Как электричество попадает в дом. «Откуда в наш дом приходит электричество? Откуда в наш дом попадает электричество

Электроэнергия настолько плотно и основательно вошла в быт, что о её существовании потребители вспоминают лишь в случаях отключения света и при оплате счетов. В обыденной жизни мало кто задумывается о том, насколько сложно не только выработать энергию, но и доставить её в дома и на предприятия, сделать это безопасно и с минимальными потерями. Разветвлённая сеть линий электропередач и множество подстанций - это лишь видимая часть огромной системы, благодаря которой энергия появляется в розетках квартир и электрощитах заводов.

Структура и типы современных электросетей

Электрическая энергия передаётся от генерирующих мощностей к территориально удалённым потребителям посредством специальной транспортирующей, преобразующей и распределительной инфраструктуры - сетей. Последние имеют достаточно сложную структуру, их работа требует выполнения определённых условий, касающихся эффективности, безопасности и надёжности. Как правило, структура сети определяется расположением потребителей. Конечным этапом подачи электроэнергии потребителю является её распределение.

В схемы передачи на современном этапе развития сетей входят такие компоненты, как повышающие и понижающие трансформаторные подстанции, соединённые между собой линиями электропередачи. Кроме того, основными элементами инфраструктуры являются группы вспомогательного оборудования - защитные устройства и коммутаторы. Структура сети может изменяться в зависимости от порядка использования коммутаторов. К примеру, при отключении аварийных участков задействуются другие линии. Кроме того, структура сети может меняться при помощи коммутаторов для оптимизации режима работы.

Схема передачи электроэнергии: 1 - гидроэлектростанция; 2 - повышающая трансформаторная станция; 3 - ЛЭП; 4 - понижающая трансформаторная станция; 5 - распределительная подстанция; 6 - местные понижающие трансформаторные подстанции

Сети классифицируются по разным критериям. По типу потребителей их разделяют на сети общего назначения (предназначены для энергообеспечения бытовых и транспортных потребителей, а также объектов, расположенных в сельской местности), сети технологических объектов (для производств и систем инженерного назначения), контактные сети (для любого электротранспорта).

Классификация производится и по критерию масштаба самих сетей:

1. Магистральные - проложенные между странами, регионами, самыми мощными станциями и крупными центрами потребления. Такие сети характеризуются большими значениями мощности - в несколько гигаватт.
2. Региональные - в пределах одного региона, применительно к России - субъекта федерации. Запитываются от магистралей, а также от источников, расположенных внутри регионов. Предназначены для обслуживания крупных потребителей - населённых пунктов не меньше города, районов, промышленных предприятий, транспортных узлов, осваиваемых месторождений полезных ископаемых. Мощность сетей составляет гигаватты или несколько сотен мегаватт.
3. Районные - мощностью в несколько мегаватт - получают электроэнергию из региональных сетей. Районная инфраструктура обычно не имеет собственных генерирующих источников и предназначается для поставок энергии в поселковые и внутриквартальные сети, на небольшие предприятия и транспортные узлы.
4. Внутренние предназначены для распределения электроэнергии в пределах одного района, села, квартала. Питание в сети подаётся максимум из двух точек. В некоторых случаях оснащаются собственными резервными источниками. Мощность этих сетей не превышает нескольких мегаватт или сотен киловатт.
5. Электропроводка - сеть нижнего уровня. Она обеспечивает доставку электроэнергии до потребителя внутри здания, цеха и других помещений. При классификации часто не отделяется от внутренних сетей. Мощность электропроводки ограничена сотнями или десятками киловатт.

Сети отличаются друг от друга и родом тока, который подаётся в них. В частности, переменный трёхфазный ток передаётся по магистральным сетям широкого диапазона напряжений. Переменный однофазный ток поступает в сети электропроводки бытовых объектов, к конечным потребителям он передаётся от распределительных щитов. Постоянный ток подаётся в большую часть контактных сетей, а также автономных и специальных сетей. Последние характеризуются ультравысоким напряжением и пока не имеют широкого распространения.

Линии электропередачи

Линии электропередачи (ЛЭП) - один из основных компонентов транспортировки электроэнергетического ресурса - это системы передачи энергии, которые находятся за пределами электростанций или подстанций. Кроме того, по ЛЭП передаётся сервисная информация при помощи сигналов высокой частоты. В странах СНГ для передачи информации имеются в наличии 60 тыс. каналов ЛЭП. Передача данных используется для управления работой сети диспетчерскими службами, телеметрии, получения сигналов релейной защиты и автоматики в случаях аварий.

Строительство ЛЭП считается сложной задачей для отраслевых компаний. Такая работа включает проектирование, непосредственно прокладку линий, их монтаж, пусконаладочные мероприятия, а также обслуживание. ЛЭП по типу размещения конструкций разделяются на воздушные и кабельные. Кроме того, набирает популярность ещё один тип линий - газоизолированные. ЛЭП включает проводники тока, сооружения для его размещения или прокладки - каналы, эстакады или опоры, изоляционные средства опорного или подвесного типов, защитные устройства, оборудование для заземления, разрядники и тросы против грозы.

