Производство, передача и распределение энергии.

Важнейшую роль на промышленном предприятии играет электрическая энергия – самый универсальный вид энергии, являющейся основным источником получения механической энергии.

Преобразование энергии различных видов в электрическую происходит на электростанциях.

Электростанциями называются предприятия или установки, предназначенные для производства электроэнергии. Топливом для электрических станций служат природные богатства – уголь, торф, вода, ветер, солнце, атомная энергия и др.

В зависимости от вида преобразуемой энергии электростанции могут быть разделены на следующие основные типы: тепловые, атомные, гидроэлектростанции, гидроаккумулирующие, газотурбинные, а также маломощные электрические станции местного значения – ветряные, солнечные, геотермальные, морских приливов и отливов, дизельные и др.

ТЭС

Тепловая электростанция- электростанция, вырабатывающая электрическую энергию за счет преобразования химической энергии топлива в механическую энергию вращения вала электрогенератора.

Принцип работы:

 

ГЭС

Гидроэлектростанция- электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища.

АЭС

Атомная электростанция- электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор.

Передача и распределение энергии к потребителю.

Мощные электрические станции вырабатывают электрическую энергию при переменном напряжении 6-20 кВ и частоте 50 Гц. Эта энергия подается в повышающие трансформаторы и попадает в линии передачи под напряжением сотни киловольт. По линиям передачи энергия распределяется к местам потребления. Здесь ток принимается прежде всего на главную подстанцию, где с помощью трансформаторов напряжение его снижается обычно до 35 кВ. Под этим напряжением ток попадает в провода районной распределительной сети, соединяющей главную понижающую подстанцию со сравнительно близко расположенными местами потребления. В каждом таком месте устанавливаются вторичные понижающие подстанции, т. е. трансформаторы, снижающие напряжение до 3, 6 или 10 кВ. Отсюда по проводам местной распределительной сети ток попадает в многочисленные трансформаторные пункты, находящиеся на отдельных заводах или обслуживающие небольшую группу домов, а иногда и один большой дом. Тут напряжение снижается до 127, 220 или 380 В и под этим низким напряжением энергия подводится в отдельные квартиры, к станкам и т. п. по так называемой внутренней сети. Схема такого распределения тока показана на рисунке:

 

 

Лабораторная работа № 10

Наименование работы: Определение разрешающей способности глаза.

Цель работы: Научится определять разрешающую способность глаза;определять опытным путем фокусное расстояние и оптическую силу.

Оборудование: собирающая линза на подставке; точечный источник света; белый экран; измерительная линейка; экран с отверстиями различного диаметра; миллиметровая бумага.

 

Порядок проведения занятия:

1. Получить допуск к работе.

2. Выполнить задания.

3. Ответить на контрольные вопросы.

 

Содержание отчета

1. Наименование, цель работы, задание;

2. Выполненное задание с результатами измерений и вычислений;

3. Ответы на контрольные вопросы.

 

Контрольные вопросы для зачета:

1. Линзы;

2. Оптические приборы. Принцип действия;

3. Глаз как оптическая система;

4. Свойства глаза, недостатки зрения;

5. Аккомодация.

Задание 1:

1. Соберите схему согласно рисунку, где 1- источник света, 2- собирающая линза на подставке, 3 – белый экран.

2. Получить на экране четкое уменьшенное изображение источника света.

3. Измерить в метрах расстояние d от источника света до линзы и расстояние f от линзы до экрана.

4. Построением найти положение главных фокусов линзы и определите фокусное расстояние линзы и ее оптическую силу.

5. Определите фокусное расстояние F и оптическую силу D линзы по формуле:

6. Получить на экране увеличенное изображение источника света и выполнить все действия, которые описаны в пунктах 3 – 5

7. Установить, где необходимо разместить источник света, чтобы на экране было его изображение такого же размера, как и источник. Проверить свой вывод на опыте.

Задание 2: Определение разрешающей способности глаза.

1. Установите перед правым глазом экран из миллиметровой бумаги и наблюдайте через отверстие диаметром 0,3 мм в экране две точки на листе белой бумаги, находящиеся на расстоянии 1 мм друг от друга. Постепенно удаляясь от листа бумаги, определите максимальное расстояние, на котором две точки еще не сливаются в одну, а видны раздельно.

2. Такие же наблюдения выполните, наблюдая эти же точки че­рез отверстия диаметром 0,5; 0,1; 1,5; 2,0 мм. Результаты занести в отчетную таблицу.

3. Принимая расстояние I между точками, равное 1 мм, за дли­ну дуги окружности, а расстояние R от глаза до листа бумаги - за радиус окружности, вычислите минимальное угловое расстояние между точками при наблюдении через отверстия диаметром 0,3; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 мм по формуле

4. Установите значение угла, при котором практически не ме­няется разрешающая способность при дальнейшем изменении d (диаметра) отверстия в экране. Оцените линейные размеры свето­чувствительных элементов глаза - колбочек. (Расстояние от рого­вицы до сетчатки глаза равно 18 мм, 2 точечных источника света регистрируются глазом - как раздельные, если расстояние между их изображениями превышает удвоенный размер колбочки.)

Задание 3:

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Линзы.

Линза может быть ограничена двумя выпуклыми сферическими поверхностями (двояковыпуклая линза - рис. а), выпуклой сферической поверхностью и плоскостью (плоско-выпуклая линза - рис. б), выпуклой и вогнутой сферическими поверхностями (вогнуто-выпуклая линза - рис. в). Эти линзы посередине толще, чем у краев, и все они называются выпуклыми:

 

Линзы, которые посередине тоньше, чем у краев, называются вогнутыми. На рисунке изображены три вида вогнутых линз: двояковогнутая -а, плосковогнутая -б, выпукло-вогнутая -в:

Тонкая линза.

Мы будем рассматривать наиболее простой случай, когда толщина линзы l=|AB| пренебрежимо мала по сравнению с радиусами R1 и R2 поверхностей линзы и расстоянием предмета от линзы.

 

Такую линзу называют тонкой линзой. В дальнейшем, говоря о линзе, будет подразумеваться именно тонкая линза.
Точки А и B в тонкой линзе расположены столь близко друг к другу, что их можно принять за одну точку, которую называют оптическим центром линзы и обозначают точкой О. Луч света, проходящий через оптический центр линзы, практически не преломляется.
Прямую О1О2, проходящую через центры сферических поверхностей, которые ограничивают линзу, называют ее главной оптической осью. Главная оптическая ось тонкой линзы проходит через оптический центр. Любую другую прямую, проходящую через оптический центр, называют побочной оптической осью.