Номер 4, страница 58 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

4. Каково назначение ЛЭП?

ЛЭП — это аббревиатура, которая расшифровывается как Линия Электропередачи. Она представляет собой систему инженерных сооружений и оборудования, основное назначение которой заключается в передаче (транспортировке) электрической энергии на большие расстояния.

ЛЭП служат для связи источников генерации электроэнергии (электростанций: атомных, тепловых, гидравлических, солнечных, ветровых) с потребителями. Необходимость в таких линиях вызвана тем, что крупные электростанции часто строят вдали от промышленных центров и густонаселенных районов по экономическим, экологическим или географическим соображениям. ЛЭП формируют основу национальной энергетической системы, объединяя разрозненные районы в единую сеть.

Ключевой задачей при передаче электроэнергии является минимизация её потерь. Потери мощности в проводах при прохождении тока происходят в основном за счет их нагрева (эффект Джоуля-Ленца) и рассчитываются по формуле: $P_{потерь} = I^2 \cdot R$, где $\text{I}$ — сила тока, а $\text{R}$ — сопротивление линии. В то же время, передаваемая мощность определяется как $P = U \cdot I$, где $\text{U}$ — напряжение в линии. Из этой формулы можно выразить силу тока: $I = P / U$. Подставив это выражение в формулу потерь, получим: $P_{потерь} = \left(\frac{P}{U}\right)^2 \cdot R = \frac{P^2 \cdot R}{U^2}$ Как видно из формулы, потери мощности обратно пропорциональны квадрату напряжения. Поэтому для передачи электроэнергии на дальние расстояния напряжение значительно повышают (до сотен тысяч вольт) с помощью повышающих трансформаторов на электростанциях. Вблизи потребителей на понижающих подстанциях напряжение снижают до безопасных и стандартных уровней.

Линии электропередачи конструктивно делятся на два основных типа. Наиболее распространены воздушные ЛЭП (ВЛ), где провода подвешиваются в воздухе на опорах с помощью изоляторов. В городских условиях, под водой или в местах, где прокладка воздушных линий невозможна, применяют кабельные ЛЭП (КЛ), в которых изолированные кабели прокладывают в земле или специальных сооружениях.

Таким образом, ЛЭП выполняют критически важную функцию в современной цивилизации, обеспечивая надежную и экономически эффективную доставку электроэнергии от производителей к потребителям и являясь основой функционирования всей энергосистемы.

Ответ: Основное назначение ЛЭП — это передача электрической энергии на большие расстояния от мест её производства (электростанций) до распределительных подстанций и конечных потребителей. Передача осуществляется при высоком напряжении для минимизации потерь энергии.