Э. в зарубежных социалистических странах. Удельный вес производства электроэнергии социалистическими странами (включая СССР) в мировом производстве электроэнергии составлял в 1977 24,3% (в 1950 - 15% ). Данные о производстве электроэнергии в социалистических странах приведены в табл. 3.
Табл. 3. - Производство электроэнергии в зарубежных социалистических странах, млрд. квт·ч
| 1965 | 1970 | 1977 | |
| Албания | 0,3 | 0,9 | 1,8 |
| Болгария | 10,2 | 19,5 | 29,7 |
| Венгрия | 11,2 | 14,5 | 23,4 |
| ГДР | 53,6 | 67,7 | 92,0 |
| СРВ | 1,2 | 1,8 | 3,0* |
| КНР | 68,0** | 74,0** | 125** |
| КНДР | 13,3 | 16,5 | 28,0 |
| Куба | 3,4 | 4,9 | 7,7 |
| Монголия | 0,3 | 0,5 | 1,1 |
| Польша | 43,8 | 64,5 | 109,4 |
| Румыния | 17,2 | 35,1 | 59,9 |
| Чехословакия | 34,2 | 45,2 | 66,4 |
| Югославия | 15,5 | 26,0 | 48,6 |
* Данные за 1976. ** Оценка.
Основу энергоснабжения в социалистических странах составляют ТЭС, производящие 80-99% электроэнергии (за исключением Югославии, КНР и КНДР). Топливом служат главным образом каменные и бурые угли [кроме Румынии, где основное топливо (свыше 50% ) - природный газ]. Крупнейшая ГЭС - Железные Ворота (Джердан) на р. Дунай (на границе Югославии и Румынии) мощностью 2100 Мвт.В ряде стран начала развиваться ядерная энергетика: введены в действие АЭС в ГДР, НРБ, ЧССР, строятся АЭС в ВНР, Югославии и др. Наиболее протяжёнными линиями электропередачи напряжением в 110 кви выше располагают (в тыс. км) .ПНР - 29,7, ГДР - 22,5, Румыния - 17,3, Чехословакия - 14,6. Энергетические системы европейских стран - членов СЭВ связаны между собой и входят в объединённую энергосистему «Мир». В 1962 для организации параллельной работы энергосистем европейских стран - членов СЭВ в Праге создано Центральное диспетчерское управление (см. также ) .
Э. в капиталистических странах. Наиболее высокий уровень Э. достигнут в промышленно развитых странах Европы, в США, Канаде и (см .табл. 4) .В 60-х гг. 20 в. начаты работы по Э. ряда стран Африки, Азии и Латинской Америки.
Табл. 4. - Производство электроэнергии в развитых капиталистических странах мира, млрд. квтЧч
| 1965 | 1970 | 1977 | |
| США | 1221,0 | 1731,7 | 2200,0 |
| Япония | 189,2 | 361,2 | 515,0 |
| Канада | 146,4 | 207,8 | 297,8 |
| ФРГ | 168,8 | 237,2 | 326,6 |
| Великобритания | 196,5 | 249,2 | 277,0 |
| Франция | 106,1 | 146,8 | 203,6 |
| Италия | 83,0 | 117,4 | 162,8 |
ТЭС составляют основу Э. во всех капиталистических странах, кроме небольшого числа государств, обладающих значительными водными ресурсами (Австрия, Норвегия, Швеция, Канада). Крупнейшие ГЭС капиталистических стран (1976) - Черчилл-Фолс (Канада) мощностью 5225 Мвт,Гренд-Кули (США) мощностью 3450 Мвт,Джон-Дей (США) мощностью 2700 Мвт,Асуанская (Египет) мощностью 2100 Мвт.Для покрытия пиковых нагрузок сооружаются ГАЭС, общая мощность которых в 1974 составила 34 Гвт.Крупнейшая ГАЭС мощностью 1820 Мвтнаходится в Ладингтоне, США. Быстрыми темпами развивается ядерная энергетика. В 1976 АЭС эксплуатировались и строились в 34 странах. Мощность крупнейшей АЭС - Браунс-Ферри, США,-3,29 Гвт.К середине 70-х гг. созданы межгосударственные энергосистемы: Восточные штаты США и Канада - общая мощность 40 Гвт,Европейский союз по координации производства и распределения энергии (Австрия, Бельгия, Италия, Люксембург, Нидерланды, Франция, ФРГ, Швейцария) - общая мощность 200 Гвти Скандинавский комитет по энергоснабжению «Нордаль» (Дания, Исландия, Норвегия, Швеция и Финляндия) - общая мощность 50 Гвт.Находятся в эксплуатации линии электропередачи напряжением 735-765 квпеременного тока в США и Канаде и 800 квпостоянного тока в США. В европейских странах применяется напряжение от 110 до 380-400 кв.Сооружена кабельная линия напряжением 200 кв,соединяющая Великобританию с Францией через пролив Ла-Манш.
