Посібник з електротехніки

ЕПІГРАФ ДО УРОКУ «Як би ми не зітхали до зірок, але електричної лампочки не покидаємось». /І.Вільде/

Урок №1.

Тема: «Значення електротехнічної підготовки для кваліфікованих робітників різноманітних професій. Розвиток енергетики, електротехніки та електроніки в Україні.»

В епоху технічного прогресу важко знайти професію, де можна було б обійтись без знань з електротехніки як галузі науки.

В умовах сучасного науково-технічного прогресу електротехніка дає можливість успішно вирішувати складні проблеми високоефективного перетворення різних видів первинної енергії і (механічної, теплової, ядерної, сонячної та ін.) в електричну та оптимального використання електроенергії в технологічних процесах. Без електротехніки неможливе існування сучасних інформаційних систем — від цехових (автоматизовані системи керування технологічними процесами) до світової мережі Інтернет.

Електротехнікою називають науку, яка вивчає питання виробництва, перетворення та використання електричної енергії. За допомогою електричної енергії ми освітлюємо, обігріваємо, охолоджуємо наше житло, передаємо на великі відстані музику, зображення, розмови, приводимо в рух потяги, змушуємо працювати машини та механізми в різних галузях народного господарства. Електрична енергія є основою автоматизації, сигналізації, захисту. Тобто уявити сьогодні собі існування без електричної енергії неможливо. Надзвичайно важливе значення має електрична енергія для пізнання явищ природи та багатогранного її використання в різних галузях народного господарства.

На підприємствах  електрична енергія широко застосовується для освітлення, електричного нагріву, приведення в дію виробничих машин.

Знання основ електротехніки та їх практичного застосування дають можливість підвищити продуктивність праці та поліпшити якість виготовленої продукції, а також сприяють безпечній експлуатації устаткування.

Автоматизація виробничих і технологічних процесів проводиться на базі широкого використання електронних, напівпровідникових та іонних приладів. Широке застосування електротехнічних та електронних приладів у ріпних галузях народного господарства України неможливе без кваліфікованих кадрів, які повинні знати і з умінням використовувати основні закони електротехніки, будову та принцип дії машин постійного і змінного струму, трансформаторів, електровимірювальних приладів, а також електровакуумних та напівпровідникових приладів.

_

В деяких країнах розділяють електротехніку та електроніку, вважаючи, що перша має справу лише з крупними електросистемами (наприклад, з передачею електроенергії і системами керування електродвигунами), а остання – з електронними мікросистемами (наприклад, з комп’ютерами і інтегральними схемами).

Іншими словами, електротехніка зв’язана з передачею електроенергії, а електроніка – з передачею даних, інформації. Електрика стала об’єктом наукових досліджень, принаймі, з початку 17 століття.

Першим інженером- електротехніком вважається Вільям Гілберт, який винайшов версоріум – прилад, який фіксував наявність статичної електрики на предметах. Крім того, він був першим, хто зміг провести чітку межу між магнетизмом і стачною електрикою та дати визначення електриці.

Однак лише в 19 столітті вчені стали інтенсивно досліджувати електрику і явища, пов’язані з нею.

Провідними вченими в цьому напрямі були

Георг Ом, який в 1827 році розрахував залежність між електричним струмом і напругою в провіднику,

Майкл Фарадей, що відкрив явище електромагнітної індукції в 1831 році, і

Джеймс Клерк Максвелл, що опублікував в 1873 році “Трактат про електрику і магнетизм”, де виклав свою електромагнітну теорію світла.

В той час, науку про електрику і електричні явища розглядали як підрозділ фізики. Лише в кінці 19 століття університети стали видавати дипломи по спеціальності – електротехніка.

Перша кафедра і факультет електротехніки були відкриті в Дармштадському Університеті Технології в 1882 році.

В 1883 році цей університет спільно з Корнельським Університетом вперше в світі ввів курс по електротехніці.

А в 1885 році коледж при Лондонському Університеті відкрив першу кафедру електротехніки у Великобританії.

Два роки потому Роберт фон Лібен (Германія) і Лі де Форест (США) незалежно один від одного винайшли підсилювальну лампу, або електровакуумний тріод.

В 1920 році Альберт Хулл відкрив магнетрон, що в свою чергу призвело до винайдення Персі Спенсером в 1946 році мікрохвильової печі.

В 1934 році британські військові вчені під керівництвом доктора Уімперіса почали успішну розробку першого радара (який також використовує магнетрони). Робота була завершена в серпні 1936 року будівництвом в Боудсі першої радіолокаційної станції.

