Задание 1, страница 40 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Задание 1

Рассмотрите схему подачи электроэнергии, изображенных на рисунках 36 и 37. В чем их различие, в чем схожесть?

Рис. 36. Производство и передача электроэнергии потребителям от индукционного генератора

Рис. 37. Производство и передача электроэнергии потребителям от солнечной батареи через промышленную сеть

Анализ представленных схем (Рис. 36 и Рис. 37) показывает, что они описывают два принципиально разных подхода к производству и доставке электроэнергии, имея при этом некоторые общие черты.

1. Общая цель: Обе схемы демонстрируют процесс производства электроэнергии и её последующей доставки конечному потребителю для использования в бытовых или промышленных целях.

2. Конечный этап доставки: В обеих системах электроэнергия подается потребителю через низковольтные линии электропередачи. В схеме с тепловой электростанцией это напряжение 220 В. В схеме с солнечными панелями постоянный ток преобразуется в переменный (с помощью инвертора), который также подается в низковольтную сеть для бытового использования.

1. Источник энергии: На Рис. 36 источником является тепловая электростанция, которая использует невозобновляемые ископаемые виды топлива (уголь, газ, мазут) для выработки электроэнергии. На Рис. 37 используется возобновляемый источник энергии — солнечное излучение, улавливаемое солнечными панелями.

2. Тип и масштаб генерации: Схема на Рис. 36 представляет собой централизованную систему производства энергии. Мощная электростанция генерирует большое количество электроэнергии для обеспечения целых городов и регионов. Схема на Рис. 37 — пример децентрализованной или распределенной генерации, где энергия производится в непосредственной близости от потребителя (например, для одного дома или небольшого предприятия).

3. Тип вырабатываемого тока: Тепловая электростанция (Рис. 36) с помощью индукционного генератора вырабатывает переменный ток (AC). Солнечные панели (Рис. 37) в результате фотоэлектрического эффекта генерируют постоянный ток (DC).

4. Способы преобразования энергии: В первой схеме для передачи энергии на большие расстояния используются трансформаторы. Повышающий трансформатор увеличивает напряжение переменного тока (с 12 кВ до 400 кВ) для минимизации потерь в линии, а понижающие трансформаторы затем снижают его до бытового уровня (220 В). Во второй схеме ключевым элементом является инвертор, который преобразует постоянный ток от панелей и аккумуляторов в переменный ток, пригодный для бытовых приборов и подачи в общую сеть.

5. Наличие системы хранения энергии: Схема с тепловой электростанцией не предполагает хранения энергии; она производится и потребляется практически одновременно. Схема с солнечными панелями включает батарею аккумуляторов, которая позволяет накапливать излишки энергии, произведенные в солнечное время, и использовать их ночью или в пасмурную погоду, обеспечивая автономность и стабильность питания.

6. Система передачи энергии: Для доставки энергии от ТЭС (Рис. 36) используются высоковольтные линии электропередачи (ЛЭП) для транспортировки на большие расстояния. В системе с солнечной энергией (Рис. 37) произведенная электроэнергия используется локально или подается в ближайшую низковольтную распределительную сеть, минуя этап высоковольтной передачи.

Ответ: Сходство схем заключается в их общей цели — доставке электроэнергии потребителю, и в использовании низковольтных линий на конечном этапе. Различия заключаются в источнике энергии (ископаемое топливо против солнца), типе генерации (централизованная против децентрализованной), виде вырабатываемого тока (переменный против постоянного), используемых для преобразования устройствах (трансформаторы против инвертора), наличии системы хранения энергии (нет против есть) и способе транспортировки энергии (высоковольтная передача на большие расстояния против локального распределения).