Воздушные линии, как это очевидно из их названия, предназначены для передачи электроэнергии по проводам, которые размещаются на открытом воздухе. Они крепятся к опорам, путепроводам и мостам при помощи траверсов, арматуры и изоляторов. В большинстве случаев воздушные ЛЭП служат для подачи переменного тока. Линии для постоянного тока применяются в отдельных случаях, в том числе для запитывания контактной сети.

Воздушные ЛЭП распределяются по критерию величины напряжения на:

1. Сверхдальние (от 500 киловольт) - обустраиваются для связи разных энергосистем.
2. Магистральные (220–330 кВ) - для передачи электроэнергии от станций высокой мощности, для объединения генерирующих объектов внутри энергетических систем и для связи станций с распределительными пунктами.
3. Распределительные (35–150 кВ) - для энергетического снабжения промышленных предприятий и отдельных населённых пунктов в крупных районах, организации энергосвязи распределительных узлов с потребителями.
4. ЛЭП напряжением ниже 20 кВ - для подачи электроэнергии непосредственно конечным потребителям.

Кабельные линии, в свою очередь, состоят из одного или нескольких кабелей, оснащённых концевыми, соединительными и стопорными муфтами, деталями крепежа. В случае маслонаполненных линий устанавливаются подпитывающие аппараты. Кабельные трассы классифицируются по величине напряжения аналогично воздушным. По условиям прокладки они распределяются на подземные, подводные и смонтированные в сооружениях.

Также кабельные линии классифицируются по критерию применения конкретных изолирующих материалов. Может применяться изоляция из этилен-пропиленовой резины, сшитого полиэтилена, резиново-бумажной и бумажно-масляной основ, поливинилхлорида, твёрдых материалов, нефтяного масла, которым пропитывается кабель. Инновационные технологии предусматривают применение изоляции при помощи газообразных веществ.

Подстанции - назначение и терминология

Посредством ЛЭП объединяются электрические подстанции, служащие, по сути, для корректировки характеристик тока. Они представляют собой установки для приёма и преобразования электроэнергии с её дальнейшим распределением. Подстанции состоят из трансформаторов или других преобразователей энергии, управляющих блоков, устройств вспомогательного назначения и распределительных узлов.

Станции первичного распределения перед подачей энергии потребителю понижают электрическое напряжение до 2–35 кВ с целью дальнейшей её транспортировки на вторичные подстанции, после прохождения которых напряжение уменьшается до ещё более низкого уровня (для России - до 380 вольт). Повышающие же трансформаторы применяются, соответственно, для увеличения напряжения со снижением силы тока. Основная причина размещения повышающих подстанций в сетях является необходимость передачи большей мощности на значительные расстояния, что становится возможным только при повышенном напряжении.

Благодаря наличию в электрической сети повышающих трансформаторов удаётся достичь экономии металла непосредственно в проводах ЛЭП, сократить потери вследствие активного сопротивления. Такой эффект достигается в силу определённых физических закономерностей. Площадь сечения провода обусловлена отсутствием коронного разряда и силой тока. Снижение последней даёт возможность сократить потери энергии, уровень которых прямо зависим от величины этого показателя. В связи с повышением напряжения возникает необходимость предотвращения высоковольтных пробоев, что достигается разносом проводов на большие расстояния, а также применением специальных изоляторов.

Станции, которые предназначены для изменения напряжения тока, получили название трансформаторных. Системы, изменяющие род тока или его частоту, называются преобразовательными станциями. Подвидом таких станций являются вставки постоянного тока, устанавливаемые для преобразования токов - из переменного в постоянный с дальнейшим его изменением в обратном порядке.

Устройства для распределения энергии, которые не включены в состав подстанций, являются распределительными пунктами. Подстанции, размещаемые в населённых пунктах, называются городскими, в промышленном сегменте - цеховыми. Кроме того, отдельно классифицируют тяговые подстанции на постоянном токе, предназначенные для обеспечения работы электротранспорта.

Городские и цеховые подстанции могут состоять из единственного или двух трансформаторов. Обычно критерием для выбора варианта конструкции служит объём затрат на реализацию проекта. Путём сравнения предлагаемых проектировщиками вариантов заказчик выбирает компромиссный вариант, который обеспечивает достаточную надёжность энергоснабжения при меньших затратах. Тем не менее, по мнению специалистов отрасли, при проектировании и эксплуатации следует выбирать однотипные устройства с равной мощностью для того, чтобы разнообразие парка оборудования не вызывало неудобств и дополнительных затрат на ремонтные работы.

Сверхпроводники: ЛЭП из будущего

Модернизация электросетевого комплекса - актуальная задача не только для России, но и для всего мира. Напомним, Пронедра писали ранее, что эксперты прогнозируют снижение стабильности работы электроэнергетической сферы во всём мире в силу физического устаревания оборудования сетей. Эффективность передачи электроэнергии по сетям может достигаться не только своевременным ремонтом и грамотным применением существующих решений, но и внедрением инновационных технологий.

Одной из них является производство проводов на основе высокотемпературных сверхпроводников. Их применение позволит не только достичь высокой плотности тока, но и передавать его без потерь. В 2006 году в демонстрационном режиме была запущена такая силовая сеть в штате Нью-Йорк, протяжённостью 600 метров. Оператором проекта является компания American Superconductor.

