Земные источники электрического тока

Министерство образования Республики Башкортостан

ГАПОУ Уфимский топливно-энергетический колледж

Исследовательский проект

Выполнила

Байбулатова Азалия Азаматовна

Студентка 1 курса

группы АПП-1

Руководитель

Хатмуллина Луиза Касимовна

преподаватель физики

Уфа 2016

Содержание

•         Введение.

•         Глава 1. "Теоретическая часть исследовательской работы."

•         Глава 2. "Практическая часть исследовательской работы."

•         Заключение.

•         Список литературы

•         Приложение

Введение.

 Электричество одно из величайших достижений человечества. Прирученный электрон доставляет в наши дома и квартиры свет и тепло, связывает нас с внешним миром посредством сети интернет и с помощью телефонной связи.

Электрический ток опасен тем, что человек не может определить своими органами чувств его наличие и зачастую поражение током для человека становиться полной неожиданностью. Детская шалость, несоблюдение правил техники безопасности, беспечность – все это причины тех случаев, когда электричество не помогало, а вредило человеку. Причем не замечать опасности уже вошло в нашу привычку с детства. Скажите, вы задумывались, когда-нибудь вставляя штепсель в розетку о том, что от удара электрическим током вас разделяет всего несколько миллиметров полимера? Вот видите, нет. Даже заведомо зная, что «вилка» или шнур повреждены мы все равно надеемся на русский «авось» и с мыслью «потом изолентой замотаю» включаем прибор в сеть.

Цель: исследовать Земные источники электрического тока.

Задачи:

•         собрать необходимую информацию о земных источниках тока;

•          изучить различные виды источников тока, а точнее электростанции;

•         Рассмотреть основные источники тока в Республике Башкортостан

Актуальность:Представить себе жизнь без электрического тока уже невозможно.

Предмет исследования: Электростанции

Объект исследования: Электростанции в Республике Башкортостан

Глава 1." Земные источники тока"

 ЗЕМНЫЕ ТОКИ (теллурические токи) (от лат. tellus, род. п. telluris - Земля) - естеств. электрич. токи, протекающие в поверхностных (твёрдой и жидкой) оболочках Земли. Естеств. электрич. поля могут быть разл. природы: электрохим., фильтрационные, диффузионные, грозового, ионосферного, гидродинамич. происхождения и т. д. Если при этом имеются условия для циркуляции зарядов, то возникают 3 типа  магнитного  поля. 3. типа глобального масштаба и постоянные во времени в поверхностных слоях не обнаружены. Т. о., аналогии между основым магнитным  полем Земли (см. Земной магнетизм) и её электрич. полем нет. При изучении 3. т. регистрируется разность потенциалов между двумя точками земной поверхности. Обычно используются кабельные линии с неполяризующимися электродами на концах. Для регистрации применяют гальванометры, самопишущие милливольтметры, электроразведочные осциллографы. В совр. геофизике под 3. т. подразумевают прежде всего индукц. токи, обусловленные магнитными вариациями разл. типов, источники к-рых расположены в ионосфере и магнитосфере Земли. Плотности таких токов в силу разнообразия пород, слагающих Землю, варьируют в широких пределах: от 10-4 до 10-9 А/м2. 3. т. являются частью общего эл--магн. (магнитотеллурич.) поля Земли. Спектр магнитотеллурич. вариаций широк. Периоды пульсаций составляют от единиц до десятков секунд, амплитуды изменений напряжённости электрич. ноля - от десятых долей до единиц мкВ/м. магнитного - от десятых долей до единиц нТл. Спокойные солнечно-суточные вариации имеют амплитуды порядка единиц мкВ/м и десятков нТл. У т. н. бухтообразных возмущений периоды составляют десятки минут, амплитуды - десятки мкВ/м и нТл. У суббурь периоды составляют десятки-сотни минут, амплитуды - десятки-сотни мкВ/м и нТл. У мировых магн. бурь: периоды - часы-неск. суток, амплитуды - десятки-сотни мкВ/м и нТл. Для описания магнитотеллурич. поля используется модель эл--магн. волны, падающей или вертикально, или наклонно на поверхность от источников, находящихся в ионосфере и магнитосфере Земли (в этих областях происходят плазменные процессы, сопровождающиеся выделением значит. кол-ва эл--магн. энергии; см. Солнечно-земные связи ).Длина распространяющейся в атмосфере волны значительно превышает диаметр Земли, т. е. магнитотеллурич. поле - квазистатическое. Оно в большинстве случаев не похоже на однородное поле, т. к. имеет чётко локализованные источники. В 70-80-е гг. 20 в. был развит т. н. дирекционный анализ данных магнитотеллурич. наблюдений, представляющих собой регистрацию естеств. эл--магн. полей на поверхности Земли в ультранизкочастотном диапазоне, имеющем верх. границу ок. 3 Гц. Дирекционный анализ основывается на модели распространения плоской неоднородной эл--магн. волны вдоль поверхности Земли. При этом принимается, что расположение земных пород - слоистое. С помощью дирекционного анализа удаётся в ряде случаев определить характеристики источника возмущений и дать геолого-геофиз. интерпретацию слоистым участкам земной коры и мантии. В распределении магнитотеллурич. поля существенную роль играет скин-эффект .Глубина проникновения плоской эл--магн. волны в Землю увеличивается с ростом периода колебаний. Напр., суточные колебания проникают до глубин в первые сотни километров. Комплексное сопротивление, к-рое Земля оказывает индуцированному в ней электрич. току, характеризуется входным импедансом. Импеданс является ф-цией частоты и в случае неоднородных воли зависит от квадрата горизонтального компонента волнового вектора. Определяется импеданс по отношениям взаимно ортогональных электрич. и магн. компонентов магнитотеллурич. поля. Интенсивность теллурич. токов зависит от мощности источника и величины импеданса. Отмеченные особенности распространения эл--магн. волн в Земле лежат в основе магнитотеллурич. методов геофиз. разведки - магнитотеллурич. зондирования и профилирования, метода теллурич. токов. Эти методы используются для изучения внутр. электропроводности Земли, в разведочной геофизике - для поисков полезных ископаемых: нефти, газа, рудных месторождений. Разность потенциалов теллурич. поля на расстояниях в тысячи км может достигать во время магн. бурь неск. кВ. Поэтому интенсивность 3. т. учитывают при проектировании и эксплуатации подземных и подводных коммуникаций большой протяжённости. Морская вода - хороший проводник. Поэтому плотности морских токов в сотни раз больше сухопутных. В крупномасштабных океанских течениях электрич. поля достигают десятков мкВ/м, магнитные - десятков нТл. Морские токи создают помехи, к-рые необходимо учитывать при эксплуатации разл. приборов в морях и океанах. Намечаются пути использования морских токов в океанографии, при эл--магн. зондировании дна океана, выясняется действие морских токов на ихтиофауну.

