Gazmarket59.ru

Газ Маркет 59
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Выражение для теплового тока

Переменный ток. 1

Автор статьи — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

Темы кодификатора ЕГЭ: переменный ток, вынужденные электромагнитные колебания.

Переменный ток — это вынужденные электромагнитные колебания, вызываемые в электрической цепи источником переменного (чаще всего синусоидального) напряжения.

Переменный ток присутствует всюду. Он течёт по проводам наших квартир, в промышленных электросетях, в высоковольтных линиях электропередач. И если вам нужен постоянный ток, чтобы зарядить аккумулятор телефона или ноутбука, вы используете специальный адаптер, выпрямляющий переменный ток из розетки.

Почему переменный ток распространён так широко? Оказывается, он прост в получении и идеально приспособлен для передачи электроэнергии на большие расстояния. Подробнее об этом мы поговорим в листке, посвящённом производству, передаче и потреблению электрической энергии.

А сейчас мы рассмотрим простейшие цепи переменного тока. Будем подключать к источнику переменного напряжения поочерёдно: резистор сопротивлением , конденсатор ёмкости и катушку индуктивности . Изучив поведение этих элементов, мы в следующем листке «Переменный ток. 2» подключим их одновременно и исследуем прохождение переменного тока через колебательный контур, обладающий сопротивлением.

Напряжение на клеммах источника меняется по закону:

Как видим, напряжение может быть положительным и отрицательным. Каков смысл знака напряжения?

Всегда подразумевается, что выбрано положительное направление обхода контура. Напряжение считается положительным, если электрическое поле зарядов, образующих ток, имеет положительное направление. В противном случае напряжение считается отрицательным.

Начальная фаза напряжения не играет никакой роли, поскольку мы рассматриваем процессы, установившиеся во времени. При желании вместо синуса в выражении (1) можно было бы взять косинус — принципиально от этого ничего не изменится.

Текущее значение напряжения в момент времени называется мгновенным значением напряжения.

Читайте так же:
Сопротивление переменного теплоты за силы тока

Экономные технологии

Производство водорода может позволить российской энергосистеме снизить оптовые и розничные цены на электроэнергию. Такую оценку представил «Известиям» председатель правления ассоциации «НП Совет рынка» Максим Быстров. Основное условие для этого — развитие электролизных (генерирующих водород) предприятий за счет покупки электроэнергии на общих условиях оптового рынка без каких-либо специальных льгот и программ поддержки, отметил эксперт.

В итоге создание новых энергоемких предприятий по производству водорода позволит распределить затраты на содержание генерирующих мощностей, добавил эксперт в области финансовых коммуникаций Андрей Лобода.

— Идеальный вариант — это если рост потребления электроэнергии (а электролиз очень энергоемкий процесс) будет происходить без увеличения потребности в дополнительной мощности генерации. С учетом высокого уровня автоматизации современных технологий можно выстроить систему, при которой мощности по производству водорода будут загружаться в часы снижения нагрузок в энергосистеме, — заявил Максим Быстров.

Это позволит оптимизировать стоимость электроснабжения таких предприятий и выровнять общий график нагрузки энергосистемы страны. А это приведет к более эффективному использованию существующей генерации и снижению платы за мощность для остальных потребителей, добавил он.

В России средний КИУМ (коэффициент, показывающий, сколько времени электростанция работает на полную мощность) по тепловым электростанциям и ГЭС равен примерно 46%, отметила заместитель руководителя ИАЦ «Альпари» Наталья Мильчакова.

— Производство водорода может позволить довести значение КИУМ до 80–90%, а может быть, и до 100%. Возможно, что благодаря более эффективному использованию мощностей оптовые покупатели электроэнергии будут экономить с каждого кВт·ч от 2 до 10 копеек, что в целом сопоставимо с экономией в 4–6% на электроэнергии, — сказала аналитик.

Отличие ТЭГ от ТЭС

На ТЭС применяют топливо для выделения из жидкости пара, вращающий турбину электрогенератора.

Читайте так же:
Как снять розетку теплого пола

С помощью теплоэлектрического генератора электроэнергия генерируется без посреднических преобразований.

Основные изопроцессы

Поскольку тепловые двигатели могут пройти сложную последовательность шагов, упрощённая модель часто используется для иллюстрации принципов термодинамики. В частности, можно рассмотреть газ, который расширяется и сжимается в цилиндре с подвижным поршнем при заданном наборе условий. Применение первого закона термодинамики к изопроцессам содержит два таких набора:

  • Одно условие, известное как изотермическое расширение, включает в себя поддержание постоянной температуры газа. Поскольку он работает против сдерживающей силы поршня, то должен поглощать тепло для сохранения энергии. В противном случае он будет охлаждаться при расширении или, наоборот, нагреваться при сжатии. Это пример, в котором поглощённое тепло полностью превращается в работу со стопроцентной эффективностью. Однако этот процесс не нарушает фундаментальных ограничений по эффективности, поскольку само по себе расширение не является циклическим процессом.
  • Второе условие, известное как адиабатическое расширение (от греческого «адиабатос», что означает «непроходимый»), — это состояние, при котором предполагается, что цилиндр идеально изолирован, так что тепло не может течь внутрь него или наружу. При применении первого начала термодинамики для адиабатического процесса газ охлаждается при расширении, потому что работа, выполняемая против сдерживающей силы на поршне, может исходить только от внутренней энергии газа. Таким образом, изменение этого показателя должно быть ΔU = -W, о чём свидетельствует снижение его температуры. Газ остывает, хотя теплового потока нет, потому что он работает за счёт собственной внутренней энергии. Точное количество охлаждения можно рассчитать по теплопроводности газа.

    Многие природные явления адиабатны, потому что времени для значительного теплового потока недостаточно. Например, когда тёплый воздух поднимается в атмосферу, он расширяется и охлаждается по мере того, как давление падает при наборе высоты. Но он является хорошим теплоизолятором, поэтому нет значительного теплового потока от него. В этом случае окружающий воздух играет роль стенок изолированного цилиндра и подвижного поршня.

    Тёплый воздух работает против давления, создаваемого окружающим воздухом при его расширении, поэтому его температура должна падать. Более подробный анализ этого адиабатического расширения объясняет бо́льшую часть понижения температуры с высотой, учитывая известный факт, что на вершине горы холоднее, чем у её основания.

    Тепло, подаваемое при постоянном давлении, также известно как изобарный процесс. При нем не происходит изменения давления во время подачи тепла в систему.

    Читайте так же:
    Тепловое действие электрического тока закон джоуля ленца это

    Первое начало термодинамики рассматривается многими как основа концепции сохранения энергии. В основном это говорит о том, что энергия, которая поступает в систему, не может быть потеряна по пути, но должна быть использована для того, чтобы изменить внутреннюю энергию, либо выполнить работу. С этой точки зрения он является одним из самых обширных научных понятий, когда-либо обнаруженных.

    голоса
    Рейтинг статьи
  • Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector