Номер 21.33, страница 109 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 21. Электромагнитная индукция. Производство и передача электроэнергии - номер 21.33, страница 109.

Условие.

21.33. Для чего при передаче электроэнергии используют понижающие трансформаторы?

Решение.

Решение

Передача электроэнергии на большие расстояния от электростанций к потребителям связана с неизбежными потерями мощности в проводах линий электропередачи (ЛЭП). Эти потери происходят из-за нагрева проводов протекающим по ним током (согласно закону Джоуля-Ленца) и определяются формулой:

$P_{потерь} = I^2 \cdot R$

где $\text{I}$ – сила тока в линии, а $\text{R}$ – сопротивление проводов. Из формулы видно, что потери мощности пропорциональны квадрату силы тока. Поэтому для уменьшения потерь необходимо максимально снизить силу тока в проводах.

Мощность, передаваемая по линии, равна произведению напряжения на силу тока:

$P = U \cdot I$

Чтобы передать ту же мощность $\text{P}$ при меньшей силе тока $\text{I}$, необходимо увеличить напряжение $\text{U}$. Для этого на выходе с электростанций устанавливают повышающие трансформаторы, которые увеличивают напряжение до очень высоких значений (сотни киловольт).

Однако такое высокое напряжение является чрезвычайно опасным и непригодным для конечного потребителя (бытовых приборов, промышленного оборудования). Перед тем как электроэнергия поступит в дома и на предприятия, напряжение необходимо понизить до стандартных и безопасных значений (например, 220 В).

Именно для этой цели и используются понижающие трансформаторы. Их устанавливают на подстанциях вблизи городов и промышленных зон. Они принимают электроэнергию высокого напряжения из ЛЭП и преобразуют её, понижая напряжение до уровня, необходимого для местных распределительных сетей и конечных потребителей.

Ответ: Понижающие трансформаторы используются для того, чтобы понизить высокое напряжение, используемое для эффективной передачи электроэнергии на большие расстояния, до стандартного и безопасного уровня, пригодного для непосредственного использования в быту и промышленности.