Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o Tato prezentace.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o Tato prezentace."— Transkript prezentace:

1 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/ s názvem „PODPORA CHEMICKÉHO A FYZIKÁLNÍHO VZDĚLÁVÁNÍ NA GYMNÁZIU KOMENSKÉHO V HAVÍŘOVĚ“ F23 – STŘÍDAVÝ PROUD V ENERGETICE SOUBOR PREZENTACÍ FYZIKA PRO III. ROČNÍK GYMNÁZIA Mgr. Alexandra Bouchalová

2 Obsah  Generátor střídavého proudu  Trojfázová soustava střídavého napětí  Transformátor  Přenos elektrické energie Střídavý proud v energetice 2

3 Primární zdroje elektrické energie Střídavý proud v energetice 3 uhlí 1 zemní plyn 2 ropa 3 voda 4 slunce, vítr 5 jaderné palivo 6

4 Přeměna primárních zdrojů Střídavý proud v energetice 4 Probíhá v elektrárnách pomocí generátorů střídavého napětí = alternátorů. V energetice využíváme střídavé napětí o frekvenci 50 Hz. Střídavé napětí se rozvádí do míst spotřeby pomocí elektrické rozvodné sítě.

5 Trojfázový generátor střídavého proudu Střídavý proud v energetice 5 U1U1 U2U2 V1V1 V2V2 W2W2 W1W1 120° stator alternátoru • je tvořen třemi cívkami • osy cívek svírají úhel 120° stator alternátoru • je tvořen třemi cívkami • osy cívek svírají úhel 120° rotor s póly • je otáčivý magnet • otáčením rotoru se v cívkách indukuje střídavé napětí rotor s póly • je otáčivý magnet • otáčením rotoru se v cívkách indukuje střídavé napětí

6 Trojfázový generátor střídavého proudu Střídavý proud v energetice 6 U1U1 U2U2 V1V1 V2V2 W2W2 W1W1 0 T t u 1/3 T 2/3 T

7 Trojfázový generátor střídavého proudu Střídavý proud v energetice 7 U1U1 U2U2 V1V1 V2V2 W2W2 W1W1 0 T t u 1/3 T 2/3 T Generují se tak tři samostatná navzájem fázově posunutá střídavá napětí u 1, u 2, u 3. u1u1 u2u2 u3u3 Mají stejnou amplitudu U m a mají stejnou frekvenci f.

8 Trojfázová soustava střídavého napětí Střídavý proud v energetice 8 Součet okamžitých hodnot střídavých napětí indukovaných v cívkách alternátoru je stále nulový. u 1 + u 2 + u 3 = 0 0 T t u 1/3 T 2/3 T u1u1 u2u2 u3u3 U1U1 U2U2 U3U3 -U 1

9 Trojfázová soustava střídavého napětí Střídavý proud v energetice 9 Tyto tři cívky tvoří vinutí alternátoru = fáze alternátoru. V každé fázi je indukované napětí = fázové napětí. Vnější (vnitřní) vývody cívek značíme U 1, V 1, W 1 (U 2, V 2, W 2 ). U1U1 U2U2 V1V1 V2V2 W2W2 W1W1

10 Sdružení fází Střídavý proud v energetice 10 Sdružením (elektrickým spojením) cívek lze omezit počet vodičů potřebných k přenosu elektrické energie z šesti na čtyři (L1, L2, L3, N), popř. tři (L1, L2, L3) sdružené vodiče. Vzniká tak sdružená trojfázová soustava. Sdružená trojfázová napěťová soustava je tvořena třemi sinusovými napětími fázově posunutými o 120°.

11 Zapojení do hvězdy Střídavý proud v energetice 11 Spojením konců fází U 2, V 2, W 2 alternátoru do jednoho uzlu vzniká zapojení do hvězdy. U1U1 U2U2 V1V1 V2V2 W2W2 W1W1 U1U1 U2U2 W1W1 W2W2 V1V1 V2V2

12 Zapojení do hvězdy Střídavý proud v energetice 12 Spojením konců fází U 2, V 2, W 2 alternátoru do jednoho uzlu vzniká zapojení do hvězdy. Nulový bod hvězdy U1U1 W1W1 V1V1 L1L1 L2L2 L3L3 N U 12 U 13 U 23 U 1N U 2N U 3N N – střední vodič L i – fázové vodiče U 12, U 23, U 31 sdružená napětí (síťová) – U S U 1N, U 2N, U 3N fázová napětí – U F

13 Zapojení do hvězdy Střídavý proud v energetice 13 W1W1 V1V1 L1L1 L2L2 L3L3 N U 12 U 31 U 23 U 1N U 2N U 3N U1U1 Efektivní hodnota sdruženého (síťového) napětí U ij je krát větší než efektivní hodnota fázového napětí U iN. Síťové proudy I i jsou stejně velké, jako proudy fázové I F. IFIF IFIF IFIF I1I1 I2I2 I3I3 Při symetrickém zatíženi trojfázové (čtyřvodičové) soustavy neprotéká nulovým vodičem žádný proud. I N = 0 I i = I F

14 Zapojení do trojúhelníku Střídavý proud v energetice 14 W1W1 L1L1 L2L2 L3L3 U 12 U 31 U 23 Spojíme-li fázová vinutí sériově, dostaneme zapojení do trojúhelníku. V2V2 U1U1 U2U2 V1V1 V2V2 W2W2 W1W1 W2W2 U1U1 V1V1 U2U2 Fázová napětí jsou stejná jako síťová napětí: U F = U S = U ij. IFIF IFIF IFIF I1I1 I2I2 I3I3 UFUF UFUF UFUF Síťový proud je krát větší než proud fázový:.

15 Zapojení do trojúhelníku Střídavý proud v energetice 15 Toto zapojení se u trojfázových alternátorů téměř nevyskytuje. Využívá se spíše u trojfázových spotřebičů. U1U1 U2U2 V1V1 V2V2 W2W2 W1W1 W1W1 L1L1 L2L2 L3L3 U 12 U 31 U 23 W2W2 W2W2 U1U1 V1V1 U2U2 IFIF IFIF IFIF I1I1 I2I2 I3I3 UFUF UFUF UFUF

16 Zapojení do trojúhelníku Střídavý proud v energetice 16 W1W1 L1L1 L2L2 L3L3 U 12 U 31 U 23 W2W2 W2W2 U1U1 V1V1 U2U2 IFIF IFIF IFIF I1I1 I2I2 I3I3 UFUF UFUF UFUF Toto zapojení se u trojfázových alternátorů téměř nevyskytuje. Využívá se spíše u trojfázových spotřebičů. třífázový bojler 7

17 Sdružení fází – shrnutí Střídavý proud v energetice 17 Ve 4-vodičové trojfázové soustavě 400 V je efektivní hodnota síťového napětí 400 V a fázová napětí jsou 230 V. Toto umožňuje současný provoz trojfázových spotřebičů na jmenovité napětí 400 V (např. motorů, elektrických sporáků, bojlerů atd.) jakož i jednofázových spotřebičů na střídavé napětí 230 V (např. žárovek, žehliček, televizorů atd.) v jedné rozvodné síti.

18 Spotřebitelská síť Střídavý proud v energetice 18 V elektrickém rozvodu spotřebitelské sítě je fázové napětí 230 V a sdružené napětí 400 V. Značíme např. 3 x 400/230 V. V elektrickém rozvodu spotřebitelské sítě je fázové napětí 230 V a sdružené napětí 400 V. Značíme např. 3 x 400/230 V. Dříve se ve spotřebitelské síti používalo trojfázové napětí 3 x 380/220 V.