Высокотемпературный сверхпроводящий кабель: 1 - вход жидкого азота; 2 - сверхпроводящая лента (3 фазы); 3 - медный экран (нулевой проводник); 4 - диэлектрик; 5 - выход азота; 6 - криостат; 7 - внешняя изоляция

Эта же корпорация заключила соглашение с южнокорейской компанией LS Power, предусматривающее поставки трёх тысяч километров сверхпроводников с целью постройки на территории корейского государства полусотни километров инновационных сетей в ближайшие годы. В США, кроме того, были опробованы линии длиной 200 метров в Огайо и 3250 метров в Олбани (штат Нью-Йорк).

По информации Всероссийского НИИ кабельной промышленности, разработка лент высокотемпературного типа из сверхпроводников в РФ стартовала в 2004 году. Испытания первой пятиметровой линии прошли два года спустя. Уже в 2009 году была изготовлена лента длиной 200 метров. В институте отметили, что один кабель вмещает в себя в сечении до полусотни таких лент. Сечение одной ленты составляет всего 4х0,1 мм, при этом она может передавать ток силой до 100 ампер.

Высокотемпературный сверхпроводник (ВТСП-лента)

Ленты изготовляются с применением сложной технологии плёночного напыления. Российская сторона закупает исходные проводники у поставщиков. Материал приобретается у упомянутой American Superconductor, а также у Superpower. Эти предприятия - единственные в мире, которые выпускают сверхпроводники. После покупки исходных материалов отечественными специалистами создаётся модельный кабель.

Особенности российских электросетей

Сверхпроводники - дело, вероятно, неблизкого будущего, а в настоящем российские электрические сети структурно не отличаются от систем, которые работают во всём мире. В Единую национальную сеть страны входят все высоковольтные компоненты - линии и подстанции напряжением от 220 кВ. В национальную систему включены ЛЭП и других классов, а также некоторые элементы электросетевого хозяйства в соответствии с критериями, установленными правительством. Тем не менее, российским сетям присущи любопытные индивидуальные особенности.

Несколько интересных фактов об электросетях России:

1. В общей сложности в России насчитывается 10,7 тыс. линий электропередачи с напряжением от 110 кВ до 1,15 тыс. кВ.
2. В стране есть уникальный электросетевой объект - участок Экибастуз–Кокшетау линии «Сибирь–Центр», напряжение в котором, по проекту, достигает упомянутых 1,15 тыс. кВ. Примечательно, что под таким высоким напряжением физически не в состоянии функционировать ни одна линия в мире. Впрочем, сейчас данный участок протяжённостью 432 километра работает под напряжением 500 кВ. Линия была построена ещё во времена СССР, в 1980–1988 годах. Большая часть ЛЭП проходит по казахстанской территории (1,421 тыс. км).
3. Электрические сети России используются для обеспечения параллельной работы с энергосистемами сопредельных государств - бывших республик СССР. Кроме того, через вставки постоянного тока передача электроэнергии осуществляется в Финляндию, Китай и Норвегию. Объём перетоков между электросетями России и других стран в год оценивается более чем в 13,5 млрд кВт·ч.
4. Единая электросеть России в 2001 году решением правительства получила статус общенационального достояния.
5. Сетью управляет оператор ФСК ЕЭС, в ведении которого находятся 140 тыс. километров линий электропередачи, а также 933 подстанции суммарной мощностью 334,5 мегавольт-ампер.
6. В соответствии с законом об электроэнергетике, в управление ФСК должны передаваться все объекты, которые включены в национальную систему, однако по факту частью систем распоряжаются другие собственники. Ввиду стратегической важности сетей государство обязало последних работать только по договорам о передаче энергии и запретило им использовать или выводить из работы объекты без разрешения оператора.

ОТКУДА В НАШ ДОМ ПРИХОДИТ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО?

Цели деятельности учителя: познакомить с разнообразием бытовых электроприборов, их ролью в быту, с правилами безопасного обращения с электроприборами; проследить пути прихо­да электричества в наш дом.

Тип урока: конструирование способа действия.

Планируемые образовательные результаты:

Предметные (объем освоения и уровень владения компетенциями): научатся отличать элек­троприборы от других бытовых предметов, не использующих электричество; правилам безопас­ности при обращении с электричеством и электроприборами; получат возможность научиться: анализировать схему выработки электричества и способа его доставки потребителям; обсуждать необходимость экономии электроэнергии; собирать простейшую электрическую цепь; выдвигать предположения и доказывать их; понимать учебную задачу урока и стремиться ее выполнять; работать в паре, используя представленную информацию для получения новых знаний.

Метапредметпые (компоненты культурно-компетентностного опыта/приобретенная компе­тентность): использовать различные способы поиска (в справочных источниках и учебнике), сбора, обработки, анализа, организации, передачи и интерпретации информации в соответствии с коммуникативными и познавательными задачами; определять общую цель и пути её достиже­ния; уметь договариваться о распределении функций и ролей в совместной деятельности; осуще­ствлять взаимный контроль в совместной деятельности, адекватно оценивать собственное пове­дение и поведение окружающих.

