Передача электрической энергии от электростанций до больших городов или промышленных центров на расстояния тысяч километров является сложной научно-технической проблемой.
Протекая по линиям электропередачи, ток нагревает их. В соответствии с законом Джоуля-Ленца, энергия, расходуемая на нагрев проводов линии, определяется формулой:
Q = Iв квадратеRt
где R – сопротивление линии. Потери энергии на нагрев снижают путем уменьшением тока в линии. Но, так как мощность тока пропорциональна произведению силы тока на напряжение, то для сохранения передаваемой мощности требуется повысить напряжение в линии передачи. Причем, чем длиннее линия передачи, тем выгоднее использовать более высокое напряжение. Поэтому на крупных электростанциях ставят повышающие трансформаторы.
Для использования электроэнергии потребителями напряжение на концах линии нужно понизить. Это достигается с понижающих трансформаторов. При этом обычно понижение напряжения и, соответственно, увеличение силы тока происходит в несколько этапов.
Обычно линии электропередачи строятся в расчете на напряжение 400–500 кВ, при этом в линиях используется трехфазный ток частотой 50 Гц. Следует отметить, что при повышении напряжения в линиях передач увеличиваются утечки энергии через воздух. В сырую погоду вблизи проводов линии может возникнуть так называемый коронный разряд, который можно обнаружить по характерному потрескиванию. Коэффициент полезного действия линий передач не превышает 90 %
1. Каким видом механической энергии обладает пружина игрушечного пистолета: перед выстрелом; в момент выстрела; после выстрела? Почему?
Пред выстрелом - потенциальной, т.к. пружина сжата; в момент выстрела - кинетической, т.к. она движется (вся потенциальная энергия перешла в кинетическую); после выстрела - никакой, т.к. пружина вернулась в положение равновесия.
2. Какими видами механической энергии обладают санки, скатывающиеся с ледяной горы? Сделать схематичный рисунок, на котором подписать(используя условные обозначения энергий), каждый участок(вершина, спуск, основание) горы соответствующим обозначением энергии. Пояснить ответ.
На вершине горы - потенциальной, т.к. находятся на некоторой высоте; во время спуска - потенциальной (уменьшается) и кинетической (возрастает); у основания горы - кинетической (вся потенциальная энергия перешла в кинетическую).
3. За счет какой энергии идут часы с пружинным приводом; вращаются крылья ветряной мельницы, текут реки, выполняют прыжки на батуте?
идут часы с пружинным приводом - за счёт потенциальной энергии пружины
вращаются крылья ветряной мельницы - за счёт кинетической энергии ветра
текут реки - за счёт потенциальной энергии воды (реки текут с возвышенностей в долины)
выполняют прыжки на батуте - за счёт потенциальной энергии растянутой сетки
4. На кухонном столе лежат две ложки, одинакового объема, одна стальная другая из золота. Какая из ложек обладает большей потенциальной энергией? Почему?
Плотность золота больше, значит, масса m= ρV золотой ложки больше, и она обладает большей потенциальной энергией E_p = mgh
5. Могут ли два тела разной/одинаковой массы обладать одной и той же кинетической энергией? ответ обоснуйте, рассмотрев оба случая. Приведите примеры таких тел( по два примера).
Два тела разной массы m1!= m2 могут обладать одной и той кинетической энергией E1=E2, если отношение квадратов скоростей обратно пропорционально отношению масс:
v1^2/v2^2 = m2/m1
Например, один автомобиль массой 1 т движется со скоростью 20 м/с, а второй массой 4 т движется со скоростью 10 м/с. Кинетическая энергия и того, и другого E1=E2 = 200 кДж
Или, одна черепаха массой 100 кг движется со скоростью 0,3 м/с, а вторая массой 900 кг - со скоростью 0,1 м/с. Кинетическая энергия E1=E2 = 4,5 Дж
Два тела одинаковой массы m1= m2 могут обладать одной и той кинетической энергией E1=E2, если у них одинаковые скорости.
Примеры очевидны.
6. Перечислите виды источников энергии, которыми вы пользовались вчера.
Электроэнергия - линия электропередачи, батарейка смартфона
Тепловая энергия - двигатель автомобиля, камин с дровами, газовая плита
Объяснение: