Взаємозв'язок науки та електроенергії
Химия

Взаємозв’язок науки та електроенергії


Завантажити реферат: Взаємозв’язок науки та електроенергії

У наші дні без науки не обходиться жодна сфера життя суспільства: економіка, політика, культура, освіта тощо. І не дивно, що наука безпосередньо впливає на розвиток енергетики та сферу застосування електроенергії. З одного боку наука сприяє розширенню сфери застосування електричної енергії і тим самим збільшує її споживання, але з іншого боку в епоху, коли необмежене використання енергетичних ресурсів, що не відновлюються, несе небезпеку для майбутніх поколінь, актуальними завданнями науки стають завдання розробки енергозберігаючих технологій і впровадження їх у життя

Наприклад, близько 80% приросту ВВП розвинених країн досягається з допомогою технічних інновацій, переважна більшість яких пов’язані з використанням електроенергії. Все нове в промисловість, сільське господарство та побут приходить до нас завдяки новим розробкам у різних галузях науки

В даний час теоретичні розрахунки для наукових розробок робляться за допомогою електронно-обчислювальних машин, які працюють на електричній енергії, найбільш зручною для передачі її на відстань та використання. Але якщо спочатку ЕОМ використовувалися для наукових розрахунків, то тепер з науки комп’ютери прийшли у життя. Сучасні комп’ютери використовуються у всіх сферах діяльності людини: для запису та зберігання інформації, створення архівів, підготовки та редагування текстів, виконання креслярських та графічних робіт, автоматизації виробництва та сільського господарства. Електронізація та автоматизація виробництва — найважливіші наслідки «другої промислової» або «мікроелектронної» революції в економіці розвинутих країн. З мікроелектронікою безпосередньо пов’язаний і розвиток комплексної автоматизації, якісно новий етап, який почався після винаходу в 1971 мікропроцесора — мікроелектронного логічного пристрою, що вбудовується в різні пристрої для управління їх роботою

Більшість застосовуваних нині роботів (пристроїв із вбудованим мікропроцесором) відноситься до так званого першого покоління і застосовуються при зварюванні, різанні, пресуванні, нанесенні покриттів і т.д. Основна частина роботів працюють на електричній енергії, але збільшення споживання електроенергії роботами компенсується зниженням енерговитрат у багатьох енергоємних виробничих процесах за рахунок впровадження більш раціональних методів та нових енергозберігаючих технологічних процесів. Роботи другого покоління, що їм приходять на зміну, обладнані пристроями для розпізнавання навколишнього середовища. У недалекому майбутньому роботи-«інтелектуали» третього покоління «бачитимуть», «відчуватимуть», «чутимуть». Вчені та інженери серед найбільш пріоритетних сфер застосування роботів називають атомну енергетику, освоєння космічного простору, транспорту, торгівлю, складське господарство, медичне обслуговування, переробку відходів, освоєння багатств океанічного дна.

У науці нові теоретичні розробки після теоретичних розрахунків перевіряються експериментально. І, зазвичай, цьому етапі дослідження проводяться з допомогою фізичних вимірів, хімічних аналізів тощо. Основна частина цих інструментів експериментальної науки працюють на електричній енергії

Ідеї, що постійно виникають в галузі фізики, пов’язані з отриманням і передачею електроенергії призводять до спроб вчених створити електричні генератори без частин, що обертаються. У звичайних електродвигунах до ротора доводиться підводити постійний струм, щоб виникла «магнітна сила». До електромагніту, що «працює ротором» (швидкість його обертання досягає трьох тисяч оборотів за хвилину) електричний струм доводиться підводити через провідні вугільні щітки та кільця, які труться один про одного і легко зношуються. Тому велике значення мають думки щодо заміни ротора струменем розпечених газів, плазмовим струменем, в якому багато вільних електронів та іонів. Якщо пропустити такий струмінь між полюсами сильного магніту, то згідно із законом електромагнітної індукції в ньому виникне електричний струм — адже струмінь рухається. Електроди, за допомогою яких повинен виводитися струм із розжареного струменя, можуть бути нерухомими, на відміну від вугільних щіток звичайних електричних установок. Новий тип електричної машини отримав назву магнітогідродинамічного генератора. У 1956р. вченими було винайдено унікальний електрохімічний генератор, який отримав назву паливного елемента. До електродних платівок паливного елемента підводиться два гази — водень і кисень. На платинових електродах гази віддають електрони у зовнішній електричний ланцюг, стають іонами і, з’єднуючись, перетворюються на воду. З газового палива виходить одразу і електроенергія та вода. Зручне, безшумне та чисте джерело струму для далеких подорожей, наприклад у космос, де особливо потрібні обидва продукти паливного елемента