Личностные: принятие и освоение социальной роли обучающегося; развитие мотивов учеб­ной деятельности и личностного смысла учения; овладение логическими действиями сравнения, анализа, синтеза, обобщения, классификации по родовидовым признакам; готовность слушать собеседника и вести диалог, признавать возможность существования различных точек зрения и права каждого иметь свою, излагать своё мнение и аргументировать свою точку зрения и оцен­ку событий.

Универсальные учебные действия (УУД; умение учиться):

Познавательные: общеучебные - осознанное и произвольное речевое высказывание в устной форме о значении электроприборов в жизни человека; логические - осуществление по­иска необходимой информации (из рассказа учителя, родителей, из собственного жизненного опыта, рассказов, сказок и т. д.).

Личностные:

Регулятивные:

Коммуникативные: умеют обмениваться мнениями, слушать другого ученика - партнера по коммуникации и учителя.

Методы и формы обучения: объяснительно-иллюстративный; фронтальная и индивидуальная.

Сценарий урока

Организационный момент.

Личностные УУД: развитие познавательного интереса, формирование определенных позна­вательных потребностей и учебных мотивов; положительное отношение к школе и адекватное тредставление о школе.

а) Подготовка рабочего места.

б) Повторение изученного материала.

Учитель. О чем говорили на прошлом уроке?

Ученики. О воде. Откуда приходит вода в наш дом, куда потом уходит.

Объяснение нового материала.

- осознанное и произвольное речевое высказывание устной форме о способах выработки электричества; логические - осуществление поиска необходимой информации (из рассказа учителя, родителей, из собственного жизненного опыта, расска­зов, сказок и т. д.).

Коммуникативные УУД:

Личностные УУД: знание основных моральных норм и ориентация на их выполнение; оценке своих поступков, действий, слов; диагностика творческих предпочтений и базового уровня сло­жившихся навыков.

Беседа.

Учитель. Что значит вода для всего живого?

Ученики. Воду пьет человек, она нужна полям, лесам. Без нее не могут жить ни люди, ни птицы, ни звери. По морям и океанам днем и ночью плывут корабли, перевозят грузы.

Учитель. У воды есть еще одна способность - она добывает электричество, электрический ток, работая на электростанциях. (Включает свет.) Посмотрите, как в классе стало светло, когда включили электрическую лампочку. Но так было не всегда. (Показ слайдов - лучина в крестьян­ской избе, работа поэта при свечах .) Посмотрите, чем раньше, до появления электрической лам­почки, люди освещали свои жилища?

Ученики. Свечой, лучиной.

Учитель. Дома у нас у всех есть электричество. Мы знаем, что оно освещает нам комнату, чтобы было светлее. А как еще нам дома помогает электричество?

Ученики. Электрический чайник греет воду, пылесос убирает квартиру, стиральная маши­на стирает белье.

Работа по учебнику

Учитель. Возьмите красный карандаш и закрасьте те предметы, которые работают от электричества. Назовите их.

Ученики. Электромясорубка, пылесос, стиральная машина, электрочайник, электроплита.

Учитель. Составьте пары рисунков, соединив их линиями.

Но помните, ребята, мы с вами говорили и о том, что эти приборы могут быть не только друзьями, но и врагами, если с ними обращаться неправильно или неосторожно.

Чтение вывода.

Физкультминутка

Регулятивные УУД:

Вот когда я взрослым стану И купаться захочу,

Влезу сам в большую ванну,

Оба крана откручу.

Сам потру живот и спинку,

И веснушки на носу,

Заверну себя в простынку

И в кроватку отнесу!

Беседа no новому материалу.

Познавательные УУД: общеучебные - осознанное и произвольное речевое высказывание в устной форме о правилах безопасности при использовании электроприборов; логические - осу­ществление поиска необходимой информации (из рассказа учителя, родителей, из собственного жизненного опыта, рассказов, сказок и т. д.).

Коммуникативные УУД: умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации.

Личностные УУД: знание основных моральных норм и ориентация на их выполнение; оценка своих поступков, действий, слов; диагностика творческих предпочтений и базового уровня сло­жившихся навыков.

Учитель. Ребята, а кто знает, откуда в наш дом приходит электричество?

Муравей. А я вам подскажу некоторые слова - электростанция, плотина, электрические провода.

Ученики. Электричество вырабатывается на электростанциях и приходит в наш дом по проводам.

Сочинение сказки «Как Муравьишка работал электриком».

Личностные УУД: понимают значение знаний для человека и принимают его.

Регулятивные УУД: прогнозируют результаты уровня усвоения изучаемого материала.

Ученики сочиняют сказку.

Перегорела однажды в домике у Муравья лампочка. Как же быть без света? Побежал Му­равьишка к проводу, попросил у него света, а провод привел его к плотине, на которой стояла электростанция. Попросил Муравьишка свет у электростанции, отослала она его к плотине, а плотина - к воде. «Так вот кто дает нам свет», - обрадовался Муравьишка. «Да, это я его даю, вода», - важно ответила вода.