Виды электрических токов.

Приведем названия и определения видов электрического тока.

1. Электрический ток проводимости- “явление направленного движения свободных носителей заряда в веществе или в вакууме“.

 2. Электрический ток переноса- “электрический ток, осуществляемый переносом электрических зарядов телами“. Имеет еще одно, не совсем удачное название: конвекционный ток. При этом имеется в виду, что элементарные заряды неподвижны относительно перемещающихся заряженных тел.

 3. Электрический ток зарядки (разрядки). Для этого тока стандартного определения нет. Этот вид тока можно рассматривать, как ток проводимости, когда элементарные заряды входят из окружающей среды в непроточную систему (или выходят в обратном направлении) при отсутствии равновесия между средой и системой. При этом существует поток зарядов внутри непроточной системы, связанный с выравниваем плотности зарядов внутри системы. Чаще всего имеетя в виду электрический ток поляризации, связанный с зарядкой (разрядкой) конденсаторов и аккумуляторов.

 4. Ток смещения в вакууме-“явление изменения электрического поля в вакууме“. Это название неверно, так как под ним подразумевается именно физическое явление, а не поток элементарных зарядов. Харктеристика этого являения - физическая величина другой природы, нежели электрический ток проводимости, несмотря на то, что имеет ту же размерность.

Ток смещения – это поток вектора ротора напряженности магнитного поля, называемого в теории Максвелла потоком вектора плотности переменного тока. Проще говоря, это переменное изменение объемной плотности статических зарядов внутри диэлектрика, например, разделяющего две обкладки кондесатора.

 5. Имеются еще два очень распространенных термина: “постоянный ток“ и “переменный ток“. В статьях, посвященных этим двум терминам, показана неверность их обоих.

 6. Основная величина, характеризующая электрический ток, имеет в стандарте такое название – сила тока. В статье, посвященной термину “сила“, указано на некорректность применения этого слова в словосочетании “сила тока“, правильно говорить “интенсивность тока“.

Электрическая станция - совокупность установок, оборудования и аппаратуры, используемых непосредственно для производства электрической энергии, а также необходимые для этого сооружения и здания, расположенные на определённой территории.

Существует множество типов электростанций. Отличия заключаются в технических особенностях и исполнении, а также в виде используемого источника энергии. Но несмотря на все различия большинство электростанций используют для своей работы энергию вращения вала генератора.

Станции разных типов объединены в Единую энергетическую систему, позволяющую рационально использовать их мощности, снабжать всех потребителей.

Основное оборудование электростанций

К основному оборудованию электростанций можно отнести:

•         генераторы;

•         турбины;

•         котлы;

•         трансформаторы;

•         распределительные устройства;

•         двигатели;

•         выключатели;

•         разъединители;

•         линии электропередач;

•         средства автоматики и релейной защиты

Виды электростанций:

Тепловые электростанции

ТЭС, вырабатывающая электрическую энергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива. Среди ТЭС преобладают тепловые паротурбинные (ТПЭС), на которых тепловая энергия используется в парогенераторе для получения водяного пара высокого давления, приводящего во вращение ротор паровой турбины, соединённый с ротором электрического генератора (обычно синхронного генератора). В качестве топлива на таких ТЭС используют уголь (преимущественно), мазут, природный газ, лигнит, торф, сланцы.

Гидроэлектростанции

Гидроэлектростанции являются весьма эффективными источниками энергии. Они используют возобновимые ресурсы - механическую энергию падающей воды. Необходимый для этого подпор воды создается плотинами, которые воздвигают на реках и каналах. Гидравлические установки позволяют сокращать перевозки и экономить минеральное топливо (на 1 кВт-ч расходуется примерно 0,4 т угля). Они достаточно просты в управлении и обладают очень высоким коэффициентом полезного действия (более 80%). Себестоимость этого типа установок в 5-6 раз ниже, чем ТЭС, и они требуют намного меньше обслуживающего персонала.ГЭС производят наиболее дешевую электроэнергию, но имеют довольно-таки большую себестоимость постройки. Именно ГЭС позволили советскому правительству в первые десятилетия советской власти совершить такой прорыв в промышленности.

 Современные ГЭС позволяют производить до 7 Млн. КВт энергии, что вдвое превышает показатели действующих в настоящее время ТЭС и АЭС, однако размещение ГЭС в европейской части России затруднено по причине дороговизны земли и невозможности затопления больших территорий в данном регионе. Наиболее мощные ГЭС построены в Сибири, где наиболее эффективно осваиваются гидроресурсы.

 ГЭС можно разделить на две основные группы: ГЭС на крупных равнинных реках и ГЭС на горных реках.

Атомные электростанции

Атомные электрические станции - это тепловые станции, использующие энергию ядерных реакций. В качестве ядерного горючего используют обычно изотоп урана U-235, содержание которого в природном уране составляет 0,714%. Основная масса урана - изотоп U-238 (99,28% всей массы) при захвате нейтронов превращается во вторичное горючее - плутоний Рu-239. Возможно также использование тория, который при захвате нейтронов превращается в делящийся изотоп урана U-233. Реакция деления происходит в ядерном реакторе. Ядерное топливо используют обычно в твердом виде. Его заключают в предохранительную оболочку. Такого рода тепловыделяющие элементы называют твэлами. Их устанавливают в рабочих каналах активной зоны реактора. Тепловая энергия, выделяющаяся при реакции деления, отводится из активной зоны реактора с помощью теплоносителя, который прокачивают под давлением через каждый рабочий канал или через всю активную зону. Наиболее распространенным теплоносителем является вода, которую подвергают тщательной очистке в неорганических фильтрах.

Другие виды электростанций

Несмотря на то, что так называемые “нетрадиционные” виды электростанций занимают всего 0.07% в производстве электроэнергии, в России развитие этого направления имеет большое значение, особенно учитывая размеры территории страны.

 Единственным представителем этого типа электростанций в России является Паужетская Геотермальная ТЭС была построена в 1966 году на юге Камчатки мощностью 5 МВт, в долине реки Паужетка, в районе вулканов Кошелёва и Камбального. В 1980 году её мощность составляла уже 11 МВт.

 Поскольку топливо у геотермальных ТЭС бесплатное, то и себестоимость вырабатываемой электроэнергии в несколько раз ниже.

 Энергосистемы

Для более экономичного, рационального и комплексного использования общего потенциала электростанций нашей страны создана Единая энергетическая система (ЕЭС) , в которой работают свыше 700 крупных электростанций, имеющих общую мощность свыше 250 млн. кВт (т. е. 84% мощности всех электростанций страны) . Управление ЕЭС осуществляется из единого центра, оснащенного электронно-вычислительной техникой.

 Энергосистема - группа электростанций разных типов и мощностей, объединенная линиями электропередач и управляемая из единого центра.

ЕЭС - единый объект управления, электростанции системы работают параллельно

Все самое интересное

Глава 2. Электростанции в Республике Башкортостан.

Я рассмотрела физическую карту Республики Башкортостан. На нем было указано. Поблизости (не только РБ) Кому отдаем, если нет, от кого берем.

Электростанциии. (немного истоии) статистику сколько Уфа или Рб употребляет. И сколько сама станция воспроизводит . Сколько денег уходит. И как давно с ними.

Заключение.

Вывод: Электричество на Зесле можно получать несколькими способами: ; Наш город Уфа обеспечивает электричеством …. ( примерно    )

Рекомендации:

•         Найти альтернативные способы получения тока в нашей республике;

•         1

•         2

•         Беригите электричество.

Список литературы

•         ttp://mirpiar.com/publ/ehlektrichestvo_v_nashej_zhizni/58-1-0-2416

•         http://elektroas.ru/elektricheskij-tok-v-povsednevnoj-zhizni-cheloveka

Приложение