19 Sdružení fází – shrnutí Střídavý proud v energetice 19 výrobce L1L1 L2L2 L3L3 N vedeníodběratel VVV U 12 U 23 U 31 I1I1 I2I2 I3I3 I1I1 I2I2 I3I3 I1I1 I3I3 I2I2 I 12 I 31 I 23 U 1N U 3N U 2N U 1N U 3N U 2N U 12 U 31 U 23 napětí po 230 Vnapětí po 400 V Napětí ve 4-vodičové trojfázové soustavě

20 Elektromotor na trojfázový proud Střídavý proud v energetice 20 Na štítku trojfázových motorů je udáváno vždy jmenovité napětí a vyžadované zapojení.

21 Transformátor Střídavý proud v energetice 21 Součástí přenosu elektrické energie je potřeba zvyšování, popř. snižování (transformování) elektrického napětí v rozvodných sítích. Transformátor je elektrický netočivý stroj, který mění střídavé napětí jedné hodnoty na hodnotu jinou při stejném kmitočtu. Princip transformátoru je založen na elektromagnetické indukci. Transformátory dělíme na jednofázové a trojfázové.

22 Jednofázový transformátor Střídavý proud v energetice 22  V V N1N1 N2N2 Φ U2U2 U1U1 I2I2 I1I1 1. cívka2. cívka N 1 = N 2 U 1 = U 2 zanedbáme-li odpor primární cívky Uspořádání dvou cívek (vinutí) na společném jádře budeme nazývat jednofázový transformátor. primární vinutí = vstupní cívka sekundární vinutí = výstupní cívka

23 Jednofázový transformátor Střídavý proud v energetice 23  V V N1N1 N2N2 Φ U2U2 U1U1 I2I2 I1I1 U 2 > U 1 N 2 > N 1 primární vinutí = vstupní cívka sekundární vinutí = výstupní cívka transformační poměr transformátoru

24 Jednofázový transformátor Střídavý proud v energetice cívkou prochází střídavý proud, který v jádře transformátoru vytváří nestacionární magnetické pole. Nestacionární magnetické pole je příčinou vzniku indukovaného napětí ve 2. cívce. Železné jádro zesiluje magnetickou indukci v cívkách. Indukované napětí je tím větší, čím rychleji se v cívce mění magnetický indukční tok a čím větší je počet závitů 2. cívky.

25 Transformační poměr Střídavý proud v energetice 25 Poměrem efektivních hodnot indukovaných napětí získáme rovnici transformátoru k > 1 transformace nahoru k < 1 transformace dolů

26 Transformátor Střídavý proud v energetice 26 Transformátor naprázdno = bez zatížení = v sekundárním vinutí neteče proud. Při odběru proudu ze sekundárního vinutí roste proud v primárním vinutí. Z rovnosti činných výkonů obou částí transformátoru vyplývá vztah pro transformaci proudu Proudy se transformují v obráceném poměru počtu závitů.

27 Trojfázový transformátor Střídavý proud v energetice 27 L1L1 L2L2 L3L3

28 Trojfázový transformátor Střídavý proud v energetice 28 L1L1 L2L2 L3L3 Třífázový transformátor má tři jednofázová primární a tři jednofázová sekundární vinutí. Ta mohou být zapojena do hvězdy (Y), do trojúhelníku (D) nebo do lomené hvězdy (Z).

29 Trojfázový transformátor Střídavý proud v energetice 29 Bývají stavěny: a)se vzájemným propojením vinutí tří jednofázových transformátorů, b)s využitím společného magnetického obvodu se třemi sloupky. L1L1 L2L2 L3L3

30 Přenos elektrické energie Střídavý proud v energetice 30 K výrobě elektrické energie slouží elektrárny. Tepelná elektrárna 15 Vodní elektrárna 16 Jaderná elektrárna 17 Větrná elektrárna 18 Solární elektrárna 19 Geotermální elektrárna 20

31 Přenos elektrické energie Střídavý proud v energetice 31 Dálkový přenos energie zajišťuje přenosová síť vedení velmi vysokého napětí. Schéma přenosu elektrické energie 21 6,3 kV 400 kV

32 Spotřebitelská síť Střídavý proud v energetice 32 V běžné síťové zásuvce je fázové napětí. Jedna zdířka je tedy spojena se středním vodičem (nulovacím) a druhá s fázovým vodičem.