Понял Муравей, какая огромная сила работает на электричество. (Показ слайда - работа электростанции.)

Однажды Муравей решил взять с собой на прогулку магнитофон. Но где же в лесу найти ро­зетку?

Мудрая Черепаха. Эй, Муравей, электричество может прийти к нам в дом не только по проводам, но и без них - в батарейках.

Учитель показывает батарейки, включает магнитофон на батарейках.

Учитель. Ребята, а есть ли в классе предметы, которые работают на батарейках?

Ученики. Часы.

Физкультминутка

Регулятивные УУД: осуществляют пошаговый контроль своих действий, ориентируясь на по­каз движений учителя, а затем самостоятельно оценивают правильность выполнения действий на уровне адекватной ретроспективной оценки.

По тропинкам я бегу.

Без тропинки не могу.

Где меня, ребята, нет,

Не зажжется в доме свет.

Самостоятельная работа в рабочих тетрадях.

Соединить линиями предметы, работающие от розетки и работающие от батареек.

Итоги урока.

Регулятивные УУД: прогнозируют результаты уровня усвоения изучаемого материала.

Учитель. Что нового узнали на уроке? Откуда же к нам в дом приходит электричество?

Цель урока:

• раскрыть роль электричества в быту
• сформировать представления о том, как электричество вырабатывается и поступает в дом
• познакомить с правилами безопасного обращения с электроприборами;

Задачи:

• развивать речь, мышление, связную речь, память
• воспитывать чувство товарищества, взаимовыручки.

Планируемые достижения учащихся:

• научиться выделять среди предметов домашнего обихода электроприборы;
• усвоить, что электричество вырабатывается на электростанциях и приходит в наш дом по проводам, а также создается в батарейках; запомнить правила безопасного обращения с электроприборами (проводами, выключателем, розеткой).

Ход урока

1. Орг. момент.

Создадим хорошее настроение.

Улыбнитесь друг другу, садитесь!

На месте!

На месте!

2. История появления электрической лампы.

Что ты делаешь, войдя в темную комнату? Ну, конечно же, включаешь СВЕТ! Сделать это проще простого: достаточно просто щелкнуть выключателем - и загорается ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЛАМПОЧКА. Но так было не всегда. (Приложение1)

В давние-давние времена людям по ночам светил лишь огонь КОСТРА. (Слайд)

Со временем люди догадались, что, если в костер опустить палку, она загорится, и с ней можно будет отойти туда, куда не доходит свет костра. Так появился ФАКЕЛ. (слайд)

Как ты думаешь, удобно ли было пользоваться факелом? Мне кажется, что нет! Да и в доме такая штука не просто неудобна, но и опасна: ведь может случиться пожар! Поэтому в домах использовали палочки поменьше: полено расщепляли на тоненькие щепки, ЛУЧИНЫ. Ставили лучину на специальную подставку, СВЕТЕЦ. Как Ты думаешь, на какое слово похоже слово "светец"? Умничка! Ну, конечно же, на слово "свет". Под светец ставили специальную ванночку с водой: ведь в деревянном доме даже маленькая искорка, упавшая на пол, может привести к настоящему пожару! (слайд)

Но пожары все равно случались, да и света от лучины было маловато, к тому же, она очень быстро сгорала, и приходилось заменять ее на новую. Словом, не очень-то было удобно!
Что же было делать? А люди давно заметили, что, если кусочек веревочки обмакнуть в масло и поджечь, он будет гореть хорошо и долго. Вот и стали наливать в маленькую мисочку масло, класть туда ФИТИЛЬ из ниток и поджигали его. Такой светильник горел долго и ровно. Со временем МАСЛЯНЫЕ ЛАМПЫ стали напоминать небольшой чайничек, из носика которого выглядывал горящий фитиль. (слайд)

Конечно, масляная лампа поудобнее лучины, но все же, и она давали мало света, а масло часто проливалось. А что если вместо жидкого масла использовать твердое сало - подумали люди. В специальную форму положили нитяной фитиль, залили расплавленное сало. Когда сало остывало, оно становилось твердым. И, когда фитиль зажигали, постепенно плавилось. Вы, наверное, уде угадали, что придумали люди? Ну, конечно же, СВЕЧКУ. А еще позже появились КЕРОСИНОВЫЕ ЛАМПЫ. В них вместо масла использовалась специальная горючая жидкость: керосин. Сверху на такую лампу надевали стекло. Она горела гораздо ярче и дольше масляных ламп и свечей, а, кроме того, была более безопасной.

Пока один очень умный человек не изобрел ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮЛАМПОЧКУ.

В лампе солнышко живет,
Лампа свет чудесный льет! (слайд)

Она горела так ярко и была такой удобной и безопасной, что очень скоро люди перестали пользоваться и свечками, и газовыми фонарями, и керосиновыми лампами. И сегодня любой малыш может влезть на стул, щелкнуть выключателем, и... загорится свет!

Включаем свет!!

3. Тема урока.

• Почему горит лампочка?
• Что заставляет работать лампочку?

Отгадайте загадку:

По тропинкам я бегу,
Без тропинки не могу.
Где меня ребята нет,
Не зажжется в доме свет
К дальним селам, городам
Кто идет по проводам?
Светлое величество
Это::

А как еще нам помогает электричество?:.

