Производство, пренос и ефективно използване на електроенергия
Повечето електроцентрали използват генератори, работещи на принципа на електромагнитната индукция; въртенето се осигурява от пара (ТЕЦ, АЕЦ), вода (ВЕЦ) или вятър. Фотоволтаичните панели превръщат светлината директно в електрическа енергия. Електроенергията се пренася при високо напрежение, защото така токът е по-малък и загубите P = I2R в проводниците намаляват; трансформаторите повишават и понижават напрежението: U2/U1 = N2/N1. Енергията, отчитана от електромера, е в киловатчасове: W = P·t.
Какво да запомним
- Генератор: механична енергия → електрическа (електромагнитна индукция).
- Трансформатор: U2/U1 = N2/N1.
- 1 kWh = 3,6·106 J.
- В България честотата на мрежата е 50 Hz.
Пример
Ако LED лампа от 10 W замени лампа с нажежаема жичка от 60 W, за 1000 часа светене се спестяват (60 − 10) · 1000 Wh = 50 kWh.
Проверете се: 10 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
Кой уред в електроцентралите преобразува механичната енергия в електрическа?
- Генератор
- Трансформатор
- Електродвигател
- Акумулатор
Отговор: Генератор
В генератора въртяща се намотка или магнит индуцира ток.
Защо електроенергията се пренася на големи разстояния при високо напрежение?
- За да е по-голям токът
- За да е по-евтина медта
- За да е по-голяма честотата
- За да е по-малък токът и да намалеят загубите
Отговор: За да е по-малък токът и да намалеят загубите
Загубите в проводниците са P = I2R, а при същата мощност по-високото напрежение означава по-малък ток.
Колко kWh изразходва уред с мощност 2 kW за 3 часа?
- 1,5 kWh
- 6 kWh
- 5 kWh
- 0,67 kWh
Отговор: 6 kWh
W = P·t = 2 kW · 3 h = 6 kWh.
Трансформатор има 100 навивки в първичната и 2000 във вторичната намотка; първичното напрежение е 220 V. Колко е вторичното?
- 11 V
- 220 V
- 4400 V
- 44 000 V
Отговор: 4400 V
U2 = U1·N2/N1 = 220 · 20 = 4400 V.
LED лампа от 10 W замества лампа с нажежаема жичка от 60 W. Колко kWh се спестяват за 1000 часа светене?
- 60 kWh
- 50 kWh
- 10 kWh
- 500 kWh
Отговор: 50 kWh
(60 − 10) W · 1000 h = 50 000 Wh = 50 kWh.
Кой от изброените източници на енергия е възобновяем?
- Въглищата
- Природният газ
- Нефтът
- Вятърът
Отговор: Вятърът
Вятърът и слънчевата енергия се възстановяват непрекъснато.
Кое устройство превръща светлината директно в електрическа енергия?
- Генератор
- Фотоволтаичен елемент
- Трансформатор
- Кондензатор
Отговор: Фотоволтаичен елемент
Фотоволтаичните панели използват вътрешния фотоефект в полупроводници.
Каква е честотата на променливото напрежение в електрическата мрежа в България?
- 60 Hz
- 50 Hz
- 100 Hz
- 220 Hz
Отговор: 50 Hz
В Европа мрежовата честота е 50 Hz, а напрежението в контактите е 230 V.
От 1000 W входна мощност трансформаторът дава на изхода 980 W. Какъв е КПД му?
- 98%
- 2%
- 102%
- 9,8%
Отговор: 98%
η = 980/1000 = 0,98.
Бойлер с мощност 2,5 kW работи по 2 часа дневно 30 дни. Колко струва енергията при цена 0,15 евро за kWh?
- 150 евро
- 22,5 евро
- 7,5 евро
- 2,25 евро
Отговор: 22,5 евро
W = 2,5 · 2 · 30 = 150 kWh; 150 · 0,15 = 22,5 евро.