1
Energia
electrica
reprezinta capacitatea de actiune a unui sistem fizico-chimic.
Energia electrica
prezinta o serie de avantaje in
comparatie cu alte forme de energie, si anume:
-
producerea
energiei electrice in
centrale electrice are loc in conditii economice avantajoase;
-
energia
electrica poate fi transmisa la
distante mari prin intermediul campului electromagnetic, fie direct
prin mediul
inconjurator, fie dirijat prin linii electrice;
-
la locul de
consum, energia electrica
poate fi transformata in conditii economice in alte forme de energie;
-
energia
electrica poate fi divizata si
utilizata in parti oricat de mici, dupa necesitati;
Dezavantajul
pe care il
prezinta energia electrica in comparatie cu alte forme ale energiei
consta in
aceea ca nu poate fi inmagazinata. Energia electrica trebuie produsa in
momentul cand este ceruta de consumatori.
Producerea
energiei
electrice se realizeaza prin transformarea altor forme de energie:
-
transformarea
energiei chimice a combustibililor in turbine cu aer, gaz, motoare cu
ardere
interna;
-
transformarea
energiei potentiale sau cinetice a apelor;
-
transformarea
energiei atomice;
-
transformarea
altor forme de energie: maree, solara, eoliana;
Producerea
energiei
electrice prin transformarea energiei chimice a combustibililor se
realizeaza
in centrale electrice de termoficare sau
centrale termoelectrice.
Producerea
energiei
electrice prin transformarea energiei potentiale sau cinetice a apelor
se
realizeaza in centrale hidroelectrice care produc energie electrica pe
cale
hidrautica. Aceasta sursa de nergie este economica si inepuizabila.
Energia
electrica este
transportata la distanta printr-un sistem de retele electrice, la
diverse
tensiuni: 110 kV, 220 kV, 400 kV si chiar peste 800 kV. Transportul
energiei
electrice se face fie prin linii aeriene, fie prin cabluri subterane.
La tensiunea
de 110 kV,
stalpii de sustinere au peste 25 m inaltime, fiind plasati la intervale
de
circa 300 m; la 220 kV ei au inaltimea de peste 35 m, intervalul fiind
circa
350m; la 400 kV, inaltimea poate ajunge la 50 m, distanta intre ei
fiind de
peste 350 m. In anumite situatii, cum sunt de exemplu trecerile peste
ape, ei
pot atinge inaltimi mai mari.
Cablurile
subterane sunt
folosite in localitatile urbane si acolo unde costul suplimentar este
justificat
de alte consideratii, cum ar fi cel estetic de pilda. Un cablu subteran
de
inalta tensiune necesita instalatii de racire si instalatii
suplimentare pentru
evitarea pierderilor in pamant. Din acest motiv el este mult mai scump
decat o
linie aeriana.
Liniile
aeriene sunt
confectionate din conductoare de cupru, aluminiu cu miez de otel si
cadmiu-cupru. Conductoarele din cupru sunt folosite la toate
tensiunile; pentru
deschideri mari se utilizeaza cele din cadmiu-cupru care au o mare
rezistenta
mecanica. Conductoarele din aluminiu cu miez de otel sunt folosite in
special
in cazul tensiunilor inalte. Exista tendinta ca aluminiul sa
inlocuiasca
cuprul, datorita costului sau mai scazut.
Conductibilitatea
electrica variaza cu temperatura pentru cele mai multe dintre
materiale. In
general pentru conductoare ea descreste la cresterea temperaturii.
Exceptie fac
carbunele si electrolitii, pentru care, la fel ca la majoritatea
nemetalelor,
conductibilitatea creste la ridicarea temperaturii.
1
In cazul cablurilor subterane sunt necesare straturi de izolatie si
protectie. Dintre materialele izolatoare remarcam: hartia impregnata cu
ulei, cauciucul natural si sintetic, materialele plastice cum sunt
policlorura de vinil sau polietilena (utilizata de obicei in locul
cauciucului). Cablurile izolate cu hartie pot fi utilizate pana la 400
kV, in timp ce cablurile izolate cu cauciuc sau materiale plastice,
numai pana la 11 kV.
Protectia unui cablu cu izolatie de hartie impregnata este mai intai
realizata cu un strat de plumb sau aluminiu pentru evitarea umezelii si
apoi cu un strat de bitum armat sau fara armatura metalica, pentru
evitarea coroziunii si a distrugerii mecanice. Pentru cablurile izolate
cu cauciuc sau materiale plastice protectia este determinata de
necesitatile de serviciu.
In mod obisnuit, trebuie sa stim daca izolatorul ales corespunde
temperaturii la care va lucra. Se definesc in acest scop urmatoarele
clase de izolatie:
- clasa Y de izolatie, satisfacatoare pana la 90
grade C. Hartia, bumbacul si matasea netratate fac parte din aceasta
clasa;
- clasa A de izolatie, utilizata pana la 105 grade C.
Aici sunt incluse hartia, bumbacul si matasea impregnate;
- clasa E de izolatie corespunde temperaturilor pana
la 120 grade C. Hartia si tesaturile impregnate fac parte din ea;
- clasa B de izolatie, utilizata pana la 130 grade C.
Ea corespunde materialelor folosite in transformatoare si motoare
electrice si din ea fac parte asbestul, mica si portelanul;
- clasa F de izolatie corespunde temperaturilor pana
la 155 grade C, clasa H celor pana la 180 grade C, iar clasa C
temperaturilor mai mari de 180 grade C. In toate aceste clase sunt
incluse diverse varietati de sticla, mica si portelan.
Un semiconductor difera de alte materiale electrice conductoare prin
faptul ca factorii aditionali pot influenta trecerea curentului prin
el. Conductibilitatea sa electrica se situeaza intre cea a unui
conductor si cea a unui izolator si creste la ridicarea temperaturii.
Proprietatile sale electrice sunt rezultatul structurii sale cristaline
si a prezentei impuritatilor. Majoritatea semiconductoarelor, in stare
pura, sunt izolatoare, dar introducerea impuritatilor creeaza un
surplus de electroni sau o lipsa de elctroni, fiecare din aceste stari
permitand trecerea curentului electric. Semiconductoarele utilizate in
mod obisnuit sunt germaniul, siliciul, seleniul, oxidul de cupru,
sulfura de plumb, arseniura de galiu, fosfura de galiu si carbura de
siliciu.
Intreruptor
+
_ Baterie
Bec
Fig.1. Un circuit simplu, inchis prin intreruptor;
Orice portiune conductoare inchisa, prin care poate circula curentul
electric se numeste circuit electric. In figura 1 este prezentat un
circuit simplu care contine o baterie, un intreruptor si o lampa
electrica. Cand intreruptorul este inchis, curentul circula
conventional de la borna pozitiva a bateriei spre cea negativa, prin
intrerupator si lampa, facand-o sa lumineze.
|