Не менш оригінальним є спосіб отримання електроенергії із сонячної енергії за допомогою фотоелектричних установок (сонячних батарей). З ними пов’язана поява «сонячних будинків», «сонячних теплиць», «сонячних ферм». Такі сонячні батареї використовуються і в космосі для забезпечення електроенергією космічних кораблів та станцій

Відчутний вплив має наука в галузі засобів зв’язку та комунікацій. Супутниковий зв’язок використовується як як міжнародного зв’язку, а й у побуті. Передові засоби зв’язку, наприклад, волоконна техніка, дозволяють передавати сигнали на великі відстані і при цьому витрачати мінімальну кількість електроенергії.

Як же наука могла не торкнутися сфери управління. З розвитком НТР і розширенням сфер діяльності, дедалі важливішу роль у підвищенні їх ефективності починає відігравати управління. Зі свого роду мистецтва, яке ще недавно ґрунтувалося на досвіді та інтуїції, управління в наші дні перетворилося на науку. Наука про управління, про загальні закони отримання, зберігання, передачі та переробки інформації називається кібернетикою. Цей термін походить від грецьких слів «кермовий», «кормчий»

Ще до впровадження та розвитку кібернетики існувала лише паперова Інформатика, основним засобом сприйняття якої залишався людський мозок, та яка не використовувала електроенергію. » Кібернетична » революція породила принципово іншу — машинну інформатику, відповідну величезно збільшеним потокам інформації, джерелом енергії котрій служить електроенергія. Створено абсолютно нові засоби отримання інформації, її накопичення, обробки та передачі, що у сукупності утворюють складну інформаційну структуру. Вона включає АСУ (автоматизовані системи управління), інформаційні банки даних, автоматизовані інформаційні бази, обчислювальні центри, відеотермінали, загальнодержавні інформаційні системи, системи супутникового та швидкісного волокнисто-оптичного зв’язку – все це призвело до збільшення кількості споживаної електроенергії.

Вчені висловлюють думку, що в цьому випадку йдеться про нову «інформаційну» цивілізацію, яка приходить на зміну традиційного індустріального суспільства. Така спеціалізація характеризується такими важливими ознаками:

  • впливом інформаційних технологій у матеріальному та нематеріальному виробництві, у галузі науки, освіти, охорони здоров’я тощо;
  • існуванням загальнодоступної мережі різних банків даних;
  • інформація — один із найважливіших факторів економічного, національного та особистого розвитку;
  • безперешкодне звернення інформації у суспільстві

Електроенергія та виробництво

Важко уявити сучасне виробництво без електрифікації. Понад 1/3 споживання енергії у світі здійснюється у вигляді електричної енергії. І ця частка неминуче зростає. Таке зростання споживання електроенергії насамперед пов’язане зі зростанням її споживання в промисловості.

Основна частина промислових підприємств працює на електричній енергії. Високе споживання електроенергії характерне для таких енергоємних галузей, як металургія, алюмінієва та машинобудівна промисловість. Виникає проблема ефективного використання цієї енергії. При передачі електроенергії великі відстані, від виробника до споживача, втрати тепло вздовж лінії передачі зростають пропорційно квадрату струму, тобто. якщо струм подвоюється, то теплові втрати збільшуються вчетверо. Тому, бажано, щоб струм у лініях був малий. Для цього підвищують напругу лінії передач. Електроенергія передається лініями, де напруга сягає сотень тисяч вольт. Біля міст, які одержують енергію від ліній передач, цю напругу за допомогою понижуючого трансформатора доводять до кількох тисяч вольт. У самому місті на підстанціях напруга знижується до 220 вольт.

Для раціонального використання електроенергії, що виробляється електростанціями на великій території нашої країни, вони об’єднані в електроенергетичні системи окремих районів: європейської частини, Сибіру, ​​Уралу, Далекого Сходу та ін. Таке об’єднання дозволяє ефективніше використовувати електроенергію, погоджуючи роботу окремих електростанцій. Наразі різні енергосистеми об’єднані в єдину енергетичну систему Росії.

У 60-ті роки основним методом виплавки стали був мартенівський спосіб (72% усієї виплавки), у 90-ті ж роки ця технологія виплавки замінена більш ефективними методами: киснево-конверторним та електросталеплавильним, а це означає, що ще більш ефективним методом зниження енерговитрат є застосування енергозберігаючих технологій та сучасного обладнання, що споживає мінімальну її кількість

© Реферат плюс



Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *