Творческое задание, страница 59 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Творческое задание

Подготовьте сообщение по темам (на выбор):

1. Из истории создания трансформатора. Виды трансформаторов. Производство в РК.

2. Основные характеристики линий электропередач в РК и мире (рис. 69).

Рис. 69. Электрические опоры линий электропередачи

Из истории создания трансформатора

История трансформатора неразрывно связана с фундаментальными открытиями в области электромагнетизма. Основополагающим стал 1831 год, когда английский ученый Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции — возникновение электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур. Это открытие заложило теоретическую основу для создания трансформатора.

Первые устройства, работающие по принципу индукции, появились в 1830-х годах. Однако практическое применение они нашли позже. В 1876 году русский электротехник Павел Николаевич Яблочков разработал и запатентовал систему «дробления света» с использованием «индукционных катушек». Эти катушки с разомкнутым сердечником были, по сути, первыми трансформаторами, использовавшимися для питания дуговых ламп («свечей Яблочкова») переменным током. Они позволяли подключать несколько ламп к одному генератору.

Значительный шаг вперед был сделан в 1885 году венгерскими инженерами из компании Ganz & Co. — Кароем Циперовским, Отто Блати и Микшей Дери. Они создали трансформатор с замкнутым магнитопроводом, известный как модель ZBD. Эта конструкция была гораздо эффективнее устройств с разомкнутым сердечником, так как практически весь магнитный поток замыкался внутри сердечника, минимизируя потери. Именно эта разработка сделала передачу электроэнергии на большие расстояния с помощью переменного тока экономически выгодной.

Примерно в то же время, в 1886 году, в США Уильям Стэнли, работая на Джорджа Вестингауза, разработал свою коммерчески успешную модель трансформатора. Это позволило Вестингаузу построить первую в США коммерческую систему электроснабжения переменного тока и в конечном итоге одержать победу в «войне токов» с Томасом Эдисоном, который был сторонником постоянного тока.

Дальнейшее развитие было связано с созданием трехфазных систем. В 1889-1891 годах русский инженер Михаил Осипович Доливо-Добровольский разработал трехфазную систему переменного тока, включая первый в мире трехфазный трансформатор. Эта система до сих пор является мировым стандартом для производства и передачи электроэнергии.

Виды трансформаторов

Трансформаторы классифицируются по множеству признаков, отражающих их конструкцию и область применения.

По назначению:

• Силовые трансформаторы — наиболее распространенный тип, предназначенный для преобразования (повышения или понижения) напряжения в электрических сетях. Они устанавливаются на электростанциях, подстанциях и в распределительных сетях.
• Автотрансформаторы — разновидность силовых трансформаторов, у которых первичная и вторичная обмотки соединены электрически. Они обладают более высоким КПД, но не обеспечивают гальванической развязки. Используются для связи сетей близких классов напряжения.
• Измерительные трансформаторы — применяются для безопасного измерения больших токов и напряжений в высоковольтных цепях. Они понижают ток или напряжение до стандартных значений, безопасных для измерительных приборов. Делятся на трансформаторы тока (ТТ) и трансформаторы напряжения (ТН).
• Разделительные (изолирующие) трансформаторы — служат для гальванической развязки электрической цепи от сети в целях повышения электробезопасности. Коэффициент трансформации у них обычно равен 1 ($k = \frac{U_1}{U_2} \approx 1$).
• Специальные трансформаторы — к ним относятся сварочные, печные, пусковые и другие трансформаторы для конкретных технологических нужд.

По числу фаз:

• Однофазные — для работы в однофазных цепях.
• Трехфазные — для работы в трехфазных цепях, которые являются стандартом в современной энергетике.

По способу охлаждения:

• «Сухие» трансформаторы — охлаждение происходит за счет естественной или принудительной конвекции воздуха. Они экологичны и пожаробезопасны.
• Масляные трансформаторы — обмотки и магнитопровод погружены в бак с трансформаторным маслом, которое служит одновременно для охлаждения и для изоляции. Это самый распространенный тип для силовых трансформаторов большой мощности.

Производство в РК

В Республике Казахстан существует развитая отрасль по производству трансформаторного оборудования, которая обеспечивает потребности внутреннего рынка и экспортирует продукцию в другие страны. Ключевым предприятием отрасли является АО «Кентауский трансформаторный завод».

Основанный в 1959 году, завод в городе Кентау стал одним из ведущих производителей трансформаторов в Центральной Азии. Он выпускает широкий спектр продукции:

• Силовые масляные трансформаторы общего назначения.
• Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) различного типа.
• Трансформаторы для специальных нужд, например, для электроснабжения погружных насосов в нефтедобыче.
• Продукция для электрификации железных дорог.

Другим крупным игроком на рынке является холдинговая компания «Alageum Electric», в состав которой входит несколько заводов. Например, Уральский трансформаторный завод в г. Уральск, специализирующийся на выпуске силовых трансформаторов напряжением до 110 кВ, и Актауский трансформаторный завод. Эти предприятия используют современные технологии и производят оборудование, соответствующее международным стандартам, что позволяет им успешно конкурировать на рынке.

Наличие собственного производства трансформаторов является важным фактором энергетической безопасности Казахстана, позволяя оперативно модернизировать и расширять электрические сети страны.

Ответ: Сообщение по теме «Из истории создания трансформатора. Виды трансформаторов. Производство в РК» подготовлено выше. Оно включает три раздела: история создания, классификация видов и обзор производства в Республике Казахстан.