Мы уже знаем, что без электричества не смог бы работать ни один прибор. Но вот мы втыкаем вилку в розетку - и происходит чудо: электроприбор оживает. Почему?

Вот и муравьишка пришел к нам за помощью Он хочет узнать: Что же такое электричество и откуда оно приходит, заставляя работать электроприборы?

Электричество. Древние греки очень любили украшения из янтаря, названного им за его цвет и блеск "Электрон" - что значит солнечный камень. Отсюда и произошло и само слово Электричество. Однажды дочь греческого царя протирала янтарь тканью и заметила, что к камушку пристало несколько ниточек. Так греки убедились, что янтарь притягивает легкие предметы. Вы тоже можете повторить опыт греческой девушки для этого не обязательно иметь янтарь.

4. Опыты.

1. Возьмите расческу и потрите ее о ткань. Поднесите к маленьким кусочкам бумаги.

2. Потрите воздушный шарик о волосы. Что заметили?

На расческе есть электрический заряд. (слайд) Электрические заряды вы наблюдаете и в природе Молния (слайд), некоторые рыбы используют электрические заряды для охоты и нападения (слайд)

5. Откуда же приходит электричество?

Электрический ток чем - то похож на реку, только в реке течет вода, а по проводам текут маленькие премаленькие частицы - электроны. Электрический ток вырабатывают большие мощные электростанции. (слайд) Чтобы получить электричество на таких станциях используется сила воды, тепловая и атомная энергия. (слайд) Электрический ток сначала течет по толстым высоковольтным проводам, потом по обычным проводам перетекает в наши квартиры, попадая в выключатели и розетки.

Откройте страницу 45 учебника. И расскажите муравьишке Как в наш дом попадает электричество? (рассказы детей)

6. Физкультминутка.

• Называю электроприбор - встаем
• Не электроприбор - садимся.

7. Опережающее задание (дети выучили стихи дома).

Итак, электричество уже в доме, а в доме огромное количество помощников, которым необходимо это электричество.

Вспомните Бедную Золушку, про нее сказку читаю,
Но как ей помочь, к сожаленью, не знаю.
Не справиться девушке с тяжкой работой,
А ей на балу оказаться охота.

Никто не оценит бедняжки стараний!
Ей так не хватает машины стиральной
Приходится Золушке дом убирать,
Но где пылесос, чтобы ей помогать?

Как трудно тарелок огромную груду
Помыть без машины, что моет посуду;
А надо еще приготовить обед:
Как жаль, что электроплиты в доме нет!

Присела бедняжка - всего не успеть:
Сейчас телевизор бы ей посмотреть!
Однако работает, сил не жалея,
Надеется только на Добрую Фею.

Но если она бы компьютер включила
И в тайне от мачехи сайт свой открыла,
Тогда бы на бал ни за что не пошла,
А принца себе в Интернете нашла!

Соедините предметы, которые использовали раньше и используют сейчас:(работа в учебнике с.44)

8. Элементы питания. Почему горит фонарик? Откуда здесь электрический ток? (демонстрация батареек)

Запас электричества хранится, и в батареях посмотрите на стр. 19 тетради. Батареи бывают разные по форме и размеру. Что может работать от батареи? (соединяем линиями)

Холодильник может работать от батареек? Почему?

9. Работа в парах.

• 1 вариант: зачеркнуть лишнее
• 2 вариант: дорисовать чего не хватает.

1 вариант

2 вариант

10. Закрепление. Итак, откуда приходит и куда уходит электричество?

А когда электроприборы из друзей могут стать опасными?

Какие правила безопасного обращения с электроприборами, вы знаете? (слайд)

11 Итог. Помогли муравьишке ответить на вопрос?

12. Д/з попробуйте дома с родителями собрать электрическую цепь.

Как электроэнергия попадает к нам в дома, какой путь она проделывает, перед тем как оказаться в наших розетках, какие схемы по передаче электроэнергии существуют и где она вырабатывается? На все эти вопросы вы найдете ответы, прочитав эту статью до конца!

Рисунок 1. Передача и распределение электроэнергии.

Виды электростанций.

Основными источниками электроэнергии являются электростанции. В настоящее время самыми востребованными и эффективными из них являются:

• гидроэлектростанции (ГЭС),
• тепловые электростанции (ТЭЦ),
• атомные электростанции (АЭС).

Но так же для производства электроэнергии используются и геотермальные, ветровые, солнечные электростанции. В последнее время их популярность растет с каждым годом, так как эти электростанции более экологичны и безопасны для природы и человека.

Для того чтобы передать электроэнергию от электростанции к потребителю она должна пройти длинный путь через большое количество устройств. Каких устройств и для чего они нужны, мы сейчас разберемся.

Рисунок 2. Атомная электростанция.

Важнейшая проблема передачи электроэнергии состоит в том, что при передаче ее на большие расстояния возникают большие потери мощности тока. Основная причина этих потерь это сопротивления в проводниках, по которым передается электричество.Отсюда возникает вопрос, как снизить сопротивление в проводах?

