Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике

ПОИСК ПО САЙТУ:

 
  
  

 

Справочник электрика » Полезная информация

Понятие электрической энергии

 

Согласно современным научным представлениям, энергия – это общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи, которая не возникает из ничего и не исчезает, а только может переходить из одной формы в другую в соответствии с законом сохранения энергии. Различают энергию механическую, тепловую, электрическую, электромагнитную, ядерную, химическую, гравитационную и др.

Для жизнедеятельности человека наиболее важное значение имеет потребление электрической и тепловой энергии, которые возможно извлекать из природных источников – энергоресурсов.

Энергоресурсы – это первичные источники энергии находящиеся в окружающей природе.

Электрическая энергия

Среди различных видов энергии, используемых человеком, особое место занимает наиболее универсальный из ее видов – электрическая энергия.

Широкое распространение электрическая энергия получила благодаря следующим ее свойствам:

  • возможность получения практически из любых энергоресурсов при умеренных затратах;

  • простоте трансформации в другие формы энергии (механическую, тепловую, звуковую, световую, химическую);

  • способность сравнительно легко передаваться в значительных количествах на большие расстояния с огромной скоростью и относительно небольшими потерями;

  • возможность использования в устройствах, различающихся по мощности, напряжению, частоте.

Электрической энергией человечество пользуется с 80-х годов XIX века.

Поскольку общее определение энергии – это мощность за единицу времени, то единица измерения электрической энергии представляет собой киловатт за час (кВт·ч).

Использование электрической энергии

Основными величинами и параметрами, с помощью которых можно охарактеризовать электрическую энергию, описать ее качество, есть общеизвестные:

  • электрическое напряжение – U, В;

  • электрический ток – I, А;

  • полная, активная и реактивная мощности – S, P, Q в киловольт-амперах (кВА), киловаттах (кВт) и киловольт-амперах реактивных (квар) соответственно;

  • коэффициент мощности cosϕ;

  • частота – f, Гц.

Трансформаторная подстанция

Электрическая энергия имеет ряд особенностей:

  • она непосредственно не подлежит визуальному восприятию;

  • легко превращается в иные виды энергии (например, в тепловую, механическую);

  • достаточно просто и с большой скоростью передается на большие расстояния;

  • простота ее распределения в электрических сетях;

  • проста в использовании с помощью машин, установок, приборов;

  • позволяет изменять свои параметры (напряжение, ток, частота);

  • удобна для контроля и управления;

  • качество ее определяет качество работы оборудования, которое потребляет эту энергию;

  • качество энергии в месте производства не может служить гарантией ее качества в месте потребления;

  • неразрывность во временном измерении процессов производства и потребления энергии;

  • процесс передачи энергии сопровождается ее потерями.

Для получения электрической энергии необходимы энергетические ресурсы, которые могут быть возобновляемые и невозобновляемые. К возобновляемым ресурсам относят те, которые полностью восстанавливаются в пределах жизни одного поколения (вода, ветер, древесина и т. д.). К невозобновляемым ресурсам относят ранее накопленные в природе, но в новых геологических условиях практически не образующиеся – уголь, нефть, газ.

Ветряная электростанция

Любой технологический процесс получения электрической энергии подразумевает однократное или многократное преобразование различных видов энергии. При этом энергия, непосредственно извлекаемая в природе (энергия топлива, воды, ветра, и т. д.), называется первичной. Энергия, получаемая человеком после преобразования первичной энергии на электростанциях, называется вторичной (электрическая энергия, энергия пара, горячей воды и т. д.).

Основу традиционной энергетики составляют тепловые электрические станции (ТЭС), использующие энергию органического топлива и ядерного горючего, и гидроэлектростанции (ГЭС). Единичная мощность электростанций, как правило, велика (сотни МВт установленной мощности) и они объединены в крупные энергосистемы. На больших электростанциях вырабатывается более 90 % всей потребляемой электроэнергии, и они составляют основу комплекса централизованного электроснабжения потребителей.

Производство электричсекой энергии

В названиях электростанций обычно отражено какой вид первичной энергии в какую вторичную преобразуется, например:

  • тепловая электрическая станция (ТЭС) преобразует энергию тепла в электричество;

  • гидроэлектростанция (ГЭС) преобразует энергию движения воды в электроэнергию;

  • ветроэлектростанция (ВЭС) преобразует энергию ветра в электрическую энергию.

Для сравнительной характеристики технологических процессов производства электрической энергии используют такие показатели, как коэффициент полезного использования энергии, удельная стоимость 1 кВт установленной мощности электростанции, себестоимость вырабатываемой электроэнергии и т. п.

Передача электроэнергии на расстояние

Электрическую энергию передает электромагнитное поле проводника, этот процесс имеет волновой характер. Причем часть электроэнергии, которая передается, расходуется в самом проводнике, т. е. теряется. Отсюда вытекает понятие «потери электроэнергии». Потери электроэнергии есть во всех элементах электрической системы: генераторах, трансформаторах, линиях электропередачи и т. п., а также в электроприёмниках (электрических двигателях, электротехнологических устройствах и агрегатах).

Общая потеря электроэнергии складывается из двух частей: номинальных потерь, которые определяются условиями работы при номинальных режимах и оптимальном выборе параметров системы электроснабжения, и дополнительных потерь, обусловленных отклонением режимов и параметров от номинальных значений. Экономия электроэнергии в системах электроснабжения основывается на минимизации как номинальных, так и дополнительных потерь.


Статьи близкие по теме:

  • Энергетика, электрические системы - основные понятия
  • Электрические станции в картинках из диафильма
  • Классификация электронагревательных установок
  • Источники электрической энергии
  • Как электроэнергия поступает с генераторов электростанций в энергосистему




  • Наш сайт в Facebook:


    Мы ВКонтакте:

    Школа для электрика | Основы электротехники | Электричество для чайников
    Электрические аппараты | Справочник электрика
     Электроснабжение | Электрические измерения | Электрические схемы
     Электромонтажные работы | Пусконаладочные работы | Эксплуатация электрооборудования

    Счетчики электроэнергии IEK