Приклади розв’язування задач

Р = 62∙103 Вт

R = 5 Ом

U1 = 620 В

U2 = 6200 В

Uвтрат∙– ? Рвтрат – ? η – ?

1. Електроенергію від електростанції потужністю 62 кВт передають за допомогою лінії з опором 5 Ом. Визначте втрати напруги і потужності в лінійних проводах та коефіцієнт корисної дії передачі енергії у разі, коли передача здійснюється за напруги на електростанції: 1) 620 В; 2) 6200 В.

Розв’язання.

 

Втрату напруги в лінії можна визначити за формулою: U_втрат = IR , де  I – сила струму в лінії (I = ); R – опір лінії U_втрат = .Втрата потужності в лінії P_втрат =I²R .

Коефіцієнт корисної дії лінії  η можна визначити як відношення корисної потужності (повної потужності без втрат потужності в лінії) до повної потужності: .

Задача розв’язана у загальному вигляді. Тепер проаналізуємо результати розв’язку для напруг 620 і 6200 В.

1)U_1втрат=  = 500 В; I₁ = .

P_1втрат =  (100)²ּ5 = 50 000 (Вт) = 50 кВт; .

2) U_2втрат =  = 50 В; I₂ = .

P_2втрат =  (10)²ּ5 = 500 (Вт) = 0,5 кВт; .

Порівняння одержаних результатів дає змогу дійти таких висновків:

1). підвищення напруги в лінії у 10 разів у стільки ж разів зменшує втрати напруги

2). підвищення напруги в лінії у 10 разів зменшує втрати потужності (й енергії) у 100 разів.

Напрошуються два висновки чи два завдання:

1). передавати електричну енергію за якомога вищих напруг;

2). створити пристрої, які б давали змогу за потреби підвищувати напругу ( у разі подачі енергії від генераторів до лінії передачі ) і знижувати її(у разі подачі від лінії передачі до споживачів).

Такі пристрої були створені, їх назвали трансформаторами.

Задача 2

У скільки разів зміниться сила струму, яка проходить через платинову піч при нагріванні від 20 ⁰C до 1200 ⁰C, якщо температурний коефіціент опору платини α = 3,65^.10³ k^-1, а напруга на затискачах печі залишається незмінною.

 

 

Дано:

t =20 ⁰C                                  I₁= ; U=IR                       =         

t = 1200 ⁰C                            I₀ = ; U= I₀R₀                           

α = 3,65^.10³k^-1                                  R=R₀ (1+α∆T)

U =const                        =

Відповідь: =0,2.

 

Модуль 4. Електродинаміка.Частина 2.

Електричний струм в різних середовищах.

Електричний струм у рідинах. Електролітична дисоціація. 2.Електропровідність рідин.

Явище електролізу. Закони Фарадея.

Електричний струм в газах і вакуумі. Несамостійний і самостійний розряди в газах.

Поняття про плазму.

Термоелектронна емісія.

Вакуумні прилади.

Електропровідність провідників, діелектриків, напівпровідників.

Електричний струм у напівпровідниках. Власна та домішкова провідності напівпровідників.

Залежність провідності напівпровідників від температури і освітленості.

Електронно-дірковий перехід.

Напівпровідниковий діод. Напівпровідникові прилади та їх застосування.

Електричний струм у рідинах. Електролітична дисоціація. 2.Електропровідність рідин.