Зростаюча роль електричної енергії в розвитку промисловості, транспорту й сфери послуг наприкінці XIX в. стимулювала теоретичні й експериментальні роботи зі створення ефективних електричних пристроїв у технологічному ланцюзі виробництва, передачі й споживання електричної енергії.

У цей час електрична енергія для промислових цілей виробляється електромеханічними генераторами синусоїдального струму при стандартній частоті струму 50 Гц у Росії й більшості інших країн (у США 60 Гц).

Електромеханічні генератори із приводом від парової турбіни на теплових і атомних електростанціях мають потужність 100-1200 Мвт.

Перетворення значень параметрів синусоїдального струму електрогенераторів трансформаторами дозволяє передавати електричну енергію по лініях високої напруги (до 750 кВ) на більші відстані (до 500 км) з мінімальними втратами.

Асинхронні й синхронні двигуни синусоїдального струму промислової частоти ефективно використовуються для перетворення електричної енергії в різних системах електропривода транспортних-підйомно-транспортних машин, верстатів, що обробляють інструментів і т.п. Різноманітно й використання синусоїдального струму непромислової частоти. В електричних печах для виплавки тугоплавких і особливо чистих металів частота синусоїдального струму становить 500 Гц – 50 кГц. В електроустановках частота синусоїдального струму може становити трохи герц

Електрична енергія має безперечні переваги перед усіма іншими видами енергії. Її можна передавати дротами на величезні відстані з порівняно малими втратами, зручно розподіляти між споживачами. Цю енергію з допомогою відносно простих пристроїв можна перетворювати в інші види енергії − механічну, теплову, світлову тощо.

Урок  1. Робочий аркуш учня_____________________________

Тема Значення електротехнічної підготовки для кваліфікованих робітників  

різноманітних професій.

В умовах сучасного науково-технічного прогресу електротехніка дає можливість успішно вирішувати  проблеми____________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

Електротехнікою називають науку________________________________________

______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

На підприємствах  електрична енергія широко застосовується____________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Знання основ електротехніки та їх практичного застосування  дають можливість___

______________________________________________________________________

Автоматизація виробничих і технологічних процесів проводиться на базі_________

______________________________________________________________________

Електротехніка має справу з________________________________________

______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Електроніка має справу з________________________________________________

______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Електрична енергія для промислових цілей виробляється _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Електрична енергія має безперечні переваги перед усіма іншими видами енергії_______________________________________________________________________________________________________________________________

Електрифікація_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Енергосистеми України______________________________________________

__________________________________________________________________

Недобудована Кримська АЕС

Чорнобильська АЕС з 2000 року не генерує енергії, всі енергоблоки зупинені і ведуться роботи по повному виводу її з експлуатації та усунення всіх екологічних наслідків.

В Україні, також, існує ще чотири недобудовані АЕС:

Харківська АТЕЦ

Одеська АТЕЦ

Кримська АЕС

Чигиринська АЕС

Питання самоперевірки

Як отримати електричну енергію? Нам відомо, що для отримання електроенергії необхідні певні джерела. Назвіть їх будь ласка. Джерела електричної енергії__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Для використання портативного радіоприймача достатньо гальванічного елемента. Щоб запустити двигун автомобіля потрібен акумулятор. Для роботи більш потужних пристроїв потрібно більше енергії, більше потужності. У цьому нам може допомогти__________________________________________________ Які існують традиційні способи отримання електроенергії?._______

________________________________________________________________________________________________________________________

Заповніть анкету соціального опитування учнів

1.Яким є ваше ставлення до об`єктів ядерної енергетики?

* позитивним;

*негативним;

*не визначився.

2 . Чи вірити ви в потенційну можливість повторення аварій, подібних до Чорнобильської?

* так;

 * ні;

* не замислювався над цим.

3. Чи стає світ кращим завдяки атомній енергетиці?

* так;

* ні;

4. Які з перелічених джерел, на ваш погляд, стануть реальною альтернативою АЕС?

* традиційні ТЕС і ГЕС;

* поновлювані джерела енергії ( вітрова, сонячна, геотермальна); * біоенергетика.

Ми можемо зробити загальний висновок про виробництво електричної енергії й екологічні проблеми, які при цьому виникають.

1. АЕС_____________________________________________________.
2. ТЕС_____________________________________________________.
3. ГЕС –____________________________________________________.
4. Нетрадиційні джерела одержання енергії ____________________
5. Найбільш раціональний шлях –______________________________
   ___________________________________________________________
6. У виборі типу електростанцій необхідні як____________________, так і_______________________________________________________.