Непосредственно следующий

Рассматривая возможные способы преобразования энергии, необходимо учитывать, что в соответствии с законами физики все энергетические процессы сводятся к трансформации одного вида энергии в другой. Здесь важно то обстоятельство, что плотности потоков энергии ограничиваются физическими свойствами среды. Это, в свою очередь, практически исключает применение в энергетике больших мощностей многих казалось бы эффективных процессов трансформации энергии. Например, в топливных элементах химическая энергия окисления водорода непосредственно превращается в электрическую. Такой способ получения электрической энергии, несмотря на очень высокий КПД, равный примерно 70%, на сегодня приходится признать непригодным для промышленности из-за малой скорости диффузионных процессов в электролите и, следовательно, малой плотности энергии. Так,

Экономически нецелесообразно строить ТЭС в районах, удаленных от мест добычи топлива. Поэтому в нашей стране построен ряд АЭС на Крайнем Севере и в пустынях. Этот принцип был главным при строительстве Кольской, Билибинской АЭС на Чукотке и Шевченковской АЭС (полуостров Мангышлак). Важную роль играет разработка «малой атомной энергетики»—АЭС небольшой мощности для работы в особых условиях: например, в труднодоступных районах, в космическом пространстве. Они представляют собой легкие малогабаритные реакторы. Во многих из них атомная энергия непосредственно превращается в электрическую. Первой в мире установкой такого рода был реактор «Ромашка», сейчас созданы установки «Топаз».

Основой ЭХГ является топливный элемент, в котором энергия взаимодействия топлива и окислителя непосредственно превращается в электрическую энергию.

Имеются устройства, в которых тепловая энергия непосредственно превращается в электрическую, но они пока малы по мощности и мало экономичны. В настоящее время во многих странах, в том числе и в СССР, ведутся интенсивные работы по созданию крупных и экономичных установок по непосредственному преобразованию тепловой энергии в электрическую.

Из рассмотренного выше следует, что непосредственно превращается в механическую энергию вращения вала гидроагрегата только часть удельной энергии водотока Ят из всей возможной к использованию для данного участка водотока Яр. Относительное влияние потерь каждой из составляющих напора Ят в (3.19) будет зависеть от многих причин: схемы гидротехнических сооружений, способа распределения нагрузки между агрегатами, числа включенных агрегатов и т. д. Схема гидротехнических сооружений во многом определяется абсолютным значением используемого напора и ролью ГЭС в водохозяйственном комплексе.

Экономически нецелесообразно строить ТЭС в районах, удаленных от мест добычи топлива. Поэтому в Советском Союзе строят и будут строить АЭС и на Крайнем Севере, и в пустынях. Этот принцип был главным при строительстве Кольской, Билибинской АЭС на Чукотке и Шевченковской АЭС (полуостров Мангышлак). Важную роль играет разработка «малой атомной энергетики» — АЭС небольшой мощности для работы в особых условиях: например, в труднодоступных районах, в космическом пространстве. Они представляют собой легкие малогабаритные реакторы. Во многих из них атомная энергия непосредственно превращается в электрическую. Первой в мире установкой такого рода был реактор «Ромашка», сейчас созданы установки «Топаз».

В 1964 году в Женеве состоялась III международная конференция ООН по мирному использованию атомной энергии. На этой конференции особый интерес привлекли доклады, представленные советскими учеными. Они рассказали и об опыте эксплуатации первого в мире атомного ледокола «Ленин», и о первом в мире опытном реакторе, работающем на промежуточных нейтронах при водяном замедлителе, и о реакторе, предназначенном для получения трансурановых элементов. Но наибольший интерес вызвало сообщение об установке, в которой атомная энергия непосредственно превращается в электрическую.

И вот советские ученые первыми в мире сконструировали установку, в которой атомная энергия непосредственно превращается в электрический ток. Понятно, почему с таким вниманием и интересом отнеслись ученые всего мира к сообщению об этой установке.

Выделяемое при первом же взрыве тепло вполне достаточно для того, чтобы образовался ионизированный слой раскаленного газа, или плазмы, которая распространяется по цилиндру вслед за ударной волной. В таком газе орбитальные электроны отделяются от своих исходных атомов, и присутствие этих свободных электронов делает ионизированный газ (то есть плазму) электропроводящим43. Колеблясь вместе с ионизированным газом вдоль цилиндра, волна свободных электронов создает переменный электрический ток, и, таким образом, ядерная энергия в реакторе-«бомбе» непосредственно превращается в электрическую (без обременительного процесса кипячения воды, необходимого для получения пара и приведения в движение турбогенератора). Конечно, мы еще должны найти способ извлекать эту электроэнергию из реактора-«бомбы», прежде чем сможем использовать его на практике. В принципе для этого можно установить соответствующие катушки-токосниматели (как показано на 21): переменный электрический ток, текущий внутри реактора, будет индуцировать электрический ток в таких катушках подобно тому, как первичная обмотка трансформатора индуцирует токи во вторичной обмотке. Однако на практике токоснимающие катушки очень сложно установить настолько близко к реактору, чтобы такая индуктивная связь была достаточно эффективной. Из этого затруднительного положения можно выйти, пропустив токоснимающие электроды сквозь стенки цилиндра, однако и в этом случае весьма трудно найти такой материал для электродов, который выдержал бы громадные рабочие температуры внутри реактора (около 3500° С у внутренней поверхности цилиндра и вдвое большая — в критической зоне).

Области III, //и II, /отделены так называемыми пограничными линиями: левой АК и правой KD. Общая для левой и правой пограничных линий (и областей /, //и ///) точка К обладает особыми свойствами и называется критической точкой. Она имеет определенные параметры р , v^ и Т , при которых кипящая вода переходит в перегретый пар, минуя двухфазную область. Отсюда следует, что вода (точнее, ее жидкая фаза) не может существовать при температурах выше 7^. Будучи нагретой до этой температуры, весь объем воды практически мгновенно должен превратиться в пар. Вместе с тем пар при давлениях больших, чем р^, и при охлаждении до температуры, 7L непосредственно превращается в жидкость, минуя область влажного пара. Критическая точка воды имеет следующие параметры:

Химическими источниками тока (ХИТ) называются устройства, в которых химическая энергия активных веществ (окислителя и восстановителя) непосредственно превращается в электрическую энергию.

Свободный процесс вызывается несоответствием между энергией, сосредоточенной в электрическом и магнитном полях емкостных и индуктивных элементов в момент времени, непосредственно предшествовавший коммутации, и энергией этих элементов при новом установившемся режиме в момент времени, непосредственно следующий за коммутацией. Энергия элементов не может измениться скачком, и ее постепенное изменение обусловливает переходный процесс.

Свободный процесс вызывается несоответствием между энергией, сосредоточенной в электрическом и магнитном полях емкостных и индуктивных элементов в момент времени, непосредственно предшествовавший коммутации, и энергией этих элементов при новом установившемся режиме в момент времени, непосредственно следующий за коммутацией. Энергия элементов не может измениться скачком, и ее постепенное изменение обусловливает переходный процесс.

Свободный процесс вызывается несоответствием между энергией, сосредоточенной в электрическом и магнитном полях емкостных и индуктивных элементов в момент времени, непосредственно предшествовавший коммутации, и энергией этих элементов при новом установившемся режиме в момент времени, непосредственно следующий за коммутацией. Энергия элементов не может измениться скачком, и ее постепенное изменение обусловливает переходный процесс.

Постоянная А определяется из начального условия: в начальный момент времени, непосредственно следующий за включением рубильника (t = 0), энергия магнитного поля и ток цепи равны нулю. Из этого условия

Пусть коммутация, т. е. изменение в цепи, вызывающее переходный процесс, происходит мгновенно в момент времени, который принят за t=Q. В таком случае можно говорить о значении той или иной величины f(t) в момент, непосредственно предшествующий коммутации, /(0—), и в момент, непосредственно следующий за коммутацией, /(0+). Для того чтобы различать эти значения, аргумент ?-— Ю в пер-

Постоянная А определяется из начального условия: в начальный момент времени, непосредственно следующий за включением рубильника (t = 0), энергия магнитного поля и ток цепи равны нулю. Из этого условия

Это положение и выражает первый закон коммутации: ток в цепи с индуктивностью не может изменяться скачком, или, иначе, токе момент, непосредственно следующий за коммутацией, имеет то же значение, которое он имел в момент, непосредственно предшествующий коммутации.

Это положение и выражает второй закон коммутации: напряжение на емкости не может изменяться скачком или, иначе, напряжение на емкости в момент, непосредственно следующий за коммутацией, имеет то же значение, что и в момент, непосредственно предшествующий коммутации.

По первому закону коммутации ток в момент, непосредственно следующий за включением, равен току, непосредственно предшествовавшему включению, т. е.

По второму закону коммутации напряжение на конденсаторе в момент, непосредственно следующий за включением, имеет то же значение, что и в момент, непосредственно предшествующий включению; следовательно,

Постоянная А определяется из начального условия: в начальный момент времени, непосредственно следующий за включением рубильника (t = 0), энергия магнитного поля и ток цепи равны нулю. Из этого условия

2) Реальный процесс коммутации всегда имеет конечный промежуток времени Atk. В теории цепей в большинстве случаев получают, что коммутация происходит мгновенно. Считают, что Д^=0. Момент коммутации принимают за начало переходного процесса t = 0 и фиксируют значение того или иного тока, .напряжения в момент, непосредственно предшествующий коммутации, i(Q- ), u(0~) и в момент, непосредственно следующий за коммутацией, 1(0*),