Нехватка собственных энергоресурсов заставляет промышленно развитые капиталистические страны ввозить топливо из нефтедобывающих стран. Резкое повышение цен на нефть в 1973 обострило проблему Э. капиталистических стран (см . ) .
Лит.:Ленин В. И., Об электрификации. [Сборник], сост. В. Стеклов, Л. Фотиева, 2 изд., М., 1964; Кржижановский Г. М., Соч., т. 1 - Электроэнергетика, М. - Л., 1933; Кржижановский Г. М., Стеклов В. Ю., Ленинский план электрификации в действии, М., 1956; Непорожний П. С., Электрификация и энергетическое строительство, М. - Л., 1961; Жимерин Д. Г., История электрификации СССР, М, - Л., 1962; Флаксерман Ю. Н., Развитие теплоэнергетики СССР, М. - Л., 1966; Электроэнергетика мира в цифрах. (Экономико-статистический справочник), М., 1969; Электрификация СССР, под ред. П. С. Непорожнего, М., 1970; Стеклов В. Ю., Развитие электроэнергетического хозяйства СССР, 3 изд., М., 1970; Энергетика СССР в 1971-1975 гг., М., 1972; Развитие электроэнергетики союзных республик, под ред. А. С. Непорожнего, М., 1972; Энергетика СССР в 1976-1980 гг., М., 1977.
В. Ю. Стеклов.
Электрификация железных дорог
Электрифика'ция желе'зных доро'г,перевод на электрическую тягу и создание новых электрифицированных ж. д. На электрифицированных ж. д. тяговые электродвигатели получают энергию от ,подключенной к тяговой подстанции; одновременно осуществляется электроснабжение районов, прилегающих к ж. д., промышленных и с.-х. предприятий (в 1975, например, нетранспортным потребителям передано 26 млрд. квт· чпри общем потреблении ж.-д. транспортом 48,9 млрд. квт· ч) .Э. ж. д. повышает пропускную и провозную способности, надёжность работы, сокращает эксплуатационные расходы, позволяет сделать ж.-д. транспорт более комфортабельным. На электрифицированных ж. д. имеется возможность возврата части электрической энергии в контактную сеть при движении поезда на спусках и при торможении (см . ) .Кроме того, для выработки электроэнергии на ТЭЦ обычно используют низкосортное топливо, которое нельзя применять в .Электрическая тяга (практически) была впервые применена в 1895 на магистральном участке ж. д. Балтимор - Огайо в США. Во многих странах Э. ж. д. уделяется большое внимание. Например, в Швейцарии электрифицировано почти 100% ж. д. (около 3000 км) ,в Швеции - свыше 60% (более 7500 км) ,в Италии - около 50% (более 8000 км) .
Э. ж. д. России началась после Великой Октябрьской социалистической революции как часть плана ГОЭЛРО. В 1926 сдан в эксплуатацию 1-й электрифицированный пригородный участок Баку - Сабунчи- Сураханы; в 1929 - участок Москва - Мытищи Северной ж. д.; в 1932 - участок Хашури-Зестафони Закавказской ж. д. Всего к 1941 на электрическую тягу переведено 1865 кмж. д. В 1946-55 осуществлен переход от электрификации отдельных участков к электрификации целых ж.-д. направлений. В 1956 ЦК КПСС и Совет Министров СССР приняли Генеральный план Э. ж. д., по которому главнейшие магистральные направления ж. д. подлежали переводу на электрическую тягу. В 1958-65 длина электрифицированных ж.-д. линий возросла с 9,5 до 24,9 тыс. км.На электрическую тягу были переведены крупнейшие ж.-д. направления: Москва- Иркутск (свыше 5 тыс. км) ,Москва-Горький-Свердловск (около 2 тыс. км) и др., а также пригородные участки крупных городов и промышленных центров.
