Elektroenergiya (elektr quvvati) - Mavzu: Ishlab chiqarish va uni joylashtirishga ta`sir etuvchi omillar. Reja: Kirish

|
Mavzu: Ishlab chiqarish va uni joylashtirishga ta`sir etuvchi omillar. Reja: Kirish
|
bet | 8/10 | Sana | 25.05.2024 | Hajmi | 0,68 Mb. | | #254080 |
Bog'liq Ishlab chiqarish va uni joylashtirishga ta`sir etuvchi omillar Kurs Ishi ..Elektroenergiya (elektr quvvati).
Elektr energiyasi — lotincha „electricus“ soʻzidan (qadimgi yunoncha „ἤλεκτρον“) olingan boʻlib, zaryadlangan erkin elektron zarralarining oʻzaro taʼsiri va tartibli harakati natijasida yuzaga keladigan hodisalar majmui hisoblanadi.
Ushbu atamani ilk bor ilmiy adabiyotga ingliz tabiatshunosi Uilyam Xilbert 1600-yilda yozilgan „Magnit, magnit jismlar va yirik magnit — Yer toʻgʻrisida“ asarida kiritgan.
Risolada magnit kompasining ish xususiyatini batafsil tushuntiradi va magnitlangan jismlar ustida oʻtkazgan oʻzining baʼzi tajribalarni tasvirlaydi. Muallif asarida tabiatdagi boshqa moddalar ham elektrlashtirilish, yaʼni maʼlum bir darajada magnit maydoni hosil qilish xususiyatiga ega ekanligini aniqlaydi.
Asosan kundalik hayotda va xalq xoʻjaligida elektr energiyasi isteʼmolini oʻlchash, shuningdek, elektr energiyasi sanoatida ishlab chiqarilayotgan elektr energiyasini oʻlchash uchun ishlatiladigan energiya miqdorining tizimdan tashqari birligi. 1 kilovatt-soat bu 1 kilovatt quvvatga ega elektr qurilma tomonidan 1 soatda isteʼmol qilingan (ishlab chiqarilgan) energiya miqdori.
(1 kVt ⋅ soat= 10³ Vt × 3600 s = 3,6 MJ). Elektr xizmatlari isteʼmolchiga yetkazib beriladigan elektr energiyasining umumiy miqdorini saqlaydigan elektr hisoblagich yordamida energiyani oʻlchaydi.
Elektr bilan isitishi. asboblarining asosiy qismlari metall korpus, keramika asos va qizdirish elementi (spiralsimon yoki sterjensimon element). Elektr qarshiligi katta boʻlgan simdan yasalgan qizdirish elementli elektr isitish asboblari kengroq tarqalgan. Bunday asboblar ochiq (qizdirish elementi koʻrinib turadigan) va yopiq (qizdirish elementi korpus ichiga joylashtirilgan) turlarga boʻlinadi. Ochiq asboblar jumlasiga elektr kaminlar, reflektorlar va boshqalar, yopiq asboblar jumlasiga turli tipdagi (mas, moyli) radiatorlar kiradi. Elektr isitgichning eng oddiy va eng keng tarqalgan turi energiyani aylantirish uchun elektr qarshiligidan foydalanadi. Elektr energiyasidan foydalanishning koʻplab murakkab usullari mavjud.
Elektr energiyasini ishlab chiqarish — bu boshqa energiya turlaridan elektr energiyasini ishlab chiqarish jarayoni. Elektr energiyasini ishlab chiqarishning asosiy tamoyillari 1820-yillar va 1830-yillarning boshlarida ingliz olimi Maykl Faraday tomonidan kashf etilgan.
Uning bugungi kunda ham qoʻllanilayotgan usuli magnit qutblari orasidagi sim halqasi yoki Faraday diskining harakati natijasida elektr energiyasi ishlab chiqariladi. Markaziy elektr stantsiyalari oʻzgaruvchan tok (AC) elektr uzatishni rivojlantirish bilan iqtisodiy jihatdan amaliy boʻlib, yuqori kuchlanish va kam yoʻqotish bilan quvvatni uzatish uchun quvvat transformatorlaridan foydalangan.
Elektr kommunal xizmatlari uchun bu isteʼmolchilarga elektr energiyasini etkazib berishning birinchi bosqichidir. Boshqa jarayonlar, elektr energiyasini uzatish, taqsimlash va nasosli saqlash usullari yordamida elektr energiyasini saqlash va qayta tiklash odatda elektr energetikasi tomonidan amalga oshiriladi.
Elektr energiyasi koʻpincha issiqlik elektr stantsiyalarda (IES), gidroelektr stantsiyalarda (GES), issiqlik elektr markazlarida (IEM), atom elektr stantsiyalarida (AES) va noanʼanaviy elektr energiyasi olish stantsiyalarida ishlab chiqariladi. Jahonda ishlab chiqariladigan elektr energiyaning 70 foizdan ortigʻi IESlarda ishlab chiqariladi. Ular ancha tez va arzon quriladi. Ularning quvvatini 6 mln kVt dan oshirish mumkin. IESlarni qurishda elektr resurslari, ishlab chiqarish va transport sharoitlari, qurilish harajatlari va muddatlari hamda stantsiyani ekspluatatsiya qilish nazarda tutiladi. Koʻpchilik IESlarda elektr energiya bilan birga issiqlik energiyasi ham ishlab chiqariladi. Bunday elektr stantsiyalar issiqlik elektr markazlari (IEM) deb ataladi.
Energiya uzatish liniyasida iste'molchilarga etib boradigan elektr energiyasining kuchlanishning nominal qiymati bizning mamlakatimizda aksariyat Evropa mamlakatlaridagi kabi 220 voltni tashkil etadi. Elektr tarmog'i - ishlab chiqarilgan elektr energiyasini iste'molchilarga etkazish uchun tashkil etilgan tarmoq tizimi. Elektr stansiyalarida ishlab chiqarilgan elektr energiyasi iste'molchilarga energiya uzatish liniyalari va tarqatish liniyalaridan iborat ushbu elektr tarmog'i orqali etib boradi.
Odatda elektr energiyasini ishlab chiqaradigan elektr stantsiyalari aholi punktlari va korxonalardan uzoqda. Ishlab chiqarilgan elektr energiyasini uzatish uchun ishlatiladigan tarmoqlar uzatish tarmoqlari, bu energiyani iste'molchilarga tarqatish uchun ishlatiladigan tarmoqlar tarqatish tarmoqlari deb ataladi. Elektr energiyasini uzatish va tarqatish tarmoqlari ishlab chiqarilgan energiyani iste'molchilarga ishonchli va uzluksiz etkazib berishga xizmat qiladi.
Ushbu elektr tarmoqlari ishlatilgan kuchlanishiga qarab quyidagicha tasniflanadi:
Past kuchlanishli tarmoqlar (1 kilovoltdan kam)
O'rta kuchlanish tarmoqlari (1 kilovattdan 35 kilovoltgacha)
Yuqori kuchlanishli tarmoqlar (35 kilovoltdan 154 kilovoltgacha)
Juda yuqori kuchlanishli tarmoqlar (154 kilovolt va undan yuqori)
Turar joylar va korxonalarda ishlatiladigan elektr energiyasi o'zgaruvchan tokdir. O'zgaruvchan tok to'g'ridan-to'g'ri oqimdan ko'ra afzalroqdir, chunki uning afzalliklari. Ko'pgina elektr va elektron qurilmalar odatda o'zgaruvchan tok bilan ishlaydi. Biroq, ba'zi mashinalar va maishiy texnika to'g'ri kuchlanish bilan ishlaydi. Ushbu qurilmalarda AC / DC konvertori mavjud va tarmoqqa ulanish orqali foydalaniladi. Biroq, ushbu barcha qurilmalarning to'g'ri va muammosiz ishlashi uchun tarmoqdagi oqim kerakli darajada (220 volt) bo'lishini talab qiladi. Buni faqat tekshiruv tashkilotlari tomonidan amalga oshiriladigan tarmoqdagi kuchlanish o'lchovlari bilan isbotlash mumkin.