33 Spotřebitelská síť Střídavý proud v energetice 33 fázový vodičnulový vodič ochranný vodič

34 Použitá literatura Literatura LEPIL, O. Elektřina a magnetismus, fyzika pro gymnázia. Praha: Prometheus, ISBN TKOTZ,K. Příručka pro elektrotechnika. Praha: Europa-Sobotáles, ISBN HALLIDAY,D. Fyzika. Elektřina a magnetismus. Brno: VUTIUM, ISBN Obrázky [1] Oko. Vznik ropy [online]. [cit ]. Dostupné z: [2] Asociace Alerta. LUKÁŠ BORL. Kolektivní hlas kreativiry a vzdoru: Uhelná energetika a (ne)zaměstnanost [online]. [cit ]. Dostupné z: [3] Cena plynu v roce 2013 vzroste průměrně o 3 %. Jak ušetřit?. In: Nazeleno.cz [online]. [cit ]. Dostupné z: jak-usetrit.aspx [4] Seeking Alpha [online]. [cit ]. Dostupné z: [5] Domácí práce u počítače. In: [online]. [cit ]. Dostupné z: pocitace.cz/ cc8d5ce80f/slunce%20v%20dlan%C3%ADch_1.jpg [6] Aktuálně.cz. In: [online]. [cit ]. Dostupné z: dlane-voda.jpg [7] Bojlery_Kotle_Radiátory. [online]. [cit ]. Dostupné z: bojler-ariston-sageo-250p-3-kw-250-l-p-3549.html Střídavý proud v energetice

35 Použitá literatura [8] Oko. Vznik ropy [online]. [cit ]. Dostupné z: [9] Asociace Alerta. LUKÁŠ BORL. Kolektivní hlas kreativiry a vzdoru: Uhelná energetika a (ne)zaměstnanost [online]. [cit ]. Dostupné z: [10] Cena plynu v roce 2013 vzroste průměrně o 3 %. Jak ušetřit?. In: Nazeleno.cz [online]. [cit ]. Dostupné z: usetrit.aspx [11] Seeking Alpha [online]. [cit ]. Dostupné z: [12] Domácí práce u počítače. In: [online]. [cit ]. Dostupné z: pocitace.cz/ cc8d5ce80f/slunce%20v%20dlan%C3%ADch_1.jpg [13] Aktuálně.cz. In: [online]. [cit ]. Dostupné z: voda.jpg [14] Bojlery_Kotle_Radiátory. [online]. [cit ]. Dostupné z: ariston-sageo-250p-3-kw-250-l-p-3549.html [15] Tepelná elektrárna. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2012, [cit ]. Dostupné z: [16] Vodní elektrárna. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2012, [cit ]. Dostupné z: https://cs.wikipedia.org/wiki/Vodn%C3%AD_elektr%C3%A1rna [17] Jaderná elektrárna. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2012, [cit ]. Dostupné z: [18] Větrná elektrárna. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2012, v 14:00 [cit ]. Dostupné z: Střídavý proud v energetice

36 Použitá literatura [19] Solární elektrárna. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2012, [cit ]. Dostupné z: [20] Geotermální elektrárna. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2012, [cit ]. Dostupné z: [21] Z elektrárny do zásuvky. In: [online]. [cit ]. Dostupné z: Střídavý proud v energetice

37 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/ s názvem „PODPORA CHEMICKÉHO A FYZIKÁLNÍHO VZDĚLÁVÁNÍ NA GYMNÁZIU KOMENSKÉHO V HAVÍŘOVĚ“ SOUBOR PREZENTACÍ FYZIKA PRO III. ROČNÍK GYMNÁZIA


Stáhnout ppt "Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o Tato prezentace."

Podobné prezentace


Reklamy Google