Меню

Урок 2
Электрическая сеть. Приёмники электрической энергии. Устройства для накопления энергии

Технологии в энергетике
§2. Электрическая сеть. Приёмники электрической энергии. Устройства для накопления энергии

Электрическая сеть — совокупность линий электропередачи и специального электрооборудования, предназначенная для передачи и распределения электроэнергии.

Различают следующие типы электрических сетей:

— магистральная, связывающая отдельные регионы и страны;

— региональная, обслуживающая большие города, районы, крупные предприятия и др.;

— районная, питающая электроэнергией районные города, отдельные посёлки, транспортные узлы;

— внутренняя, распределяющая электроэнергию на небольшом пространстве: в городских кварталах, на небольших предприятиях;

— электропроводка — сеть низшего уровня, питающая электроэнергией отдельные здания, цехи предприятий, помещения различного назначения.

Приёмник электрической энергии — это устройство, в котором происходит преобразование электрической энергии в другой вид энергии для её использования. На рисунке 5 показаны приёмники электрической энергии бытового назначения.

Рис. 5. Бытовые приёмники энергии:
а — мобильный телефон; б — планшетный компьютер; в — телевизор; г — музыкальный центр; д — видеоплеер; е — электрическая плита; ж — светильник; з — утюг; и — посудомоечная машина; к — персональный компьютер

Для переносных приёмников электроэнергии требуются автономные (независимые от электрической сети) источники энергии. Такими устройствами с накопленной электроэнергией являются гальванические элементы (батарейки), названные по имени изобретателя Луиджи Гальвани, и аккумуляторы (рис. 6).

Рис. 6. Гальванические элементы (а) и аккумуляторы (б):
1 — для ноутбука; 2 — для зарядки смартфонов и планшетов; 3 — для телефона; 4 — автомобильный

Гальванические элементы служат определённое время и затем теряют свою энергию — разряжаются и далее не используются.

Аккумуляторы как источники многоразового действия после разрядки подключают к зарядным устройствам для накопления энергии и применяют повторно.

Батарейки и аккумуляторы используют в фонарях, телефонах, часах, калькуляторах, аудиосистемах, компьютерах, игрушках, радиоприёмниках, пультах дистанционного управления, для запуска двигателей машин и др.

Область техники, связанную с получением, распределением, преобразованием и использованием электрической энергии, называют электротехникой.

Электрическая цепь — соединённые проводами источники и приёмники электрической энергии, а также другие электротехнические устройства (электроизмерительные приборы, выключатели, розетки, вилки, предохранители и др.).

Электрические проводники — материалы, проводящие электрический ток: металлы и сплавы (алюминий, медь, сталь, латунь и др.), жидкости (вода, спирт и др.).

Диэлектрики (изоляторы) — материалы, не пропускающие электрический ток: стекло, пластмассы, фарфор, бетон, сухая древесина и др. 

Электрическая схема — это изображение электрической цепи с помощью условных обозначений (табл. 1).

Чаще всего применяют два типа электрических схем: принципиальную, представляющую собой графическое изображение элементов в виде условных знаков (рис. 7, а), и монтажную, показывающую реальное расположение элементов относительно друг друга (рис. 7, б).

Рис. 7. Электрические схемы: а — принципиальная; б — монтажная

Таблица 1

Условные обозначения некоторых элементов электрических схем

№ п/п	Название	Обозначение
1	Провод
2	Соединение проводов
3	Пересечение проводов без соединения
4	Гальванический элемент
5	Батарея гальванических элементов
6	Выключатель
7	Выключатель кнопочный
8	Предохранитель
9	Лампа
10	Динамик (громкоговоритель)
11	Микрофон
12	Электродвигатель
13	Геркон (магнитоуправляемый контакт)
14	Фоторезистор (светочувствительный резистор)
15	Светодиод
16	Реостат (переменный резистор)
17	Сенсорная пластина (сенсор)

Правила безопасной работы

1. Для сборки электрических схем использовать гальванические элементы с напряжением 1,5—9 В.

2. При монтаже электрической цепи па столе, кроме учебного конструктора, не должно находиться посторонних предметов.

3. Источники питания включать только после проверки учителем собранной учащимся электрической цепи.

4. Бережно обращаться с деталями электротехнического конструктора.

Практическая работа № 1

Подготовка к образовательному путешествию (экскурсии)

1. Сделайте информационное сообщение о подготовке к экскурсии на предприятие, где применяются технологии производства, преобразования, распределения или передачи энергии (по результатам вашей самостоятельной домашней работы). Сравните результаты вашего поиска информации с результатами одноклассников.

2. Выберите маршрут и составьте в рабочей тетради перечень того, на что надо обратить внимание при исследовании работы выбранного предприятия: вид производственного помещения и используемого энергетического оборудования, применяемые технологии, профессии специалистов, работающих на данном предприятии, и др.

Практическая работа № 2

Сборка простых электрических цепей

1. C помощью учебного электротехнического конструктора соберите электрические цепи последовательного и параллельного соединения лампы и электродвигателя с вентилятором, схемы которых показаны на рисунке 8.

Рис. 8. Соединение лампы и электродвигателя: а — последовательное; б — параллельное

2. Замкните выключатель — лампа загорится, а вентилятор начнёт вращаться. При размыкании выключателя лампа погаснет, а вентилятор остановится.

3. Выполнив модификацию одной из схем, показанных на рисунке 8, соберите с помощью конструктора электрическую цепь, в которой лампу и электродвигатель можно будет включать и выключать независимо друг от друга. Решите задачу, рассмотрев возможные альтернативные варианты схем.

Практическая работа № 3

Сборка разветвлённой электрической цепи

1. С помощью учебного электротехнического конструктора соберите электрическую цепь, содержащую лампу, электродвигатель с вентилятором и геркон (рис. 9).

Рис. 9. Схемы электрических цепей (для практической работы № 3): а — принципиальная; б — монтажная

Примечание: геркон (герметичный контакт) проводит электрический ток, если к нему приложить магнит.

2. Замкните выключатель — лампа загорится, а вентилятор начнёт вращаться только тогда, когда к геркону будет приложен магнит.

3. Выполнив модификацию схемы, показанной на рисунке 9, соберите с помощью конструктора электрическую цепь, в которой и лампа, и электродвигатель будут включаться только при замыкании контакта в герконе. Решите задачу, рассмотрев возможные альтернативные варианты схем.

Проверяем свои знания

1. В чём различие между магистральной и внутренней электрическими сетями?

2. Чем аккумулятор отличается от батарейки?

3. Ткань — это электрический проводник или диэлектрик?