore.

Me përmbysjen (një proces krejtësisht i kundërt me korrigjimin) gjithçka nuk është gjithashtu e thjeshtë, është e nevojshme të merren karakteristika sinusoidale me cilësi të lartë, gjë që rrit ndjeshëm koston e pajisjeve; Për më tepër, duhet të merren parasysh problemet me organizimin e ngritjes së energjisë dhe përfitimin e ulët kur gjatësia e linjave ajrore është më pak se 1000-1500 km.

Shkurtimisht për superpërcjellshmërinë.

Rezistenca e telave mund të reduktohet ndjeshëm duke i ftohur ato në temperatura ultra të ulëta. Kjo do të bënte të mundur sjelljen e efikasitetit të transmetimit të energjisë elektrike në një nivel cilësor nivel i ri dhe të rrisë gjatësinë e linjave për përdorimin e energjisë elektrike në një distancë të madhe nga vendi i prodhimit të saj. Fatkeqësisht, teknologjitë e disponueshme aktualisht nuk mund të lejojnë përdorimin e superpërcjellshmërisë për këto qëllime për shkak të pamundësisë ekonomike.