Tarmoqdagi voltaj o'lchovlari vakolatli tekshirish organlari tomonidan amalga oshiriladi. Ushbu tadqiqotlarda ko'rib chiqilgan asosiy standartlar bo'ladi:
Vagon ENG 50160 / AC Elektr tarmoqlari tomonidan etkazib berilgan elektr energiyasining kuchlanish xususiyatlari
Vagon ENG 50160 Jamoatchilik elektr tarmoqlari tomonidan etkazib berilgan elektr energiyasining kuchlanish xususiyatlari
Bizning tashkilot kuchli texnologik infratuzilma va xodimlar bilan elektr xavfsizligini tekshirishni amalga oshiradi. Shu nuqtai nazardan olib borilgan tadqiqotlardan biri bu tarmoq voltajini o'lchashdir. Ushbu tadqiqotlar amaldagi qonuniy qoidalarga va mahalliy va xorijiy tashkilotlar tomonidan e'lon qilingan standartlarga mos keladi.
Kuchlanish va tok kuchi elektr fizikasining eng muhim tushunchalari sanaladi. Ushbu darsda biz elektr fizikasining muhim qismlaridan boʻlgan mana shu ikkita kattalik haqida dastlabki bilimlarga ega boʻlamiz. Keyinchalik kuchlanish va tok kuchi natijasida hosil boʻladigan quvvat tushunchasiga ham toʻxtalib oʻtamiz.
Zaryad
Elektr tushunchasi tabiatni kuzatishdan kelib chiqqan. Biz jismlar orasidagi taʼsirni kuzatganimizda gravitatsiyaga oʻxshash masofalar aro taʼsir qiladigan kuchga duch keldik. Bu kuchning manbai zaryad deb ataladi. Elektr kuchlarining eʼtiborli jihati shuki, ular gravitatsiya kuchlariga nisbatan ancha katta boʻladi. Gravitatsiyadan farqli oʻlaroq, zaryad ikki turga boʻlinadi. Turli ishorali zaryadlar oʻzaro tortishadi, bir xil ishorali zaryadlar esa oʻzaro itarishadi. Gravitatsiyaning faqatgina bitta turi bor: tortishish kuchi, itarish kuchi mavjud emas.
Oʻtkazgichlar va dielektriklar
Oʻtkazgichlar odatda tashqi qobigʻidagi elektronlari yoki valent elektronlari yadrosi bilan nisbatan kuchsiz bogʻ hosil qilgan atomlardan tashkil topgan. Quyida mis atomining taxminiy chizmasi berilgan. Bir necha metall atomlari birgalikda oʻzlarining tashqi qobigʻidagi elektronlarini hech qanday qiyinchiliksiz oʻzaro almasha oladi. Bir gala elektronlar muayyan bir yadroga bogʻliq boʻlmay qoladi. Demak, hatto kichkina qiymatdagi elektr kuchi ham elektronlar galasini siljitishga yetarli boʻladi. Mis, oltin, kumush va alyuminiy, shuningdek, shoʻr suv yaxshi oʻtkazgich boʻla oladi.
Shuningdek, yomon oʻtkazgichlar ham mavjud. Masalan, chogʻlanma lampochkalarda ishlatiladan metall – volfram yoki uglerodning olmosdagi holati nisbatan yomon oʻtkazgichlar sanaladi. Chunki ularning elektronlari siljishga moyil emas.
Dielektriklar (yoki izolyatorlar) – bu tashqi elektronlari yadrosi bilan mustahkam bogʻlangan moddalar. Oʻrtacha elektr kuchlari ularning elektronlarini erkin holatga chiqara olmaydi. Elektr kuchi taʼsir qilgan paytda elektronlar buluti kuchga javoban choʻziladi va deformatsiyalanadi, ammo elektronlar harakatlanmaydi. Shisha, plastik, tosh va havo izolyatorlarga misol boʻladi. Ammo hatto izolyatorlarga ham juda katta elektr kuch bilan taʼsir qilib, ularning elektronlarini harakatlantirish mumkin va bu holat dielektrik teshilish deyiladi. Siz uchqunni koʻrgan paytingizda havo molekulalari bilan aynan shu hodisa roʻy beradi.
