Физика и астрономия · 12 клас · урок 3 от 5

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.

Работен лист за печат

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.

  1. Кой уред в електроцентралите преобразува механичната енергия в електрическа?
    • Генератор
    • Трансформатор
    • Електродвигател
    • Акумулатор

    Отговор: Генератор

    В генератора въртяща се намотка или магнит индуцира ток.

  2. 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.

  3. 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.

  4. 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.

  5. 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.

  6. Кой от изброените източници на енергия е възобновяем?
    • Въглищата
    • Природният газ
    • Нефтът
    • Вятърът

    Отговор: Вятърът

    Вятърът и слънчевата енергия се възстановяват непрекъснато.

  7. Кое устройство превръща светлината директно в електрическа енергия?
    • Генератор
    • Фотоволтаичен елемент
    • Трансформатор
    • Кондензатор

    Отговор: Фотоволтаичен елемент

    Фотоволтаичните панели използват вътрешния фотоефект в полупроводници.

  8. 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.

  9. 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.

  10. 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.