В контактной сети электрифицированных ж. д. в СССР используется постоянный электрический ток напряжением 3 квили переменный однофазный ток промышленной частоты напряжением 25 кв.При питании переменным током (хотя это и усложняет конструкцию электровоза) значительно упрощаются устройства повышенное напряжение в контактной сети позволяет увеличить расстояние между тяговыми подстанциями при тех же потерях до 50 км(20-25 кмпри постоянном токе); стоимость строительства контактной сети снижается в среднем на 7%, расход меди на её сооружение - в 2,5 раза. На электрической тяге осуществляется более 50% всех грузовых перевозок, удельный вес пригородных пассажирских перевозок электропоездами возрос до 77%. По протяжённости электрифицированных ж. д. и темпам электрификации СССР занимает 1-е место в мире. На начало 1978 электрифицировано 40,5 тыс. кмж. д., из них 25 тыс. кмиспользуют постоянный ток. См .также , .
Лит.:Ленин В. И., Об электрификации, 2 изд., М., 1964; План электрификации РСФСР, 2 изд., М., 1955; Дмитриев В. А., Народнохозяйственная эффективность электрификации железных дорог и применения тепловозной тяги, М., 1976.
И. П. Исаев.
Электрическая ёмкость
Электри'ческая ёмкость,характеристика проводника, количественная мера его способности удерживать электрический заряд. В электростатическом поле все точки проводника имеют один и тот же потенциал j .Потенциал j (отсчитываемый от нулевого уровня на бесконечности) пропорционален заряду qпроводника (т. е. отношение qк (р не зависит от q) .Это позволяет ввести понятие Э. ё. (С) уединённого проводника, которая равна отношению заряда проводника к потенциалу: С = q/j) .Т. о., чем больше Э. ё., тем больший заряд может накопить проводник при данном ф. Э. ё. определяется геометрическими размерами проводника, его формой и электрическими свойствами окружающей среды (её ) и не зависит от материала проводника. В частности, Э. ё. проводящего шара в вакууме в системе СГСЕ равна его радиусу. Наличие вблизи проводника других тел изменяет его Э. ё., т. к. потенциал проводника зависит и от электрических полей, создаваемых наведёнными в окружающих телах зарядами вследствие явления .
В Э. ё. измеряется в сантиметрах, а в (СИ) - в фарадах: 1 ф =9Ч10 11 см.
Понятие Э. ё. относится не только к одному проводнику, но и к системе проводников, в частности к системе двух проводников, разделённых тонким слоем диэлектрика, - .Э. ё. конденсатора (взаимная ёмкость его обкладок): С = q/(j 1 -j 2), где q -заряд одной из обкладок (заряд второй обкладки равен - q) ,а j 1- j 2- разность потенциалов между обкладками. Э. ё. конденсатора практически не зависит от наличия окружающих тел и может достигать очень большой величины при малых геометрических размерах конденсаторов.
Лит.:Тамм И. Е., Основы теории электричества, 9 изд., М., 1976, гл. 1; Калашников С. Г., Электричество, 3 изд., М., 1970 (Общий курс физики, т. 2), гл. 4.
Г. Я. Мякишев.
«Электрическая и тепловозная тяга»
«Электри'ческая и теплово'зная тя'га»,ежемесячный производственно-технический журнал, орган министерства путей сообщения СССР. Основан в 1956 в Москве. Рассчитан на машинистов локомотивов и их помощников, ремонтников, инженерно-технических работников ж.-д. транспорта и метрополитена. Освещает передовой опыт эксплуатации и ремонта локомотивов, электро- и дизельпоездов, тяговых подстанций и контактных сетей, вопросы внедрения новой техники, безопасности движения поездов. Тираж (1978) 133 тыс. экз.