Чтобы снизить сопротивление в проводах необходимо увеличить их площадь поперечного сечение. Но учитывая длину, на которую нужно передать электроэнергию, очевидно, что это невыгодно. Есть еще один способ, чтобы передать ту же мощность по проводам, можно уменьшить силу тока протекающего по проводам увеличив напряжение.

Этот процесс можно сравнить с водопроводной трубой, где вода это электрический ток, труба это проводник, объем воды протекающий через трубу это мощность, давление воды это напряжение.

Теперь все понятно, увеличивать диаметр трубы, чтобы поступало больше воды не выгодно из-за большого расстояния, нужно увеличить давление напряжение, чтобы через тот же диаметр трубы протекало больше воды. Правда придётся увеличить и толщину трубы, чтобы ее не порвало, в электрике это будет увеличение толщины изоляторов, чтобы не было пробоя. Но все равно это выгодней!

Напряжение воздушных линий электропередач.

Для того чтобы повысить напряжение на электростанциях используются повышающие трансформаторы. От электростанции высокое напряжение передается по линиям электропередач (ЛЭП). Напряжение в ЛЭП зависит от длины, на которую нужно передать электроэнергию.

Чем дальше от электростанции находятся потребители, тем выше должно быть напряжение в линии электропередач, для того чтобы избежать потерь. Величина напряжения в зависимости от длины линии может быть. Самая высоковольтная ЛЭП в мире находится в России, ее напряжение 1150кВ.

• Сверхдальние ЛЭП напряжением от 500кВ, 750кВ, 1150кВ.
• Магистральные ЛЭП напряжением 220кВ, 330кВ.
• Распределительные ЛЭП напряжением 35кВ, 110кВ, 150кВ.

Высокое напряжение от электростанций по ЛЭП приходит на центральные распределительные подстанции (ЦРП) которые находятся непосредственно в городах или близко к ним. Там происходит понижение напряжения, если это необходимо и распределение электроэнергии по линиям более низкого напряжения 220,110кВ. Эти линии питают подстанции соответственно 110,220кВ, которые распределены по районам города, как правило, это несколько подстанций на район.

Рисунок 3. Высоковольтная ЛЭП.

На подстанциях 110,220кВ напряжение понижается до 6,10кВ и распределяется по трансформаторным пунктам (ТП) через кабельные линии которые проложены в земле. Один трансформаторный пункт (ТП) может питать несколько многоэтажных жилых домов. В среднем это 2, 3 или 4 в зависимости от этажности жилых дома на одну ТП.

Приходящее на ТП напряжение 6 либо 10кВ снова понижается уже до всем нам привычного 0.4кВ (220, 380В). С ТП напряжение 380В по кабельным линиям подается на жилые дома. От щитовых жилых домов, электроэнергия расходится по кабельным линиям в этажные щиты, а от этажных щитов подается в наши квартиры.

В настоящее время человечество использует множество бытовых электроприборов, не говоря уже о производстве, используя электроэнергию. Электричество очень быстро стало неотьемлемой частью нашей жизни. Но откуда берется так необходимая нам электроэнергия? Даже дети знают,что ее производят электростанции. А вот как она поступает от электростанции к нам в дом?
Основные виды электростанций: АЭС, ГЭС, ТЭС. На строительных площадках,больницах и иногда в частных домах используют дизельные установки и миниэлектростанции. В Европе для получения электроэнергии используют энергию ветра и солнца. Ученые всего мира также работают над альтернативными видами электроэнергии, такими как реакция синтеза, электростанции на биомассе. metatrader nordfx кабинет трейдера

В нашей стране основными источниками электроэнергии являются АЭС, ГЭС и ТЭС. Более половины электроэнергии производят тепловые электростанции. В городах могут также использоваться теплоэлектроцентрали, которые обеспечивают город не только электроэнергией, но и горячей водой и теплом. Наиболее дешевую электроэнергию производят гидроэлектростанции.

Атомные электростанции - современные источники электричества. Их возможно размещать, практически,в любом месте. АЭС не загрязняют окружающую среду, если выполнены все требования при их постройке.