Yarim oʻtkazgichlar dielektrik va oʻtkazgich xususiyatlariga ega materiallardir. Ular odatda izolyatorlar kabi ishlatiladi, ammo biz muayyan sharoitlarda ularni oʻtkazgichlar sifatida ishlatishimiz mumkin. Eng mashhur yarim oʻtkazgich material – Kremniy (tartib raqami ). Kremniyning dielektrik va oʻtkazuvchanlik xossalarining oʻta noziklik bilan ishlatilishi bir qator zamonaviy moʻjizalarning (kompyuterlar, uyali telefonlar) yaratilishiga sabab boʻldi. Yarim oʻtkazgichli uskunalarning atomlari tuzilishi kvant mexanikasi nazariyalari bilan boshqariladi.
Elektr toki
Zaryadli zarralarning tartibli oqimi elektr toki deyiladi.
Tok – bu zaryadli zarralar oqimi.
Tok kuchi deb oʻtkazgichning koʻndalang kesim yuzasidan vaqt birligi ichida oʻtayotgan zaryad miqdoriga aytiladi. Simning koʻndalang kesim yuzasini tasavvur qiling. Simning yuzasiga yaqin turing va oʻtayotgan zaryad zarralarini sanang. Bir sekund ichida nechta zaryad koʻndalang kesim yuzasidan oʻtganini qayd qiling. Biz musbat zaryad harakatlanayotgan yoʻnalishdagi tok kuchining ishorasini musbat deb belgilaymiz.
Metallarda tok kuchini nima tashiydi? Modomiki, elektronlar metallarda erkin harakatlanar ekan, harakatlanayotgan elektronlar metallarda tok kuchi hosil qiladi. Metall atomlardagi musbat yadrolar bir nuqtada turadi va ular tok kuchi hosil qilmaydi. Elektronlar manfiy zaryadga ega boʻlishi va koʻplab elektr zanjirlarda deyarli barcha ishni qilishiga qaramasdan, biz hali ham musbat zaryadlar harakatlanadigan yoʻnalishda oqayotgan tok kuchini musbat deb olamiz.
Musbat zaryadlar ham tok kuchini tashiydimi? Ha. Bunga juda ham koʻp misollar bor. Masalan, shoʻr suvda tok ham musbat, ham manfiy zaryadlar yordamida hosil qilinadi. Agar biz odatiy osh tuzini suvga solsak, u juda ham yaxshi oʻtkazgichga aylanadi. Osh tuzi – bu natriy xlorid, NaCl. Tuz suvda parchalanadi va Na
va Cl
ionlariga ajraladi. Ikkala ionga ham elektr maydon taʼsir qiladi va ular eritma boʻylab qarama-qarshi yoʻnalishda harakatlanadi. Bunday holatda tok kuchi erkin elektronlar bilan emas, harakatlanayotgan atomlar, yaʼni musbat va manfiy ionlar yordamida hosil qilinadi. Bizning tanamizda ham musbat, ham manfiy ionlar tok kuchini olib oʻtadi. Tok kuchining taʼrifi bu yerda ham oʻrinli: u vaqt birligida oqib oʻtgan zaryad miqdoriga teng.
Tok kuchi paydo boʻlishiga nima sabab boʻladi? Zaryadli zarralar elektr va magnit kuchlar taʼsirida harakatlanadi. Bu kuchlar elektr va magnit maydonlar sababli yuzaga keladi. Maydonlarni esa oʻz navbatida zaryadlarning harakati va joylashgan oʻrni hosil qiladi.
Tok kuchining tezligi qancha? Biz odatda tok kuchining tezligi haqida fikr yuritmaymiz. “Tok qanchalik tez oqyapti?” degan savolga javob topish murakkab fizik hodisalarni tushunishni talab qiladi. Tok kuchining tezligi odatdagidek metr taqsim sekund emas, balki zaryad taqsim sekundga teng. Koʻpincha biz “Qancha tok oqib oʻtyapti?” degan savolga javob beramiz.
Biz tok kuchi haqida qanday fikr yuritamiz? Tok kuchi muhokama qilinayotganda, orqali va boʻylab soʻzlari koʻp narsani hal qiladi. Tok qarshilik orqali oqmoqda; tok sim boʻylab oqmoqda. Agar siz “tok ichida...” degan gʻalati gapni eshitsangiz, bilingki, bu absurd tushunchadir.
|
| |