Co to jest energia elektryczna i jak powstaje? Urządzenia zasilane elektrycznie, Prezentacje z Fizyka

Pobierz Co to jest energia elektryczna i jak powstaje? Urządzenia zasilane elektrycznie i więcej Prezentacje w PDF z Fizyka tylko na Docsity! Co to jest energia elektryczna i jak powstaje? Bartek Stachowski Klasa 2GB Urządzenia zasilane elektrycznie Bartek Stachowski Klasa 2GB Produkcja prądu Najczęściej stosowanymi urządzeniami do produkcji prądu są: 1. Generatory elektryczne 2. Ogniwa fotowoltaiczne Generator elektryczny Generator elektryczny ( prądnica, alternator) Końcowym etapem przy produkcji prądu jest zamienienie wykorzystanej energii cieplnej, wiatrowej, wodnej na energię elektryczną. Odbywa się to w urządzeniu nazywanym generatorem lub w mniejszych obiektach prądnicą lub alternatorem . Generator elektryczny jest to urządzenie przetwarzające energię mechaniczną na energię elektryczną. Większość generatorów wytwarza energię elektryczną w wyniku indukcji elektromagnetycznej Generatory te mają elementy poruszające się w polu magnetyczny lub wytwarzane jest zmienne pole magnetyczne. Zjawisko odwrotne, czyli przekształcenie energii elektrycznej w energię mechaniczną występuje w silnikach. Generator elektryczny Źródłem energii mechanicznej w generatorach może być :  para wodna napędzająca turbinę parową. Para wodna jest uzyskiwana ze spalania paliwa w elektrowniach konwencjonalnych –cieplnych lub jądrowych  woda przepływająca przez turbinę wodną lub koło wodne, spalane paliwo w silniku wewnętrznego lub turbinie gazowej.  wiatr - energia kinetyczna przepływającego powietrza w turbinie wiatrowej  sprężone powietrze lub jakiekolwiek inne źródło energii mechanicznej. Alternator z początku XX wieku; , który został wyprodukowany w Budapeszcie,stojący w ektrowni wodnej Wytwarzanie energii elektrycznej Najczęściej energię wytwarza się w elektrowniach. Elektrownia jest to obiekt techniczny składający się z jednego lub kilku zespołów urządzeń służących do wytwarzania energii elektryczną przez przetwarzanie innych rodzajów energii. Pozyskiwanie energii elektrycznej można podzielić na wykorzystanie do produkcji źródła energii pierwotnej:  Cieplne – konwencjonalne: elektrownia węglowa , elektrownia gazowa, elektrownia jądrowa  Niekonwencjonalne (źródła odnawialne) : elektrownia wiatrowa, elektrownia wodna, elektrownia geotermalna   Elektrownia ciepła Elektrownia cieplna (konwencjonalna lub jądrowa) jest to: zespół urządzeń produkujący energię elektryczną wykorzystując do tego celu szereg przemian energetycznych, wśród których istotne znaczenie odgrywa ciepło. Energia cieplna pochodzi zwykle ze spalania paliwa w kotle parowym. Służy ona do podgrzania i odparowania wody oraz przegrzania pary wodnej. W turbinie następuje zamiana energii cieplnej pary na energię mechaniczną odprowadzaną wałem do generatora elektrycznego, w którym zamieniana jest na energię elektryczną. W elektrowni wykorzystującej układ turbiny gazowej ciepło dostarczane jest w komorze spalania (układ otwarty), bądź w wymienniku ciepła (układ zamknięty). Sprawność elektrowni cieplnych nie przekracza 46%. Największa elektrownią na paliwo stałe w Polsce jest Elektrownia Bełchatów o mocy ponad 5400 MW. Wytwarzanie energii elektrycznej często wiąże się z jednoczesnym skojarzonym wytwarzaniem ciepła użytecznego (układy kogeneracyjne). Układ taki popularnie nazywany jest elektrociepłownią. Stosowanie skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej pozwala na znacznie lepsze wykorzystanie paliwa (o ok. 15%) niż rozdzielone ich wytwarzanie w kotłowniach i elektrowniach kondensacyjnych. W elektrowni cieplnej energia pierwotna występuje zwykle w formie chemicznej i jest uwalniana w procesie spalania: • paliw kopalnych węgla, gazu ziemnego, lub innych substancji organicznych odpadów przemysłowych lub komunalnych, biomasy, biogazu • rozszczepienia jąder atomów, najczęściej uranu (uranu naturalnego lub nieco wzbogaconego w izotop 235U), w której ciepło konieczne do uzyskania pary wodnej jest otrzymywane z reaktora jądrowego. Elektro ciepłownia 1. Chłodnia kominowa 11. Część wysokoprężna turbiny 21. Międzystopniowy 2. Pompa wody chłodzącej 12. Odgazowywacz przegrzewacz pary 3. Sieć przesyłowa 13. Podgrzewacz 22. 