Как же попадает ток в наши дома? Что же происходит дальше? Электроэнергия с электросъемных шин и кабелей подается в электрическую часть электростанции, которая бывает открытого, закрытого и комбинированного типа. В электрочасти находится диспетчерский пункт управления электростанцией, автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП), коммутационные аппараты, релейная защита, контрольно - измерительные приборы и сигнализации, высоковольтные повышающие и понижающие трансформаторы, высоковольтные выключатели, сборные шины и автотрансформаторы. После преобразования энергии электричество подаётся на высоковольтную линию электропередач (ВЛЭП). Линии электропередач, передающие электроэнергию на большие расстояния, должны иметь большую пропускную способность и малые потери. Они состоят из проводов, крепёжной арматуры, опор, грозозащитных тросов, а также вспомогательных устройств. По своему назначению ЛЭП подразделяются на сверхдальние, магистральные и распределительные. Основными элементами воздушных линий электропередач являются металлические опоры, которые устанавливаются на определенном расстоянии друг от друга. Они бывают анкерными, промежуточными и угловыми. Анкерные опоры устанавливают в начале и конце линии электропередач, а также в местах перехода инженерных сооружений или естественных преград. Промежуточные опоры устанавливаются на прямых участках и предназначены для поддержки проводов с допустимым провисанием 6-8 метров в населённой местности, и 5-7 метров - в не населённой. Угловые опоры устанавливаются на углах поворота линии электропередач. Специальные транспозиционные опоры устанавливаются для изменения порядка расположения проводов на опорах, а так же для ответвления проводов от магистральной линии ВЛЭП. Для передачи электроэнергии в высоковольтных линиях электропередач применяются неизолированные провода, изготовленные из алюминия и сталеалюминия следующих марок: АН, АЖ, АКП (алюминиевые) и ВЛ, АС, АСКС, АСКП, АСК (сталеалюминевые). Провода к опорам крепятся при помощи поддерживающих или натяжных изоляторов, которые монтируются на опору подвесным способом, и крепёжной арматуры. Изоляторы бывают фарфоровые, с покрытием из глазури, стеклянные, из закалённого стекла, и полимерные, из специальных пластических масс. Для защиты линии электропередач от молнии на опорах натягиваются грозозащитные тросы, устанавливаются разрядники, а опоры заземляются. Так как линия обычно тянется на большое расстояние, то во избежание потерь напряжения используются промежуточные подстанции с повышающими трансформаторами.

Для дальнейшего распределения электроэнергии к магистральным ВЛЭП подключаются распределительные подстанции, которые в свою очередь раздают электроэнергию на понижающие подстанции. При распределении электроэнергии от подстанции к КТП может использоваться 2 типа прокладки : воздушный и под землей. При воздушной прокладке обычно используют алюминиевые или сталемедные неизолированные провода, которые подвешиваются на опорах. На прокладку под землей используется силовой кабель с медными или алюминиевыми токопроводящими жилами и броней, защищающая от механических воздействий. К кабелям такого типа относятся марки, предназначенные для эксплуатации на напряжение до 35 кВ, например АСБл или СБЛ (6-10 кВ), ПвПБв. Если трансформаторная подстанция находится на далеко, то используют воздушную прокладку.

От понижающей подстанции по линиям электропередач энергия распределяется между КТП, которые разделяются на мачтовые и киосковые (проходные и тупиковые). Комплектные трансформаторные подстанции осуществляют понижение напряжения с 10(6) до 0,4 кВ переменного тока частотой 50 Гц и предназначены для подачи электроэнергии в частные дома, отдельные населенные пункты или небольшие промышленные объекты. В мачтовых трансформаторных подстанциях ввод и вывод кабеля осуществляется при помощи воздушных линий. КТП киоскового типа устанавливаются в простейшую бетонную площадку и позволяет осуществлять ввод и отвод воздушным и подземным путем.

Для отвода воздушных линий используется самонесущие алюминиевые изолированные провода СИП, которые подвешиваются на деревянных или бетонных опорах при помощи монтажной арматуры. Такой способ прокладки распределительной линии используется в частных секторах, гаражных кооперативах или там где необходимо запитать большое количество потребителей находящихся на некотором расстоянии друг от друга. Для прокладки подземных линий используется с алюминиевыми или медными жилами, с изоляцией из различных материалов, экранированный, бронированный, с защитным покровом или без него. В зависимости от способа прокладки могут использоваться различные марки кабеля. Для прокладки в специальных двустенных гофрированных трубах могут использоваться силовые кабели без защитного покрова и брони, такие, как или Для прокладки в траншеях используются кабели с броней и защитными покровами, которые имеют хорошую защиту от физического и механического воздействия. Это такие кабели как АВБбШв и (с броней и защитным покровом) или АВВБГ и ВВБГ(с броней без защитного покрова). В зависимости от характера блуждающих токов, возможно использовать силовые кабели с различными видами экранов, которые предназначены для прокладки, как в траншеях, так и в защищенных трубах. К таким кабелям относятся марки АПвЭгП или АпвАШв.
Электроэнергия от трансформаторной подстанции по проводам передается на распределительные пункты, находящиеся в специальных комнатах (щитовых). В щитовых устанавливаются распределительные устройства, которые не только обеспечивают передачу электроэнергии в квартиры, но также осуществляют запитку этажного и аварийного освещения, лифтов, систем вентиляции, кондиционирования и систем безопасности. Распределение от электрощитовой до этажных щитов, осуществляется кабелями, которые не должны распространять горение и имеют низкие показатели дымо и газовыделения. К таким маркам кабелей можно отнести (алюминиевые токопроводящие жилы), (медные жилы).

Для магистральной линии используется лестничный лоток и специальные крепежные скобы, которые обеспечивают сохранность кабеля на весь срок службы. Для подвода питания от щитовой на этажные щиты применяют шинопровод. Шинопровод имеет ряд плюсов относительно кабельной магистральной линии. Один из плюсов - удобство монтажа (секции легко собираются и монтируются в нишу), К тому же он имеет меньшие габариты по сравнению с кабельной линией, удобство дальнейшей эксплуатации. И, наконец, от этажных щитов электроэнергия поступает на счетчик либо щит учетно-распределительный щит квартиры.