Номер 1, страница 52 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

1. Расскажите, где и как производится электрическая энергия?

Электрическая энергия производится на специальных предприятиях, называемых электростанциями, путем преобразования других видов энергии (тепловой, механической, ядерной, солнечной и др.) в электрическую. Основным устройством для этого является электрогенератор.

Общий принцип производства электроэнергии

В основе работы большинства электростанций лежит явление электромагнитной индукции. Электрический генератор преобразует механическую энергию вращения в электрическую. Чтобы заставить ротор генератора вращаться, используется турбина — устройство с лопатками, которое приводится в движение потоком пара, воды или газа. Таким образом, общая схема производства выглядит так: первичный источник энергии нагревает воду или приводит в движение массу воды/воздуха → пар/вода/воздух вращает турбину → турбина вращает ротор генератора → генератор вырабатывает электрический ток. Разные типы электростанций отличаются в основном источником энергии, который используется для вращения турбины.

Ответ: Электроэнергия производится на электростанциях путем преобразования механической энергии вращения турбины в электрическую с помощью электрогенератора, работа которого основана на явлении электромагнитной индукции.

Тепловые электростанции (ТЭС)

ТЭС являются самым распространенным типом электростанций в мире. Они производят энергию за счет сжигания органического топлива: угля, природного газа или мазута. Где: Располагаются, как правило, вблизи мест добычи топлива или в крупных промышленных районах и городах, где есть большая потребность в электроэнергии и тепле (в случае ТЭЦ — теплоэлектроцентралей). Как: В котле сжигается топливо, выделяющееся тепло нагревает воду и превращает ее в пар под высоким давлением. Этот пар направляется на лопатки паровой турбины и заставляет ее вращаться. Турбина, в свою очередь, вращает вал электрогенератора, который и вырабатывает электричество. Отработанный пар охлаждается, конденсируется обратно в воду и снова поступает в котел, замыкая цикл.

Ответ: Тепловые электростанции производят электроэнергию путем сжигания ископаемого топлива (угля, газа, мазута) для получения пара, который вращает турбину, соединенную с электрогенератором. Располагаются вблизи источников топлива или потребителей энергии.

Гидроэлектростанции (ГЭС)

ГЭС используют энергию движущейся воды. Где: Строятся на реках, как правило, в местах с большим перепадом высот, что позволяет создать необходимый напор воды. Как: Реку перекрывают плотиной, в результате чего уровень воды поднимается и образуется водохранилище. Вода из водохранилища под действием силы тяжести устремляется вниз по специальным водоводам и попадает на лопасти гидравлической турбины, приводя ее во вращение. Механическая энергия вращения турбины передается на генератор, который вырабатывает электрический ток. После прохождения через турбину вода возвращается обратно в русло реки.

Ответ: Гидроэлектростанции используют энергию падающей воды, которая накапливается в водохранилище с помощью плотины. Поток воды вращает гидравлическую турбину, приводящую в действие электрогенератор. Строятся на реках.

Атомные электростанции (АЭС)

АЭС используют энергию, выделяющуюся при делении атомных ядер. Где: Располагаются вблизи крупных источников воды (рек, озер, морей), необходимой для охлаждения реактора, и на безопасном расстоянии от густонаселенных районов. Как: В ядерном реакторе происходит управляемая цепная реакция деления ядер тяжелых элементов, чаще всего урана-235. Этот процесс сопровождается выделением огромного количества тепла. Тепло используется для нагрева воды и получения пара, который, как и на ТЭС, вращает паровую турбину, соединенную с электрогенератором.

Ответ: Атомные электростанции вырабатывают электроэнергию за счет тепла, выделяемого в ядерном реакторе в результате управляемой цепной реакции деления атомных ядер. Это тепло превращает воду в пар, который вращает турбогенератор.

Возобновляемые (альтернативные) источники энергии

К этому типу относятся электростанции, использующие неисчерпаемые природные ресурсы.
Ветроэлектростанции (ВЭС): Используют энергию ветра. Потоки воздуха вращают лопасти ветрогенератора, который вырабатывает электричество. Их строят в местах с постоянными сильными ветрами.
Солнечные электростанции (СЭС): Преобразуют энергию солнечного света в электрическую. Это происходит либо напрямую с помощью фотоэлектрических панелей (батарей), либо путем концентрации солнечных лучей для нагрева теплоносителя, который затем используется для выработки пара и вращения турбины. Располагаются в регионах с большим количеством солнечных дней в году.
Геотермальные электростанции (ГеоТЭС): Используют внутреннее тепло Земли. Из скважин на поверхность подается пар или горячая вода, которые используются для вращения турбин. Строятся в зонах вулканической и тектонической активности.
Приливные электростанции (ПЭС): Используют энергию морских приливов и отливов. Перепад уровней воды во время прилива и отлива создает поток, вращающий турбины, установленные в плотине, перегораживающей залив или устье реки.

Ответ: Альтернативные электростанции производят энергию, используя природные возобновляемые ресурсы: ветер (ВЭС), солнечное излучение (СЭС), тепло Земли (ГеоТЭС), энергию приливов и отливов (ПЭС) для вращения турбин или прямого преобразования в электричество.