Электрическая искра
Электри'ческая и'скра,то же, что .
Электрическая лампа
Электри'ческая ла'мпа, ,в котором происходит преобразование электрической энергии в световую. Наиболее распространёнными Э. л. являются и газоразрядные лампы (см . ) .
Электрическая машина
Электри'ческая маши'на,служит для преобразования механической энергии в электрическую и электрической в механическую, а также электрической энергии в электрическую же, отличающуюся по напряжению, роду тока, частоте и другим параметрам. Действие Э. м. основано на использовании явления электромагнитной индукции и законов, определяющих взаимодействие электрических токов и магнитных полей.
Для преобразования механической энергии в электрическую служат ,электрической энергии в механическую - .Каждая из этих машин (в соответствии с ) энергетически обратима, т. е. может работать как в генераторном, так и в двигательном режиме; однако выпускаемые промышленностью Э. м. обычно предназначены для выполнения определённой работы ( см. также , , , , ) .
Преобразования рода тока, частоты, числа фаз, напряжения осуществляют электромашинными преобразователями ( см. ) , , .
К Э. м. относят также машины специального назначения, например , .
Лит.:Костенко М. П., Пиотровский Л. М., Электрические машины, 3 изд., ч. 2, Л., 1973; Вольдек А. И., Электрические машины, 2 изд., Л., 1974.
М. Д. Находкин.
Электрическая мощность
Электри'ческая мо'щность,физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.
В электрических цепях
Э. м.
Р=
UI,где
U -напряжение в
в, I -ток в
а.При
произведение мгновенных значений напряжения
ии тока
iпредставляет собой мгновенную мощность:
р = ui,т. е. мощность в данный момент времени, которая является переменной величиной. Среднее за период
Тзначение мгновенной Э. м. называется
:
.В цепях однофазного синусоидального тока
Р=
UIcosj, где
Uи
I- действующие значения напряжения и тока, j - угол сдвига фаз между ними. Активная Э. м. характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую, световую и т. п.). Э. м., характеризующая скорость передачи энергии от источника тока к приёмнику и обратно, называется
. Q = UIЧsinj. Величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока в цепи, называется
и связана с активной и реактивной Э. м. соотношением:
S
2=
P
2
+ Q
2
.Для цепей несинусоидального тока Э. м. равна сумме соответствующих средних мощностей отдельных гармоник:
;
;
Для Э. м. определяется как сумма мощностей отдельных фаз. При симметричной нагрузке:
;
;
где U p , I p -линейные напряжение и ток; j ф- угол сдвига фаз между фазными напряжением и током.
П. В. Ермуратский.
Электрическая нагрузка
Электри'ческая нагру'зка,мощность, фактически отдаваемая источником энергии её потребителю (приёмнику). При малых изменениях напряжения Э. н. характеризуется величиной тока. Э. н. называют часто также сами приёмники энергии (двигатели, осветит. приборы и др.). В постоянного тока Э. н. бывает только активной, в цепях переменного тока - активной и реактивной. Активная Э. н. выражается энергией, расходуемой на механическую работу, тепло и т. п. (например, в нагревательных и осветительных приборах). Реактивная Э. н. отражает обмен энергией между источником и приёмником (например, между электрической сетью и первичной обмоткой трансформатора, работающего вхолостую).
Электрическая печь
Электри'ческая печь,плавильная или нагревательная печь, в которой используется тепловой эффект электрических явлений. По способу преобразования электрической энергии в тепловую различают следующие типы Э. п.: , , , ;установки .По области применения различают Э. п. промышленные, лабораторные, коммунально-бытового назначения. Важные характеристики Э. п. - рабочая среда (воздух, агрессивная среда, инертная атмосфера и др.), род или частота тока, конструктивное исполнение. Э. п. выполняет технологические, теплотехнические и электротехнические функции. Поэтому существует понятие электропечной установки, в состав которой входят собственно Э. п., силовое электрооборудование (электропечной трансформатор, выпрямитель, генератор повышенной частоты, ламповый генератор и т. п.), вспомогательное электрооборудование (дроссель, балластное сопротивление, конденсатор, анодный выпрямитель и т. п.), коммутационная аппаратура (выключатель, разъединитель и т. п.), контрольно-измерительные приборы, пирометрическая аппаратура, система автоматического регулирования. Все составляющие электропечной установки, кроме Э. п., сосредоточены на печной подстанции. Размеры установки характеризуются ёмкостью (массой материалов или изделий) или линейным размером рабочего пространства Э. п. и мощностью силового электрооборудования.
