ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ В ПРОСТЕЙШЕЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Преобразование электрической энергии в тепловую. Электрическая мощность. При прохождении электрического I по участку цепи с сопротивлением r происходит преобразование электрической энергии в. тепловую.
Количество электрической энергии W, преобразуемой в тепловую энергию за время t, определяется по закону Джоуля — Ленца:
W = I2rt (1.7)
Мощность Р представляет собой количество энергии, преобразуемой в единицу времени:
(1.7а)
или
(1.76)
Заменив в выражении (1.7а) произведение Ir напряжением U, получим формулу для мощности Р, характеризующей интенсивность процесса преобразования электрической энергии в тепло или другие виды энергии:
P = UI (1.8)
Основными единицами измерений являются: для мощности — ватт (вт), а для электрической энергии—ватт-секунда (вт-сек) или джоуль (дж). На практике чаще применяют укрупненные единицы измерении:
1 киловатт (кВт) = 1000 Вт,
1 киловатт-час (кВт×ч) = 3,6×106.Ватт-сек (Дж).
Рассмотрим баланс мощностей в простейшей цепи (см. рис. 1.3). Для этого умножим все члены уравнения (1 .3а) на I.
EI = I2rг + I2rл + I2rн (1.9)
Произведение EI представляет собой полную электрическую мощность Рэ, развиваемую источником. Часть этой мощности DРr = I2 r теряется в самом источнике в виде тепла. Разность Рэ - DРг представляет собой мощность, отдаваемую источником во внешнюю цепь. В проводах линии также теряется в виде тепла часть мощности DРл = I2 rл Остальная мощность Pнагр = I2rн = Uнагр I потребляется нагрузкой. Баланс мощностей рассмотренной цепи можно наглядно иллюстрировать энергетической диаграммой (рис. 1.5).
Рис. 1.5. Энергетическая
диаграмма простейшей цепи
постоянного тока
Потери мощности в источниках питания современных электроэнергетических установок относительно невелики. Мощные электрические генераторы имеют высокий к.п.д., достигающий значения 0,95 и выше.
При передаче потребителям одной и той же мощности Рнагр = Uнагр I ток, протекающий по линии, будет тем меньше, чем выше напряжение установки. Потеря мощности в линии, как известно, пропорциональна квадрату тока. В связи с этим повышение напряжения, например в 10 раз, приводит к снижению потери мощности в линии передачи в 100 раз, и следовательно, к повышению ее экономичности. Этим объясняется использование все более высоких напряжений в электроэнергетических установках.
Дата добавления: 2020-10-14; просмотров: 327;