Дети любопытны и живо интересуются окружающим миром. Нередко они задают вопросы, которые ставят в тупик даже взрослых. Например: что находится в розетке? Ток? А как он туда попадает? Откуда берётся? Давайте проследим, какой путь проходит электроэнергия, чтобы прийти к нам домой, в розетку.
Выработка электроэнергии
Как рождается электроэнергия? Перечислю самые мощные и эффективные способы выработки электричества.
- Гидроэлектростанции (ГЭС)
Располагаются на крупных реках и используют силу движения воды, которая крутит турбины — так вырабатывается электроэнергия. Самая мощная в мире ГЭС построена на реке Янцзы в Китае. Она в три с половиной раза мощнее самой крупной российской ГЭС — Саяно-Шушенской на реке Енисей. Гидроэлектростанции производят около 16% мировой электроэнергии.
- Теплоэлектростанции (ТЭС)
Работают на топливе — уголь, природный газ, мазут, нефть, водород. Оно сгорает, и вырабатывающееся тепло вращает валы электрического генератора, который преобразуют неэлектрическую (тепловую) энергию в электрическую. ТЭС дают примерно 67% мировой электроэнергии.
- Атомные электростанции (АЭС)
Используют в качестве топлива уран-235. Ядерный реактор помогает превратить энергию деления урана в тепловую, и она так же, как на ТЭС, вращает турбины для выработки тока. Атомных станции производят примерно 12% мировой электроэнергии.
- Альтернативные источники
Энергия солнца, ветра, приливов, тепла земли и подобные «чистые» источники генерируют всего около 5% электроэнергии.
Сильнее всего вредят окружающей среде ТЭС за счёт выбросов, образующихся от сжигания топлива. Плотины ГЭС вносят необратимые изменения в живую и неживую природу. Эксплуатация АЭС — самый опасный способ получения электроэнергии; кроме того, он ведёт к накоплению радиоактивных отходов. Меньше всего вреда окружающей среде наносят альтернативные способы получения энергии.
Однако отказаться от производства и использования электроэнергии мы пока не можем.
Практически вся вырабатываемая электроэнергия — ток переменного типа, то есть может менять величину и направление. Производить и передавать на большие расстояния переменный ток легче, чем постоянный.
Транспортировка
Предприятия по выработке электроэнергии в основном находятся далеко от потребителей. Электроэнергию отправляют к ним двумя путями: воздушным, по проводам, или кабельным, под землёй. При транспортировке на большие расстояния происходят потери энергии, и чтобы их избежать, при передаче увеличивают напряжение (можно вспомнить закон Ома, основополагающий закон электротехники о силе тока, напряжении и сопротивлении). Чем дальше расстояние, на которое передаётся электроэнергия, тем выше должно быть напряжение. Увеличение напряжения проходит на подстанции с повышающими трансформаторами. Так на выходе с ТЭС показатель в 12 киловольт (кВ) повышается до 500–1,150 кВ в зависимости от дальности передачи.
Самая высоковольтная линия в мире напряжением 1,150 кВ проходит по России.
Линии электропередач и опоры ЛЭП причудливой конфигурации — это уже более конкретно и знакомо.
Наконец-то дома
В городах электроэнергия поступает на подстанции, где напряжение уменьшается через понижающие трансформаторы до 12 кВ. Следующий этап — центральные распределительные подстанции. Напряжение понижается ещё раз, в зависимости от того, куда электроэнергия будет направлена. Например, для промышленных предприятий и электротранспорта значение понижается до 600 В, а для жилых домов — до привычных 380/220 (400/230) В.
Метрополитен использует несколько вариантов напряжения, от 12 до 825 В. В метро есть собственные подстанции, которые преобразуют напряжение до нужных значений и передают на различные участки.
Дальше электроэнергия поступает в домовые электрощиты и распределяется по квартирам.
В розетках течёт всё тот же переменный ток. Большинство бытовой техники произведено для работы на переменном токе; если предполагается использование постоянного тока, необходим специальный трансформатор.
Домашние розетки рассчитаны на разную силу тока и соответственно маркированы. У каждого электроприбора есть мощность энергопотребления; если вдруг вы подключите слишком много приборов и сеть не выдержит нагрузку, то сработает защитный автомат, который отключит электричество в группе.
Не стоит забывать, что электроэнергия — вещь серьёзная и опасная. Следите за состоянием проводки и розеток, не используйте бытовые приборы, которые могут быть неисправны, и, пожалуйста, не позволяйте детям (и взрослым тоже) играть с розетками или экспериментировать с электричеством.
Если вам понравилась статья, то обязательно подписывайтесь на канал и оценивайте статью. Всех вам благ!
