Номер 1, страница 81 - гдз по физике 8 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 3. Электромагнитные явления. Самостоятельные работы. СР-62. Передача электрической энергии. Вариант 1 - номер 1, страница 81.

Условие.

1. Что используют для передачи электроэнергии от электростанций в места её потребления?

Решение.

1. Для передачи электроэнергии от электростанций в места её потребления используется комплексная система, состоящая из двух ключевых компонентов: линий электропередачи (ЛЭП) и трансформаторных подстанций.

Линии электропередачи — это физическая инфраструктура из проводов, опор и изоляторов, по которой электрический ток течет от источника к потребителю. ЛЭП могут быть воздушными (провода на опорах) или кабельными (провода под землей или водой).

Однако передавать электроэнергию на большие расстояния при том напряжении, с которым она вырабатывается на электростанциях (обычно 6–24 кВ), экономически нецелесообразно из-за больших потерь мощности. Потери мощности в линии электропередачи определяются по закону Джоуля — Ленца и прямо пропорциональны квадрату силы тока и сопротивлению провода: $P_{потерь} = I^2 \cdot R$.

Чтобы минимизировать эти потери, необходимо уменьшить силу тока $\text{I}$ в проводах. Поскольку передаваемая мощность $\text{P}$ связана с напряжением $\text{U}$ и силой тока $\text{I}$ формулой $P = U \cdot I$, для передачи той же мощности при меньшем токе необходимо значительно увеличить напряжение. Именно для этого используются трансформаторы.

Процесс выглядит следующим образом:

1. На подстанции, расположенной рядом с электростанцией, напряжение вырабатываемой электроэнергии повышается с помощью повышающих трансформаторов до очень высоких значений — сотен киловольт (110 кВ, 220 кВ, 500 кВ и выше).

2. Электроэнергия под высоким напряжением передается по магистральным линиям электропередачи на сотни и тысячи километров.

3. Вблизи населенных пунктов и промышленных предприятий на понижающих подстанциях напряжение последовательно снижается до более низких уровней (например, до 35 кВ, 10 кВ), приемлемых для распределительных сетей.

4. В итоге, на местных трансформаторных подстанциях напряжение понижается до конечного значения, безопасного для бытовых и промышленных приборов (например, 380/220 В).

Таким образом, использование высокого напряжения при передаче и трансформаторов для его преобразования позволяет доставлять электроэнергию на большие расстояния с минимальными потерями.

Ответ: Для передачи электроэнергии от электростанций в места её потребления используют линии электропередачи (ЛЭП) и трансформаторы. Трансформаторы повышают напряжение для минимизации потерь при передаче на большие расстояния, а затем понижают его до безопасных для потребителей значений.