Jakie są skutki przerwania dostaw energii elektrycznej?

R1RwX4SZQPTtK

Odkrycie zjawiska przepływu ładunków w sposób uporządkowany, czyli prądu elektrycznego, spowodowało, że życie człowieka stało się łatwiejsze, wygodniejsze i niestety bardzo często całkowicie uzależnione od tej formy energii.

R9xKEWx65FWsA

Nocna burza. Na tle zachmurzonego nieba wyładowanie atmosferyczne. — Burza i towarzyszące jej wyładowania atmosferyczne są częstą przyczyną przerw w dostawie prądu elektrycznego
Źródło: Alexandre Bringer, dostępny w internecie: https://www.pexels.com/, licencja: CC BY-SA 3.0.

RlODF38Ey9fNB

Pokój szpitalny z aparaturą medyczną podtrzymującą życie, połączoną licznymi przewodami elektrycznymi. — Aparatura medyczna ratująca życie musi mieć zapewniony ciągły dopływ energii elektrycznej
Źródło: dostępny w internecie: www.pexels.com, licencja: CC BY 3.0.

Przed przystąpieniem do zapoznania się z tematem, należy znać poniższe zagadnienia

prąd elektryczny;
moc prądu elektrycznego;
obliczanie mocy i pracy prądu elektrycznego.

Nauczysz się

wskazywać, jakie znaczenie w życiu codziennym ma prąd elektryczny;
wyliczać, jakie mogą być skutki przerwy w dostawie prądu elektrycznego;
wyjaśniać, dlaczego w niektórych przypadkach stałe dostawy energii elektrycznej są konieczne.

Ten wspaniały prąd

Prąd elektryczny dał człowiekowi zupełnie nową jakość życia. Dzięki niemu nie musimy wykonywać wielu czynności, które robią teraz za nas maszyny. Można powiedzieć, że jesteśmy otoczeni urządzeniami potrzebującymi prądu. W każdym gospodarstwie domowym znajdziemy odkurzacz, pralkę, telewizor, czy lodówkę. Nie rozstajemy się z telefonami komórkowymi.

RkVxphzZdbAxS

Dwa zdjęcia. Na pierwszym znajduje się elektryczny odkurzacz bezworkowy. Na drugim zdjęciu kuchnia wyposażona w urządzenia elektryczne. — Liczba urządzeń elektrycznych znajdujących się w gospodarstwach domowych jest ogromna i co roku rośnie
Źródło: dostępny w internecie: www.pexels.com, licencja: CC BY 3.0.

Przykład 1

Sportowiec, podczas godzinnego biegu z prędkością $11\,\mathrm{\large\frac{km}{h}}$ , zużył około $900 kcal$ energii $(1 kcal = 4, 186 kJ)$ . Na jak długo wystarczy tej energii do działania czajnika elektrycznego o mocy $2000 W$ ?

Rozwiązanie:

Przeliczamy na dżule energię zużytą przez biegacza:

$K = 900 kcal = 900 \cdot 4186 J = 3767400 J$ .

Przekształcamy wzór na moc $P$ , przy wykonanej pracy $K$ :

$P = \frac{K}{t}$ ,

$t = \frac{K}{P}$ ,

i obliczamy czas $t$ pracy żarówki:

$t = \frac{3767400 J}{2000 W} = 1883, 7 s \approx 1184 s$ .

Ten prosty przykład pokazuje, że prąd elektryczny wykonuje bardzo dużą pracę, której często nie jesteśmy w stanie zastąpić w żaden inny sposób. Pod poniższą grafiką znajduje się legenda. Jest tam wypisane, ile czasu kobieta spędziła na bieganiu. Kliknij na każdy podany czas, żeby zobaczyć, ile czasu, dzięki energii wytworzonej przez biegaczkę, będzie świecić żarówka.

R1LNs9cDpBeLy

Źródło: GroMar Sp. z o.o., dostępny w internecie: https://pixabay.com/, licencja: CC BY-SA 3.0.

Przykład 2

Obliczmy roczne zużycie prądu przez kuchenkę mikrofalową o mocy $800 W$ . Załóżmy, że urządzenie działa przy największej mocy $6$ minut dziennie.

Rozwiązanie:

Zużycie prądu policzymy ze wzoru na moc:

$P = \frac{K}{t}$ , gdzie $K$ oznacza pracę zamienioną na pracę urządzeń elektrycznych.

Zatem:

$K = P \cdot t$ .

Obliczamy czas pracy kuchenki w ciągu roku:

$t = 365 \cdot 6 \cdot 60 s = 131400 s$ .

Po podstawieniu otrzymujemy:

$K = 800 W \cdot 131400 s = 105120000 J$ .

W gospodarstwach domowych zużycie prądu podajemy nie w dżulach, ale w $kWh$ (kilowatogodzinachkilowatogodzinakilowatogodzinach).

Dla naszej kuchenki zużycie roczne energii elektrycznej wynosi:

$P = 800 W = 0, 8 kW$ ,

$t = \frac{1}{10} h \cdot 365 = 36, 5 h$ .

Zatem:

$K = 0, 8 kW \cdot 36, 5 h = 29, 2 kWh$ .

Zużycie prądu elektrycznego bardzo obrazowo opisał Marcin Popkiewicz w wywiadzie „Nie możemy ignorować megatrendów” dla portalu Instytut Wolności z dnia $27$ marca $2018$ :

Energia czyni nasze życie cudownie wygodnym. $1\,\mathrm{kWh}$ to odpowiednik ciężkiej pracy fizycznej jednego człowieka od świtu do nocy. Na jednego Polaka przypada $80\,\mathrm{kWh}$ dziennie, czyli na każdego z nas, metaforycznie, pracuje $80$ niewolników. Dla porównania, w Stanach ten wskaźnik wynosi $200$ , średnia w Europie to sto, w Chinach kilkadziesiąt.

A co by się stało, gdyby zabrakło prądu?

Ru2TVRqZe5kgb

Dwa gniazdka elektryczne zamontowane w ścianie. Do gniazdek podłączono wtyczki. — Potrzebujemy coraz więcej gniazdek elektrycznych dla naszych urządzeń elektrycznych
Źródło: dostępny w internecie: www.pexels.com, licencja: CC BY 3.0.

Coraz częściej pojawiają się przerwy w dostawie energii elektrycznej. Przyczyn jest wiele. Produkcja i dostawa prądu elektrycznego jest bardzo mocno powiązana z warunkami atmosferycznymi. Podczas suszy brakuje wody, która jest chłodziwem dla elektrowni. Bezwietrzna pogoda oznacza brak paliwa dla elektrowni wiatrowych. Wichury i burze z kolei powodują zniszczenie linii energetycznych, dzięki którym możemy otrzymać prąd z elektrowni. Okres zimowy to niebezpieczeństwo oblodzenia infrastruktury energetycznej. Co roku zapotrzebowanie na prąd elektryczny rośnie. Szczególnie latem, kiedy coraz częściej chcemy przebywać w klimatyzowanych pomieszczeniach. Czas zatem zastanowić się, jakie konsekwencje miałaby przerwa w dostawie prądu elektrycznego, szczególnie gdyby była ona dłuższa.

W wielu przypadkach poradzilibyśmy sobie. Odkurzacz zastąpiłaby miotła, a krajalnicę do chleba zwykły nóż. Inaczej sytuacja wyglądałaby ze zmywarką do naczyń. Naczynia można umyć ręcznie i większość z nas to potrafi. Dostarczenie wody niezbędnej do tej czynności byłoby jednak dużym problemem. Woda transportowana jest do mieszkań przez stacje wodociągowe zasilane prądem. Teoretycznie moglibyśmy nosić ją np. z pobliskiego jeziora przy wykorzystaniu wiadra, ale ujęć wody naziemnych jest coraz mniej i często są zanieczyszczone. Woda jest przecież niezbędna nam do przeżycia i jest czerpana z dużych głębokości przy pomocy pomp. Do tego potrzebujemy prądu.

Krótka przerwa w dostawach wody nie jest dla nas większym problemem, jest to zazwyczaj wcześniej sygnalizowane przez dostawców wody, możemy się do tego przygotować. Przy dłuższej przerwie w dostępie do wody człowiek nie potrafi żyć.

Powyższe przykłady pokazują, że żyjemy w erze prądu elektrycznego. Dzięki niemu działają fabryki, miejsca rozrywki, szkoły, szpitale czy gospodarstwa domowe. Przerwa w dostawie energii elektrycznej w wielu miejscach powoduje straty ekonomiczne. Tak jest np. w:

zakładach pracy,
sklepach, szczególnie tych, w których sprzedaje się produkty spożywcze,
magazynach żywności,
fabrykach, np. samochodów.

R1K7qXmhDaBpi

Ramiona robota spawającego ramę samochodu na stanowisku montażowym w fabryce aut. — Fabryki do swojej pracy zużywają coraz więcej prądu
Źródło: dostępny w internecie: www.pexels.com, licencja: CC BY 3.0.

Blackout

Zapoznaj się z nagraniem, które opowiada o jednej z największych awarii systemu energetycznego. Następnie, na podstawie tych informacji, rozwiąż poniższe zadania.

RShbjUMwmXxRR

Audiobook pt. „Blackout”

Źródło: opracowane na podstawie Grzegorz Ozaist, „Polska Energia”, 5/2012, licencja: CC BY 3.0.

Polecenie 1

R18UxyAsoT68B

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 2

Po wysłuchaniu tekstu wymień przynajmniej trzy sektory gospodarki, które ucierpiały na skutek blackoutu.

RsFIIka8Q6cDh

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 3

Na podstawie informacji zawartych w tekście podaj trzy przykłady bezpośredniego wpływu braku prądu na życie poszkodowanych mieszkańców.

R1bcMv0mayeeq

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ciekawostka

W wielu krajach dużym problemem jest zły stan infrastruktury energetycznej naziemnej. Duża gęstość zaludnienia i zwarta zabudowa oraz brak funduszy powodują, że krajobraz miast jest poprzeplatany siecią przewodów doprowadzających prąd. Jednym z nich jest Bangkok, stolica Tajlandii. Tematem zainteresowali się Bill Gates, założyciel firmy Microsoft oraz aktor Russell Crowe. Na ich apele o poprawieniue bezpieczeństwa i estetyki odpowiedzieli politycy. Dzięki temu część miasta wygląda znacznie lepiej, a zwisające przewody nie stanowią już zagrożenia.

Polecenie 4

Na podstawie poniższej fotografii, przedstawiającej jedną z ulic Bangkoku, odpowiedz na pytania.

RFGRQAtL2hXDq

Róg budynku. Przed nim, nad ulicą, krzyżują się pasy okablowania. Kabli jest bardzo dużo i są poplątane. Niektóre zwisają łukiem nad chodnikami. — Zwisająca swobodnie infrastruktura elektryczna stanowi zagrożenie dla człowieka i psuje estetykę otoczenia
Źródło: Krzysztof Golik, dostępny w internecie: http://commons.wikimedia.org, licencja: CC BY-SA 4.0.

Jakie zagrożenie niesie za sobą infrastruktura naziemna?

R7eY3p95T2Qxc

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Jaki wpływ na awarie energetyczne ma stan sieci przesyłowej przedstawiona na powyższym zdjęciu?

RGiPa5ovOLAMT

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Czy musimy się do tego przyzwyczaić?

Długotrwałe przerwy w dostawie prądu elektrycznego będą zdarzały się coraz częściej. W dużej mierze przyczyniają się do tego zmiany klimatyczne, którym towarzyszą coraz gwałtowniejsze zjawiska atmosferyczne. Silne wiatry i obfite opady śniegu mogą zniszczyć infrastrukturę przesyłową. Susza powoduje brak wody, która jest chłodziwem dla bloków energetycznych. Gwałtowne burze z kolei wiążą się z podtopieniami i zagrożeniem stacji transformatorowychtransformatortransformatorowych. Nie bez znaczenia jest stan techniczny infrastruktury energetycznej. Duże znaczenie w procesie dostaw prądu ma także czynnik ludzki. Powinniśmy być przygotowani na blackout.

Jak przygotować się na wypadek dłuższej przerwy w dostawie prądu?

Niespodziewana przerwa w dostawie prądu może się zdarzyć w najmniej oczekiwanej chwili. Dlatego powinniśmy być do tego przygotowani. Na początku należy pomyśleć o uzupełnieniu zapasów żywności. Musimy pamiętać, żeby zmagazynować przede wszystkim produkty, które nie psują się i mają długi termin przydatności do spożycia. Są nimi wszelkiego rodzaju konserwy, ale też produkty sypkie typu płatki zbożowe, suszone owoce i warzywa, dżemy, czekolady, batony, suchary. Można je konsumować właściwie bez specjalnego przygotowania.

Warto również zaopatrzyć się w turystyczną kuchenkę gazową i zapas paliwa do niej, jest to szczególnie przydatne, gdy przerwa w dostawie prądu będzie w okresie zimowo‑jesiennym, gorąca herbata może wiele wtedy zdziałać. Oczywiście do przygotowania ciepłego napoju niezbędna jest woda pitna. Pamiętajmy, że bez wody długo nie przeżyjemy. Zróbmy zapas wody przynajmniej na tydzień. Najlepsza będzie butelkowana. Przechowujemy ją w chłodnym i zaciemnionym miejscu. Bardzo ważne jest zaopatrzenie się w źródła światła. Latarki oraz baterie powinniśmy zmagazynować w jednym miejscu; możemy też pomyśleć o stacjach ładowanych przy pomocy energii słonecznej. Warto zakupić powerbank, który posłuży do ładowania telefonu. Pamiętajmy, że urządzeń komunikacyjnych np. telefonów powinniśmy używać w wyjątkowych sytuacjach.

W każdym mieszkaniu powinny być pod ręką ciepłe koce i śpiwory. Większość urządzeń w kotłowni jest sterowanych elektronicznie, podczas blackoutu w domu może być zimno. Bardzo ważne jest zaopatrzenie się w podstawowe lekarstwa, a jeżeli chorujemy na coś przewlekle, powinniśmy pilnować, żebyśmy mieli zapas na kilka dni. Powinniśmy uzupełnić domową apteczkę w plastry, środek do dezynfekcji czy bandaże. Apteki w czasie kataklizmu prawdopodobnie będą zamknięte. Podobnie jak w przypadku zdrowia – musimy zadbać o finanse. W erze kart płatniczych często nie mamy przy sobie gotówki. Warto mieć jej zapas w bezpiecznym miejscu. Brak prądu oznacza zamknięte banki i brak dostępu do bankomatów. Raczej nie zapłacimy kartą w sklepie lub na stacji benzynowej.

Najważniejszą zasadą, jakiej należy przestrzegać w czasie jakiejkolwiek katastrofy, jest ta mówiąca o tym, żeby zachować spokój i myśleć racjonalnie. Jeżeli jesteśmy dobrze przygotowani i bezpieczni, nie powinniśmy opuszczać miejsca zamieszkania. Powinniśmy również oszczędzać zapasy, szczególnie wody. Nie wiemy, na jak długo będą potrzebne. Może sąsiad nie przygotował się, jak należy, i trzeba będzie mu pomóc? Nie wiemy. Jest to szczególnie ważne w miejscach odludnych, w czasie zimy, czy nocą.

Polecenie 5

R1D9KN9CUn5Nl

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 6

Na podstawie tekstu wyżej odpowiedz na poniższe pytania.

Dlaczego powinniśmy posiadać w domu zapas gotówki, pomimo tego, że większość z nas posługuje się kartami płatniczymi?
Dlaczego powinniśmy zaopatrzyć się w podstawowe lekarstwa, nawet jeśli nie chorujemy?
Jakie produkty żywnościowe są szczególnie przydatne podczas przerwy w dostawie prądu?
Dlaczego pomimo sporych zapasów wody i jedzenia w czasie katastrofy powinniśmy je oszczędzać?

R1FyJf6xgWP9Q

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Co to jest zasilanie awaryjne?

Istnieją miejsca, w których prądu nie może zabraknąć. Należą do nich np.:

miejsca opieki zdrowotnej, szczególnie szpitale,
duże zakłady przemysłowe,
lotniska, dworce,
oczyszczalnie ścieków,
stacje uzdatniania wody,
obiekty wojskowe,
banki.

W miejscach, gdzie ciągłość dostaw energii elektrycznej jest wymagana, znajdują się urządzenia, które odpowiadają za zasilanie awaryjne.

Jak działa zasilanie awaryjne?

RYnJZ8pQX4K6i

Agregat prądotwórczy w stalowej ramie ze zbiornikiem na paliwo, prądnicą, silnikiem spalinowym, przyciskiem rozruchu i gniazdkami. — Agregat prądotwórczy jest niezastąpiony w miejscach, w których istnieje potrzeba podtrzymywania pracy urządzeń elektrycznych
Źródło: dostępny w internecie: https://pixabay.com/, licencja: CC BY-SA 3.0.

W warunkach domowych do zasilania awaryjnego wykorzystuje się niewielkie, przenośne agregaty prądotwórcze (zdjęcie powyżej). Mają one również zastosowanie we wszelkiego rodzaju akcjach ratowniczych, podczas których trudno o inne źródło prądu. Agregat prądotwórczy zamienia energię chemiczną pozyskiwaną ze spalania paliwa na prąd elektryczny.

Polecenie 7

Poniżej, na mapie myśli, zaprezentowano dwa przykładowe zastosowania agregatu prądotwórczego. Wymień przynajmniej dwa inne przykłady jego zastosowania.

RwhLNKtPxWo9E

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Mapa myśli.

Zastosowanie agregatu prądotwórczego:

akcje ratownicze:
- zastosowanie agregatu prądotwórczego,
imprezy plenerowe:
- Zastosowanie agregatu prądotwórczego.

Coraz bardziej popularne są tak zwane systemy autonomiczne lub systemy hybrydowe, które służą do pozyskiwania i wytwarzania energii elektrycznej i ciepła. Taki system przedstawia rysunek poniżej.

RdHCwrGhbc161

Schemat systemu autonomicznego

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Przykład 3

Jaka jest moc agregatu prądotwórczego zasilanego paliwem o wartości energetycznejwartość energetyczna paliwapaliwem o wartości energetycznej (opałowej) $30 \frac{MJ}{kg}$ ? Agregat działa przez $50$ godzin, zużywając w tym czasie $36 kg$ paliwa.

Rozwiązanie:

Wartość energetyczną oznaczamy jako $\frac{E}{m_{1}}$ (ilość energii przypadająca na kilogram paliwa). Mnożąc tę wartość przez ilość paliwa, otrzymamy ilość energii, jaką z niego uzyskamy:

$\frac{E \cdot m}{m_{1}} = E_{u}$ .

Energię uzyskaną zastępujemy pracą, jaką dzięki niej może wykonać agregat:

$\frac{E \cdot m}{m_{1}} = K$ , gdzie $K = P \cdot t$ , zatem:

$\frac{E \cdot m}{m_{1}} = P \cdot t$ .

Po przekształceniu otrzymujemy wzór na moc agregatu:

$P = \frac{E \cdot m}{m_{1} \cdot t}$ .

Podstawiamy dane liczbowe:

$P = 30 \frac{1000000 J \cdot 36 kg}{1 kg \cdot 180000 s} = 6000 W = 6 kW$ .

Podsumowanie

Prąd elektryczny jest niezbędny współczesnemu człowiekowi do życia.
Zużycie prądu elektrycznego w gospodarstwach domowych jest duże i nadal rośnie.
W energetyce coraz częściej będą zdarzały się długotrwałe przerwy w dostawie prądu, powinniśmy być na to przygotowani.
W strategicznych sektorach życia nie może zabraknąć dostaw energii elektrycznej i dlatego posiadają one zasilanie awaryjne.

Polecenie 8

Na podstawie poniższej tabeli odpowiedz na poniższe pytania:

Dlaczego istnieją różne kategorie zasilania budynków?
Czym różnią się od siebie $III$ i $IV$ kategoria zasilania?
W jakich budynkach i dlaczego przerwa w zasilaniu nie powinna przekraczać kilku dziesiątek sekund?

RVtt2sQQlxFHM

Ilustracja — Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

**Zasilanie budynków**
Kategoria zasilania budynków	Wymagania dotyczące niezawodności	Mozliwe rozwiązania	Przykładowi odbiorcy
$I$ –podstawowa	Dopuszczalne stosunkowo długie przerwy w zasilaniu rzędu wielu minut.	Zasilanie pojedynczą linią promieniową z sieci elektroenergetycznej. Nie wymaga się rezerwowego zasilania.	Domy jednorodzinne na terenach wiejskich i w rzadkiej zabudowie miejskiej, nieduże bloki mieszkalne.
$II$ –średnia	Przerwy w zasilaniu nie powinny przekraczać kilku dziesiątek sekund.	Agregat prądotwórczy. Oświetlenie awaryjne.	Wysokie budynki mieszkalne.
$III$ –wysoka	Przerwy w zasilaniu nie powinny przekraczać $1$ sekundy.	Dwie niezależne linie zasilające z systemu elektroenergetycznego i system zasilania rezerwowego z pełną automatyką sterowania zasilani rezerwowego.	Duże hotele, szpitale, stacje radiowe i telewizyjne, dworce kolejowe i porty lotnicze.
$IV$ –najwyższa	Zasilanie bezprzewodowe. Niedopuszczalna jest przerwa w zasilaniu wybranych urządzeń.	Zasilanie bezprzewodowe ze źródła rezerwowego. Agregat prądotwórczy przystosowany do długotrwałego zasilania.	Wybrane odbiory w obiektach wymienionych w kategorii $III$ , np.: sale operacyjne szpitala, systemy komputerowe banków, giełdy.

RtnlKNrhui5vL

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Podział budynków na kategorie zasilania jest potrzebny ze względu na ich przeznaczenie. Inaczej zapotrzebowanie na ciągłość dostaw prądu wygląda np. w domku jednorodzinnym, a inaczej na dworcu kolejowym.

Różnią się wymaganiami niezawodności. W klasie $IV$ wymagane jest zasilanie bez przerwy, w klasie $III$ przerwa nie może być dłuższa niż $1$ sekunda. Pojawiają się też słowa „niedopuszczalne” w kategorii $IV$ i nie „powinny” w kategorii $III$ . Zatem wymagania dla kategorii $IV$ są dużo wyższe niż dla pozostałych kategorii.

Przerwa w dostawie prądu jest szczególnie kłopotliwa w wysokich budynkach, ze względu na obecność wind. Podczas awarii ludzie mogą zostać w nich uwięzieni.

Sprawdź się

R1Rq4W4Y364sr1

Ćwiczenie 1

Przeciągnij i upuść lub kliknij w lukę i wybierz odpowiedź z listy rozwijalnej, aby uzupełnić zdania. Podstawową jednostką energii w układzie SI jest 1. agregaty prądotwórcze, 2. zasilanie awaryjne, 3. kilowatogodzinach, 4. dżul

(J)

, jednak w energetyce zużycie energii elektrycznej podajemy w 1. agregaty prądotwórcze, 2. zasilanie awaryjne, 3. kilowatogodzinach, 4. dżul

(J)

. Jest to jednostka bardziej praktyczna. Do utrzymania dostaw energii elektrycznej stosuje się 1. agregaty prądotwórcze, 2. zasilanie awaryjne, 3. kilowatogodzinach, 4. dżul

(J)

, służą do tego 1. agregaty prądotwórcze, 2. zasilanie awaryjne, 3. kilowatogodzinach, 4. dżul

(J)

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

R12hNK2eBY1PT1

Ćwiczenie 2

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 3

RDuTNUAJ2xRSJ

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Łatwiej jest policzyć zużycie prądu w kilowatogodzinachkilowatogodzinakilowatogodzinach i zamienić to na dżule.
Najpierw liczymy czas pracy czajnika w ciągu roku:

$t = 365 \cdot 0, 25 h = 91, 25 h$

Następnie przekształcamy wzór na moc:

$W = P \cdot t$

I podstawiamy dane liczbowe:

$W = 2 kW \cdot 91, 25 h = 182, 5 kWh = 657000000 J = 657 MJ$

Ćwiczenie 4

RqdLflKQ6UZn7

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

R15c9xIPA6DUz

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

R1IGAX2WExkGo1

Ćwiczenie 5

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

RTbi9zONCSkms1

Ćwiczenie 6

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 7

Wartość energetyczna ropy naftowej wynosi $40 \frac{MJ}{kg}$ . W zbiorniku agregatu prądotwórczego o maksymalnej mocy $5 kW$ znajduje się $30 kg$ paliwa. Oblicz, jak długo, przy tej ilości paliwa, agregat może pracować z pełną mocą.

R1D0tkxmHA1uN

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

$\frac{E}{m_{1}} \cdot m = K$ , gdzie $K = P \cdot t$ .

Zatem:

$t = \frac{E \cdot m}{m_{1} \cdot P}$ ,

$t = 40 \frac{1000000 J \cdot 30 kg}{1 kg \cdot 5000 W} = 240000 s = 66, 7 h$ .

Przy tej ilości paliwa, agregat może pracować z pełną mocą przez $66, 7 h$ .

Ćwiczenie 8

Wyjaśnij, jakie znaczenie dla bezawaryjnego działania infrastruktury ma oszczędzanie energii elektrycznej w Twoim domu.

R1VxUhhExOd4V

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Słownik

kilowatogodzina

$(kWh)$ – energia zużyta przez urządzenie o mocy $1 kW$ (kilowata) w ciągu jednej godziny, $1 kW = 3600000 J$ .

transformator

urządzenie elektryczne zmieniające wartość napięcia prądu przemiennego; można dzięki niemu obniżyć wysokie napięcie panujące w liniach przesyłających prąd na duże odległości do wartości niższej stosowanej np. w instalacjach domowych. Dzięki temu można obniżyć straty związane z przesyłaniem energii elektrycznej.

wartość energetyczna paliwa

oznacza ilość energii, jaką możemy uzyskać z danej masy paliwa, np. $1 \frac{MJ}{kg}$ oznacza, że z każdego kilograma paliwa otrzymamy $1 MJ$ ( $1$ megadżul) energii.

Bibliografia

Encyklopedia PWN.

Sagnowska B., Szot‑Gawlik D., Godlewska M., Rozenbajgier M., Rozenbajgier R., 2017, Świat fizyki, Warszawa, WSiP.

bg‑gray2

Notatki

R1LD6biDbamIf

Źródło: Gromar Sp. z o. o., licencja: CC BY 3.0.