Лит.:Электротермическое оборудование. Справочник, М., 1967; Егоров А. В., Моржин А. Ф., Электрические печи, М., 1975; Фарнасов Г. А., Рабинович В. Л., Егоров А. В., Электрооборудование и элементы автоматизации электроплавильных установок. Справочник, М., 1976.
А. В. Егоров, А. Ф. Моржин.
Электрическая печь сопротивления
Электри'ческая печь сопротивле'ния, ,в которой тепло выделяется в результате прохождения тока через проводники с активным сопротивлением. Э. п. с. широко применяются при термической обработке, для нагрева перед обработкой давлением, для сушки и плавления материалов. Распространение Э. п. с. определяется их достоинствами: возможностью получения в печной камере любых температур до 3000°С; возможностью весьма равномерного нагрева изделий путём соответствующего размещения нагревателей по стенкам печной камеры или применением принудительной циркуляции печной атмосферы; лёгкостью автоматического управления мощностью, а следовательно, и температурным режимом печи; удобством механизации и автоматизации печей, что облегчает работу персонала и включение печей в автоматические линии; хорошей герметизацией и проведением нагрева в вакууме, защитной (от окисления) газовой среде или специальной атмосфере для химико-термической обработки (цементация, азотирование); компактностью и пр.
Большая часть Э. п. с. - косвенного действия; в них электрическая энергия превращается в тепловую при протекании тока через нагревательные элементы и передаётся нагреваемым изделиям излучением, конвекцией либо теплопроводностью. Печь состоит из рабочей камеры, образованной футеровкой из слоя огнеупорного кирпича, несущего на себе изделия и нагреватели и изолированного от металлического кожуха теплоизоляционным слоем ( рис. 1 ). Работающие в камере печи детали и механизмы, а также нагревательные элементы выполняются из жаропрочных и жароупорных сталей и других жароупорных материалов. Для нагрева больших партий одинаковых деталей применяют печи непрерывного действия (методические), в которых изделия непрерывно перемещаются от одного торца к другому. Производительность таких печей больше, нагрев изделий более однороден, расход энергии меньше; как правило, они в высокой степени механизированы. В Э. п. с. с рабочими температурами до 700° С (как периодического действия, так и в методических) широко используется принудительная циркуляция газов с помощью вентиляторов, встраиваемых в печь или вынесенных из печи вместе с нагревателями в электрокалориферы. Э. п. с. косвенного действия для расплавления легкоплавких металлов (свинец, баббит, алюминиевые и магниевые сплавы) конструируются либо в виде печей с металлическим тиглем и наружным обогревом, либо в виде отражательных печей с ванной и расположенными над ней в своде нагревателями. К лабораторным Э. п. с. относятся небольшие трубчатые, муфельные и камерные печи, а также термостаты и сушильные шкафы.
В печах прямого действия изделие (пруток, труба) непосредственно нагревается протекающим через него током ( рис. 2 ), что позволяет сосредоточить в нём большую мощность и обеспечить очень быстрый нагрев (секунды, доли минуты).
Почти все промышленные и лабораторные печи снабжаются автоматическим регулированием температурного режима.
Лит.:Свенчанский А. Д., Электрические промышленные печи, 2 изд., ч. 1., М., 1975.
А. Д. Свенчанский.
Рис.2. Схема устройства печи сопротивления прямого действия: 1 - нагреваемое изделие; 2 - понизительный трансформатор; 3, 4 - контакты.