4. Transformator blokowy 14. Podajnikwęgla 23. 5. Generator 15. Zbiornik węgla 24. 6. Część niskoprężnaturbiny 16. Młyn 25. 7. Pompa wody zasilającej 17. Walczak 26. 8. Skraplacz 18. Zbiornik popiołu 27. 9. Część średnioprężnaturbiny . Przegrzewacz pary 10. Schładzacz pary . Wentylator powietrza W GQ Elektrownia wodna Elektrownie wodne są stosunkowo tanim źródłem energii i mogą szybko zmieniać generowaną moc w zależności od zapotrzebowania. Ich wadą jest ograniczona liczba lokalizacji, w których można je budować. Ponadto budowa zapór dla elektrowni wodnych pociąga za sobą zahamowanie naturalnego biegu rzeki i tworzenie zbiorników retencyjnych, drastycznie zmieniających środowisko. Rodzaje elektrowni wodnych 1. Zapory 2. Elektrownie szczytowo-pompowe Górny zbiornik elektrowni Dlouhé Stráně w Czechach. 3. Elektrownie przepływowe Elektrownia przepływowa Chief Joseph w USA. 4. Elektrownie pływowe Generator pływowy z wirnikiem wysuniętym nad powierzchnię wody. Zapora Trzech Przełomów – największa elektrownia wodna na świecie. Silnik elektryczny Działanie silnika elektrycznego jest odwrotne do wcześniej omawianych generatorów. Zamienia one energię elektryczną na energię mechaniczną. Silniki i generatory wykorzystujące zjawisko indukcji elekromagnetycznej mają wiele podobieństw. Zalicza się je do tak zwanych maszyn elektrycznych. Część generatorów elektrycznych wytwarza energię elektryczną w wyniku innych zjawisk fizycznych Silnik elektryczny można spotkać w takich urządzeniach jak mikser, sokowirówka, wiertarka, pilarka tarczowa, pralka, wentylator Prostowniki – ładowanie akumulatorów Prostownik to urządzenie służące do zamiany napięcia przemiennego AC na napięcie stałe DC . Prostowniki są stosowane w energetyce, zasilaniu maszyn i urządzeń (np. w lokomotywach elektrycznych), w galwanotechnice oraz w większości urządzeń elektronicznych zasilanych z sieci energetycznej lub jakimkolwiek napięciem przemiennym. Ładowarka akumulatora jest w zasadzie rozbudowanym zasilacz prądu stałego ( prostownika). Prosta ładowarka pracuje przez połączenie źródła prądu stałego o napięciu większym od siły elektromotorycznej akumulatora do ładowanego akumulatora. Wyróżniamy ładowarki : proste, z ograniczeniem czasowym, inteligentne, szybkie, bezprzewodowe Transformator Transformator umożliwia w ten sposób na przykład zmianę napięcia panującego w sieci wysokiego napięcia, które jest odpowiednie do przesyłania energii elektrycznej na duże odległości, na niskie napięcie, do którego dostosowane są poszczególne odbiorniki. W sieci elektroenergetycznej zmiana napięcia zachodzi kilkustopniowo w stacjach transformatorowych. Transformator służy do przenoszenia energii elektrycznej prądu przemiennego drogą indukcji z jednego obwodu elektrycznego do drugiego, z zachowaniem pierwotnej częstotliwości. Zwykle zmieniane jest równocześnie napięcie elektryczne Magazynowanie energii elektrycznej Najbardziej popularne zastosowanie transformatorów w gospodarstwie domowym występuje w oświetleniu mieszkania gdzie zamiany jest prąd 230V na prąd 12V używanym w żarnikach halogenowych lub lutownicach transformatorowych gdzie napięcie 230V zamieniane jest na 3V