Producerea si transportul energiei electrice

Producerea energiei electrice reprezinta procesul de transformare a diferitelor forme de energie primara în energie electrica, în cadrul unor instalatii specializate de complexitate mare, denumite centrale electrice.

Centrala electrica reprezinta un ansamblu de instalatii complexe, în care se asigura conditiile pentru conversia unei forme primare de energie în energie electrica. Ea materializeaza tehnologic o conceptie de conversie.

Este o maşină electrică care transformă energia electrică de anumiţi parametri (tensiune şi curent) în energie electrică de alţi parametri.

Transformatorul funcţionează pe principiul inducţiei electromagnetice. Aceasta înseamnă că el funcţionează doar în curent alternativ. În cadrul transformării se păstrează aceeaşi frecvenţă a tensiunii şi a curentului.

În esenţă, un transformator constă dintr-un miez de fier pe care sunt plasate două înfăşurări izolate una faţă de alta şi faţă de miezul de fier.

Înfăşurarea care primeşte energia de la o sursă - regim de receptor - se numeşte înfăşurare (bobinaj) primară; cea de-a doua înfăşurare, aflată în regim de generator, furnizează energia unei reţele sau consumator, numindu-se înfăşurare (bobinaj) secundară.

Miezul magnetic al transformatorului reprezintă sistemul magnetic al maşinii. Înfăşurările constituie sistemul său electric. Cele două bobinaje între care are loc transferul de putere au în general un număr diferit de spire.

Componentele puterii – tensiunea şi curentul – suferă prin transformare schimbări inverse: creşterea tensiunii presupune scăderea curentului şi invers.

• După destinaţia lor, transformatoarele se împart în două mari clase: de putere şi speciale. După numărul de faze transformatoarele (denumite prescurtat trafo) pot fi monofazate sau polifazate (de obicei trifazate). În categoria transformatoarelor speciale intră: autotransformatoarele – transformă tensiunea în limite reduse, regulatoarele de inducţie – servesc la reglarea tensiunii în reţelele de distribuţie, transformatoarele de măsură (de curent şi de tensiune), transformatoare de fază – odată cu tensiunea schimbă şi numărul de faze ale distribuţiei, transformatoarele cu destinaţie specială (de sudură, cu reglajul tensiunii sub sarcină, cele de mare intensitate etc.).

Transformatorul conţine 2 bobine, una cu multe spire N1, alta cu mai puţine N2. Una din bobine e conectatã la sursã de tensiune alternativã U1 (circuitul primar), iar cealaltã-cu un consumator formeazã circuitul secundar (neconectat la

nicio sursã!). In circuitul primar cu tensiune alternativã, câmpul magnetic e variabil, ceea ce va produce prin inducţie

electromagneticã o tensiune indusa U2 si în circuitul secundar.

U1 N1N2 U2

CIRCUITUL PRIMAR

CIRCUITUL SECUNDAR

**Dacã bobina secundarului are mai puţine spireDacã bobina secundarului are mai puţine spire decât decât bobina primarabobina primara, atunci transformatorul coboarã tensiunea. , atunci transformatorul coboarã tensiunea.

* *Dacã secundarul are mai multe spire ca primarul, Dacã secundarul are mai multe spire ca primarul, transformatorul ridicã tensiunea.transformatorul ridicã tensiunea.

Raportul tensiunilor Raportul tensiunilor este egal cu raportul este egal cu raportul numerelor de spire numerelor de spire ale bobinelor ale bobinelor transformatoruluitransformatorului

Pentru a aprinde un bec de lanternã de 3V de la priza de 220V fãrã sã-l ardem, îl conectãm printr-

un transformator coborâtor de tensiune.

Prizã U1=220V tensiune alternativã

CIRCUITUL PRIMAR

CIRCUITUL SECUNDAR

BOBINÃ CU PUŢINE SPIRE N2

BOBINÃ CU MULTE SPIRE N1

de 3 V

DeDeşşi doar circuitul primar al transformatorului e i doar circuitul primar al transformatorului e conectat la sursa de tensiune, chiar si în circuitul conectat la sursa de tensiune, chiar si în circuitul secundar apare o tensiune indusã. Concluzie : secundar apare o tensiune indusã. Concluzie :

inducinducţţia electromagneticã permite transferul de ia electromagneticã permite transferul de energie electricã între douã circuite electrice !energie electricã între douã circuite electrice !

SURSĂ CURENT ALTERNATIV

• Într-un transformator ideal, puterea transferata in circuitul secundar e aproape egala cu puterea circuitului primar.

• De aceea, când transformatorul ridică tensiunea, scade intensitatea şi invers.

• Într-un transformator real, puterea în Într-un transformator real, puterea în circuitul secundar e ceva mai mică decât în circuitul secundar e ceva mai mică decât în primar fiindcă au loc pierderi prin efect primar fiindcă au loc pierderi prin efect electrotermic (încălzirea bobinelor). Delectrotermic (încălzirea bobinelor). Deci eci randamentul transformatorului e mai mic ca randamentul transformatorului e mai mic ca 100%.100%.

Cele mai bune ciocane de lipit au fiecare cate un transformator coborâtor de tensiune ? Iatã de ce: coborând tensiunea, creşte intensitatea prin ciocanul de lipit, si acesta se încãlzeşte mai rapid(şi mai mult…ştiti cã dacã intensitatea printr-un conductor e mai mare atunci se încãlzeşte mai mult)

TRANSPORTUL ENERGIEI ELECTRICE LA DISTANŢÃ

•Transformatoarele au un rol important în transportul energiei electrice de la o centrala electrica pânã la consumatorii de la sute de kilometri! O mare parte din energia produsã de centrala electricã s-ar pierde prin încãlzirea firelor kilometrice. Energia degajatã sub formã de cãldurã W= RI2 poate fi redusã dacã se reduce intensitatea curentului, dar prin fire trebuie transmisã aceeaşi putere ! Aceasta se poate face doar utilizând un transformator ce ridicã tensiunea(U) de “N” ori şi scade intensitatea tot de “N” ori (puterea P=Ui rãmâne aceeaşi !). Energia electricã se transmite astfel la sute de km, apoi, pentru a avea în locuinţe tensiune de 220V, alte transformatoare coboarã la loc tensiunea ! Aşa se evitã pierderile!

CENTRALA ELECTRICĂ

TRANSFORMATOR RIDICĂTOR DE TENSIUNE

LINIE DE ÎNALTĂ TENSIUNE 11000V

TRANSFORMATOR RIDICĂTOR DE TENSIUNE220V

Ştiaţi cŞtiaţi cum vor arum vor arăăta stta stââlpii de lpii de îînaltnaltăă tensiune tensiune îîn viitorn viitor ...?...?JinChoi&Thomas Shine Architects au câştigat premiul ‘Unbuilt Architecture’ pentru proiectul ‘Land of Giants’. Ideea consta în transformarea banalilor stâlpi de tensiune în adevarate opere de arta... fara a modifica mult preţul si actuala structura a pilonilor.

BIBLIOGRAFIE:•Manuale de fizica•http://ro.wikipedia.org/wiki/Transformator•http://www.tutorvista.com/•http://www.petervaldivia.com/•http://ibcfocus.blogspot.com/2010/08/cum-vor-arata-stalpii-de-inalta.html

REALIZATORI :

Serghei Bogdan

Vasile Radu Adrian