Рис. 1. Схема устройства камерной печи сопротивления периодического действия: 1 - нагревательные элементы; 2 - огнеупорная часть кладки; 3 - теплоизоляция; 4 - жароупорная подовая плита.
Электрическая постоянная
Электри'ческая постоя'нная(по старой терминологии - диэлектрическая проницаемость вакуума), коэффициент пропорциональности e
0в
,определяющем силу взаимодействия двух покоящихся точечных электрических зарядов. В
(СИ)
ф/м =(8.85418782 ± 0,00000007)
ф/м.В
(гауссовой) e
0принимают равной единице (безразмерной). В отличие от
e (зависящей от типа вещества, температуры, давления и других параметров) e
0зависит только от выбора системы единиц.
Электрическая прочность
Электри'ческая про'чность,напряжённость однородного электрического поля, при которой наступает .При определении Э. п. для исключения теплового пробоя измерения производятся, как правило, в импульсном режиме, но импульсы напряжения должны быть достаточно длительными, чтобы процессы, приводящие к Э. п., протекали без перенапряжений. Такими процессами являются ударная ионизация либо туннельное просачивание, либо то и другое.
При напряжениях выше Э. п. диэлектрик становится проводником (когда напряжённость электрического поля Едостигает пробивной Е пр ,электропроводность скачкообразно возрастает). Переход в проводящее состояние часто приводит к разрушению материала из-за перегрева. Э. п. обладают все газы, в том числе пары металлов, твёрдые и жидкие диэлектрики. У слюды, кварца и других хороших диэлектриков Э. п. достигает 10 6-10 7 в/см;в тщательно очищенных и обезгаженных жидких диэлектриках Э. п. также достигает 10 6 в/см;в газах Э. п. зависит от давления и других условий и составляет для воздуха при нормальных условиях и толщине слоя порядка 1 смоколо 3Ч10 4 в/см;у полупроводников (Ge, Si) Э. п. порядка 10 5 в/см,однако при очень низких температурах, когда пробой вызывается ударной ионизацией примесей, Э. п. в Ge порядка 5 в/см.
Электрическая разведка
Электри'ческая разве'дка,электроразведка, группа методов разведочной геофизики, основана на изучении естественных или искусственно возбуждаемых электрических и электромагнитных полей в земной коре. Физическая основа Э. р. - различие горных пород и руд по их удельному электрическому сопротивлению, диэлектрической проницаемости, магнитной восприимчивости и другим свойствам.
Впервые Э. р. для поисков полезных ископаемых применили в конце 19 в. К. Барус (США) и Е. И. Рагозин (Россия). В 1912 К. Шлюмберже (Франция) разработал и практически использовал методы, основанный на исследовании постоянных электрических полей. В 1919-22 К. Лундберг и Х. Зундберг (Швеция) положили начало методам Э. р., изучающим переменные электромагнитные поля. Первые электроразведочные работы в СССР выполнил в 1924 А. А. Петровский. При этом изучались естественные электрические поля, возникающие в результате электрохимических процессов, происходящих на контакте руды с вмещающими породами.
По характеру исследуемых электромагнитных полей методы Э. р. делятся на несколько групп.
Методы кажущегося сопротивления. Основаны на изучении постоянных электрических полей, создаваемых в земной коре двумя заземлёнными проводниками (заземлениями), подключенными к полюсам источника постоянного тока. Электрическое поле исследуется при помощи измерительной цепи, состоящей из двух заземлений и прибора для измерения разности потенциалов между этими заземлениями. Результаты измерений выражаются в виде т. н. кажущегося сопротивления, изменение которого даёт представление о геологическом строении исследуемой площади.
Методы электрохимической поляризации. Этими методами изучают электрические поля, возникающие вокруг рудных залежей, минерализованных зон и других геологических объектов вследствие их электрической поляризации. Причиной поляризации могут быть естественные электрохимические процессы, в которых участвует рудное тело (окисление, восстановление и др.), либо электрохимические процессы, искусственно вызванные пропускаемым током. По распределению потенциалов этого поля определяют наличие поляризующихся объектов и их положение. Основная область применения - поиски рудных месторождений.